水利工程河道生态护坡施工应用分析

聂玉锋

（渑池县水利局，河南 渑池 472400）

1 工程概况

涧口河,发源于河南省三门峡市渑池县韶山北麓的胡沟,北流至段村乡的麦尽、中关、上涧和南村乡的涧口，至班村村北注入黄河，流域面积149 km2。干流长28 km，干流坡降2.5%，河床平均宽80 m，多年平均流量0.71 m3/s。河槽两岸由于自然原因的影响出现岩石裸露的情况，而且多为石质浅山区。河谷宽窄不一，部分河段出现主槽断面狭小的情况、严重阻碍水流的正常行进，而且两岸很多滩地由于连年洪水的冲刷出现坍塌的情况。G241 公路沿河布置，在汛期也会受到洪水的影响和威胁[1]。河道两岸没有进行堤防的构建，完全通过自然地势抵御洪水，如果汛期出现较大的洪水，会对沿岸群众的生命财产安全和当地的农业产生严重的影响。涧口河的生态修复问题迫在眉睫，政府决定全面实施涧口河生态走廊工程，将河道景观重建、河道水体生态修复与城市生态建设相结合[2]。

本次涧口河治理工程包括干流14.5 km 和支流1.45 km，总长15.95 km，主要建设任务包括河道疏挖、堤防完善、岸坡防护、河底新建抗冲齿墙等。河道疏挖10.4 km，其中干流8.95 km，采用底宽25 m～40 m 的复式断面；支流1.45km,采用底宽15m 的梯形断面。岸坡格宾石笼护砌17.4 km(两岸合计)，坡脚设2 m 深格宾石笼齿墙，新建浆砌石防洪墙14.50 km。河底新建格宾石笼抗冲齿墙58 道。

2 格宾石笼在生态河道治理中的应用

常见的抗冲能力较好的边坡防护形式有浆砌石护坡、混凝土护坡和格宾石笼护坡等。本次治理段河道属典型的山丘区河道,地质条件以卵石层为主,附近严重缺乏适合填堤的粘性土料，且地质条件也不适合填土筑堤，结合河道实际情况，为充分利用河道卵石充沛的资源优势，通过方案比选，本次边坡护砌型式采用格宾石笼护坡。格宾石笼生态施工技术的应用，让河道生态治理效果进一步提升。

3 生态护坡施工要点

本次主要对河道疏挖段两岸边坡进行防护。其中紧邻山体的河道边坡,本次不再进行防护；结合河道断面设计成果，本次疏挖段河道设计边坡为1∶2.5，因此河道防护按设计坡比1∶2.5 进行护砌。根据冲刷深度计算成果,在河底设置一定数量的抗冲齿墙以起到防冲固底的作用。抗冲齿墙深度确定为2 m，齿墙宽确定为1 m，断面为矩形，结构形式采用格宾石笼。

3.1 堤防整体稳定计算

根据规范要求，整体稳定采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法计算。

式中：b 为条块宽度，m；W1为堤坡外水位以上的条块重力，kN；W2为堤坡外水位以下的条块重力，kN；Z 为堤坡外水位高出条块底面中点的距离，m；u 为堤身或堤基中的孔隙压力，kPa。稳定分析计算结果见表1。

表1 堤防整体抗滑稳定计算成果表

3.2 格宾石笼选材

格宾石笼主要通过高镀高尔凡覆塑进行防腐。网面的抗拉强度可以达到50 kN/m，翻边强度可以达到35 kN/m，具有较好的应用效果，各项参数均符合EN10223-3 标准。填石主要使用的是当地较为常见的块石或卵石,所选石材的要求为强度等级在MU30 以上，这些石材需要具有较强的抗风化能力，而且不易水解,填充空隙率需要控制在30%以下。另外，在格宾护坡填石粒径方面主要选择100 mm～250 mm，外露面的粒径控制在150 mm 以下。

3.3 格宾石笼施工质量控制

为了确保格宾石笼的施工质量，在实际应用过程中通过系统化的质量控制技术进行施工。

3.3.1 材料控制

格宾石笼箱的材料主要使用的是异形截面的热镀锌低碳网钢丝，在外围使用PVC 树脂进行保护，这种材料具有较好的应用效果，在生产过程中，需要加强质量控制，保证其力学性能和化学性能都符合设计要求。在网孔的孔径上外涂一定量的PVC 树脂薄膜，保证其能够通过专业化的检测，提升材料的抗拉性和稳固性，填充料方面主要使用的是耐风化、坚固密实的卵石级配碎石等[3]。

3.3.2 工序控制

首先需要注意依照设计要求对基础面的平整性进行检查，其次在组装网箱过程中需要使用与网上相同材质的钢丝进行绑扎，每次绑扎过程中，都需要使用双股线并且进行交接处理，在间隔网与网身的四处交角位置都需要进行绑扎，依照设计图纸要求进行安装。另外在石料装填过程中可以使用人工与机械配合的方式，以提高施工效率。首先使用机械装填过程中，装填料需要在石笼高度的1/2 以下，使用人工方式将附近的块石摆放整齐，在同一水平层或者同一组网箱当中进行同步均衡的网格填料，防止出现单个网格独自填充等情况。最后进行封盖工作，需要与顶部石料堆砌平整的基础上进行封盖与网箱边框相交线，施工时需要进行绑扎，一般每隔25 cm 绑扎一道。完成封盖之后需要对整个网箱进行检查。

4 护坡景观效果图

图1 生态护坡效果图

5 水质监测效果对比

通过人工方法进行水质监测，对河流在治理前后的水质情况进行对比。检测参数共10 项，包括温度、pH 值、溶解氧、电导率、高锰酸盐指数、COD、BOD5、氨氮、总磷、总氮。水质执行标准为《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》V 类。见表2和表3。

表2 2016年水质检测数据表 单位：mg/L(PH 及注明的除外)

表3 2019年水质检测数据表 单位：mg/L(PH 及注明的除外)

6 结语

在实践中，通过涧口河治理工程的实施，提高了河道防洪标准，并且充分利用河滩地卵石资源，就地取材，不但节约了成本，而且彻底改变了涧口河荒芜的历史面貌，使荒滩变为绿洲，不仅开创了渑池河道生态治理的先河，而且改善了农村生产生活条件及项目区生态环境，为当地的经济发展和旅游事业起到促进作用，为脱贫攻坚和新农村建设提供了强力的水利支撑。