生态护岸在汾河百公里中游示范区介休段中的应用分析

2022-01-10崔磊

山西水利科技 2021年4期

关键词：石笼格网型式

崔磊

（山西省水利水电勘测设计研究院有限公司山西太原 030024）

1 工程概述

汾河百公里中游示范区介休段生态治理工程，起于朱家堡已建湿地，终于西堡村汾河桥下游100 m 处，

治理长度22.2 km。工程建设主要内容有堤防生态化改造工程，滩槽整治工程和景观绿化工程。

本工程中的护岸主要为堤坡和主槽的防护。堤岸

防护既要具备抵抗水流、风浪冲刷，防止水土流失，提高岸坡的稳定性的结构功能，同时还应满足绿色环保与生态相协调的要求。因此，选择何种护岸型式对工程有着至关重要的作用。生态护岸满足工程功能需求的同时又能与自然生态相协调，在汾河百公里中游示范区介休段生态治理中得到了广泛的应用。

2 护岸布置原则

护岸是堤防工程的重要组成部分，在保障堤防安全中发挥着重要作用。护岸的布置应遵循以下原则：

1）护岸布置应符合区域整体防洪规划及河道整治工程规划的要求；

2）护岸布置应结合河道走势，因势利导统筹兼顾两岸及上下游整体衔接；

3）护岸布置尽量不减小现状河道行洪断面，不雍高汛期洪水位；

4）护岸防护材料应抗冲耐磨、坚固耐久、适应变形能力强、便于施工；

5）护岸要尽量满足生态环保绿色可持续发展的要求。

3 生态护岸型式

目前常用的护岸型式有坡式护岸、坝式护岸、墙式护岸、桩式护岸及混合式护岸等。生态护岸是在原有护岸型式的基础上，采用植物及生态防护材料和工程措施相结合的新型防护型式。总结已建工程的应用情况，常用的生态护岸型式有植被型护岸、植物纤维毯护岸、格网石笼护岸、土石笼袋护岸、预制混凝土框护岸、三维固土网垫护岸及预制混凝土桩护岸等。

4 生态护岸比选

每个工程应结合项目的特点及生态护岸的适用条件通过比选分析选择合适的护岸型式。下面就几种常用的生态护岸适用范围及优缺点进行比选分析。

4.1 植被型护岸

植被型护岸是从河道堤岸坡脚至坡顶一次种植沉水植物、浮叶植物、挺水植物、湿生和众生植物等一系列护坡植物，形成多层次生态防护，兼顾生态功能和景观功能的堤岸防护。

植被护坡能减少水流和波浪对河道岸坡的淘刷侵蚀，有助于丰富岸坡生态功能和生物多样性。植被型护岸适用于河道边坡相对较缓、水流条件较好、稳定性较强、土层深厚的河道边坡防护。在淘刷侵蚀比较严重的区域，一般需要在工程初期采取一些辅助工程措施进行临时性的岸坡防护。植被护岸示意图如图1 所示。

图1 植被护岸示意图

4.2 植物纤维毯护岸

植物纤维毯护岸是采用天然材料麦秸、稻秸、椰壳、棕榈纤维等为基底，配合草籽、肥料及定型网等多种材料加工而成的毯状材料，用以固土护坡的新型防护型式。

植物纤维毯所用的材料绿色环保，生态固坡效果显著。植物纤维毯原材料不同适用范围也不同。秸秆草毯适用于水流侵蚀较小的地方，如河湖岸坡等；稻秸和椰壳混合料草毯适用于中等侵蚀场地，如河流堤坝等；麻椰固土毯广泛应用于河流护坡、园林绿化边坡防护等生态修复工程。植物纤维护岸不宜用于水流流速大，主槽靠岸的险工段。

4.3 格网石笼护岸

格网石笼护岸是将抗腐蚀、耐磨损、高强度材料采用专用设备制造而成的多孔机编网片，经裁剪、拼装并绑扎封口而成的柔性、多孔隙的网箱结构，并在网箱内填充新鲜块石以抵抗水流冲刷的新型生态环保护岸。

格网石笼属于柔性材料，地基适应性强，能满足岸坡不均匀沉降；耐冲刷性好，表面网孔大，内外透水性好，抗冰冻和冻涨性能强；同时具有消浪作用，其背后设置反滤层还可防止土壤流失。格网石笼空洞结构，有利于水生动物及微生物的生存繁殖；孔隙内积土后，有利于水生植物的生长。格网石笼护岸广泛应用于堤坡险工段及主槽靠岸段防护，不足之处是工程造价相对较高，所用石料有严格的控制指标同时开采石料对生态保护有一定的副作用。格网石笼示意图见图2。

图2 格网石笼示意图

4.4 土石笼袋护岸

土石笼袋护岸是将生态袋置于格网网箱内并在袋内填充土石料新型防护型式。生态袋由高强度、耐老化土工合成材料缝制而成，具有耐腐蚀、使用寿命长、透水不透土、袋身孔径易于植物生长的特性。其与格网网箱组合后，具有耐久抗冲、绿化效果好、生态景观效果明显的特点，同时对岸坡的不均匀沉降有很强的适应性。

土石笼袋护岸具有工艺简便、施工工期短、就地取材等众多特性，适用于坡体稳定、冲刷流速较低且当地土石料较充足的河段；不宜用于洪水持续时间较长，冲刷流速大的河道。

4.5 预制混凝土框护岸

预制混凝土框护岸是采用预制混凝土框格连成整体平铺于坡面，框格内回填种植土进行坡面绿化的新型防护型式。框格的自锁功能使坡面防护连接在一起，整体效果好，抗冲流速大。框格半刚性的整片结构变形能力较好，能有效保证岸坡的稳定性。坡面框内回填种植土可植草或种植灌木及小乔木，景观效果好且具有良好的生态性。

预制混凝土框为专业厂家生产的预制件，质量有保障、施工工艺简单、施工速度快，常用于水上部分或浅水区域的岸坡防护。水上部分防护宜选用孔洞相对较大的框格并与绿化措施相结合，增强生态景观效果；浅水区域防护宜选用孔洞相对较小的框格，增强抗冲性能。预制混凝土框不足是单价较高，不宜用于河道深水区域。

4.6 三维固土网垫护岸

三维固土网垫护岸主要利用植物措施结合土工合成材料，在坡面构建具有自身生长能力的防护系统来抵抗冲刷维护边坡稳定的新型防护型式。三维固土网垫是由金属网及三维聚酰胺材料复合构成的抗冲刷网状结构，其背水侧含有反滤土工布，可起到保土透水作用。三维聚酰胺网状结构，孔隙率大，质地蓬松，可在孔隙中填加土料和草种，植草穿过网垫生长后，可牢固密贴于坡面有效地抵抗暴雨及水流冲刷破坏。

三维固土网垫护岸具有材料轻便、施工方便、护坡效果好的优点，对生态环境起到良好的调节和美化作用，生态效应显著，主要适用于防冲要求不高，水位变动区以上且整体稳定的岸坡区域。不足是植物没生长之前抗冲流速较小，需要采取措施提前优化种植；同时由于材料轻便，坡脚、坡顶需压固保护。

4.7 预制混凝土桩护岸

预制混凝土桩护岸是将离心成型的混凝土桩成排打在堤坡及主槽坡脚来抵抗水流冲刷的新型防护型式。

预制混凝土桩在工厂预制成型、工艺成熟、质量有保证、承载力高，抗冲抗弯抗剪性能优越、不易腐蚀耐久性好，施工速度快；同时其结构可以拼接造型，表面可作木纹处理，仿木逼真整体美观环保，具有良好的生态景观效果。主要适用河道流速大，工期要求紧的堤坡岸坡防护及有景观要求的护岸等。不足是桩单价较高及堤脚防护时需采取反滤措施，防止桩后填土冲刷流失。

5 生态护岸应用

介休段生态治理工程护岸主要为堤坡和主槽的防护。结合介休段汾河的特点，综合考虑抗冲刷及生态环保的需求，经比选分析确定本工程生态护岸型式。

放缓段堤坡采用三维固土网垫防护，坡顶布设锚固沟，坡面采用锚钉锚固，坡脚采用格网石笼压脚；险工段堤坡采用格网石笼防护，石笼以上坡面采用植被进行绿化，坡脚采用松木桩抛石基础。河道中主槽弯道段采用预制混凝土框防护，框内四周及底部铺设反滤土工布；主槽靠岸段采用格网石笼防护下设反滤土工布，确保大堤的安全，两种主槽防护型式均采用松木桩抛石基础。主槽水系间的生态岛坡面防护一种采用格网石笼和混凝土生框相结合的防护型式，基础采用松木桩抛石；另一种采用三维固土网垫防护，基础采用预制混凝土桩和松木桩相结合型式，岛顶面均进行植被绿化。典型生态护岸示意图如图3、图4、图5、图6 所示。