水利工程中的河道生态护坡施工技术应用要点分析

刘丽萍

（甘肃省永靖县水务局，甘肃 临夏 731600）

1 引言

水利工程是社会经济发展中的基础性工程，为完善水利工程的整体性能，建设生态型水利工程，相关人员将生态护坡施工技术应用在水利工程中。为保障水利工程河道区域生态护坡建设的可靠性，发挥其防洪、减少生态污染的功能优势，应明确各类河道生态护坡施工技术的应用要点，制订科学的水利河道生态护坡施工方案。

2 生态护坡概述

2.1 生态护坡的基本定义

生态护坡是联合应用工程结构和植物后所构建的具有水土保持、边坡防护、景观绿化等作用的护坡体系。生态护坡由基体、护坡层、植被层等结构组成，其中，基体是用于承载制备根系发育、护坡层的边坡体，护坡层则是防护基体、改善植被层生长条件的护坡结构，植被层则是生长在护坡上的人工植被[1]。

城市化发展中，人们的生态环保意识逐渐增强，生态护坡已经成为水利工程建设中的重要组成部分，是现阶段水利工程项目建设河道护坡的首选方式。在此背景下，水利工程建设中，在河道护坡设计时，相关人员应从工艺方法、施工材料、结构设计等方面进行全面调控，尝试用土工材料、绿色植物代替传统护坡结构，同步提升河道护坡的生态价值和经济价值。

2.2 生态护坡的基本功能

水利工程中生态护坡的基本功能包括防洪抗涝、减少环境污染、美化河道等。（1）基于河道生态护坡施工技术，相关人员可在水利工程建设中设计生态护坡，科学调控河道内的水流，同时利用生态护坡区域的众多植被抵挡洪水冲击。（2）高温条件下，生态护坡区域的植物具有释放水分的功能，有助于预防河道干旱风险。（3）生态护坡是水利工程建设中平衡环境污染的重要手段，生态型的护坡结构可帮助各地区减少空气污染、水源污染，逐步改善河道周围环境，促进生态系统的修复。（4）河道周围所建设的生态护坡工程，其结构中包含大量的植被，相关人员在设计水利工程护坡结构时，可结合实际情况选择具有美化作用的植被，美化河道及周围环境[2]。

3 水利工程中河道生态护坡施工技术的应用优势

河道生态护坡的本质是充分利用现有的自然环境、生态资源保护河道，确保河道结构的稳定性。在水利工程建设中，应用河道生态护坡施工技术有利于促进周围环境的自我修复，并通过减少水土流失风险、抵消不良环境因素等方式，控制水利工程建设中的河道污染，促进社会生态系统的可持续发展。

除此之外，相较于传统护坡施工技术，生态护坡的形式更为多样，各类环保型、生态型资源的应用不仅具有明显的生态价值，还可以起到节约建设成本的作用，满足水利工程建设中河道治理的效益管理需求。因此，在当前时期，生态护坡施工技术是现代水利工程建设中河道治理的关键技术，其在水利工程中的渗透对提升水利工程项目生态价值的意义重大[3]。

4 水利工程中河道生态护坡施工技术的应用要点

某水利工程，总库容为1.08×108m3，大坝设计为堆石坝，最大坝高为89 m。该工程河堤总高度为16.17 m，堤顶高程为25 m。该护坡工程处于下游河道，为落实绿色生态理念，该水利工程的河道护坡形式设计为附着型的生态护坡，护坡主要结构包括三维土工网垫、生态混凝土、土工格室等护坡结构。但是为发挥生态护坡的根本优势，还应合理选用生态砖护坡、人工种草护坡、植被生态护坡等护坡技术，掌握生态护坡施工技术的实施要点，满足新时期水利工程生态建设的根本要求。在本项目中，相关人员应结合实际情况，完善河道生态护坡施工方案，优化水利工程整体设计方案。

4.1 人工种草护坡施工技术

水利工程建设中，部分根系发达的植被具有固土、固水等作用，在水利河道治理过程中，相关人员可采用人工种草的方式构建生态型护坡。人工种草护坡施工技术主要包括两部分内容，分别为人工种草和铺设草皮。基本施工流程包括施工准备→表土耕作→种子撒播/草皮铺设→养护管理等。施工人员应在护坡区域表层土整平后，通过洒水或其他方式保持护坡表层土壤的湿润，然后进行人工种草或从坡脚铺设草皮，铺设方法包括叠铺、平铺等[4]。

采用人工种草的方式建设生态护坡时，草籽播种量为关键控制点。相关人员应结合草籽发芽率、净度、粒重等参数，合理计算边坡处的草籽播种量，计算公式为：

式中，G为设计方案中的种植密度，一般取900~1 800株/m2；Q为种子的粒重，g；T为种子层播种厚度，约为20~30 mm；C为护坡区域立地条件的校正率；D为施工期间的校正率；P为种子净度；R为种子发芽率。

4.2 植被生态混凝土护坡施工技术

植被生态混凝土护坡施工技术是生态护坡建设中的常用技术，该技术方案中所用的植被生态混凝土是指能够适应绿色植物生长的多孔混凝土，该类混凝土本身具有较强的防护功能、生态功能。在应用植被生态混凝土护坡施工技术时，相关人员应结合该类混凝土的施工参数、生态性能，完善生态护坡施工方案，见表1。

表1 植被生态混凝土的施工参数

水利工程中，植被生态混凝土护坡施工技术适用于坡度值为0~70°的护坡区域，生态护坡的具体结构自上而下为护脚结构、混凝土格构梁、坡顶。正式施工时，护坡工程中生态混凝土基础垫层抗压强度应大于C20，护坡区域的植被混凝土厚度应控制在50~100 mm，混凝土格构量厚度应大于300 mm。此外，施工期间对于生态混凝土还应设置伸缩缝，伸缩缝深度与混凝土护坡面层厚度相同，护坡坡面施工时，每10 m还应设置宽度为15 mm的小胀缝。完成植被生态混凝土摊铺、浇筑、压实等作业后，应种植已成活、根系发达、叶茎较矮的植物作为生态护坡中的植被，如狗牙根、红三叶、画眉草、狼尾草等。

4.3 生态砖护坡施工技术

在水利工程建设中生态砖护坡施工技术是在河道边坡区域铺设带孔的生态砖，然后将适宜种植的植物种植在生态砖孔内，保护河道周围的水土。此种生态护坡施工技术应用的关键在于控制生态砖铺设时的空隙率，以保证为植物生长提供充足的空间，确保护坡区域植物生长过程中营养、水分充足。现阶段，基于生态砖护坡施工技术的生态护坡主要包括3种结构，分别为连锁式砌块结构、铰接式砌块结构、坡改平式砌块结构。

连锁式砌块结构是使生态砖相互嵌合，形成可以互相牵制的护坡结构。铰接式砌块结构则是用绳索将生态砖相互连接作为河道护坡，坡改平式砌块结构是使河道坡面、砌块底面相互平行，用生态砖与河道原有的坡面相互衔接，以此保护河道水土，打造生态型护坡结构。正式铺设生态砖时，施工人员可将各砌块的空隙控制在5~10 mm，生态砖底部可分别设置碎石垫层、土工格布、砂垫层。在此过程中，对于河道常水位以上的生态砖孔洞，可填充碎石或是直接种植水生植物。常水位以上的区域，可填充土壤并种植适宜的植物，土壤填充厚度约为20 mm。在本项目当中，结合工程实况来看，采用连锁式砌块结构，使其护坡结构彼此之间能够相互牵制，加固河道护坡。

4.4 土工材料固土种植技术

水利工程河道生态护坡建设中，土工材料固土种植技术具体包括土工单元固土种植、土工网垫植草护坡等内容。此种生态护坡的基本原理是运用土工材料固定河道护坡区域的植被，使其缓解雨水的冲刷作用。利用土工网垫进行固土种植时，可直接将植被种子放在网垫内，使其在土工网垫空间内生长，进入护坡坡面内。这样河道护坡结构中的土壤、土工网垫、植被可成为一体，具有较强的稳定性。土木单元固土种植则是运用聚乙烯材料在河道边坡区域拼接土工单元，然后在各个小单元中种植植被，种植后直接将其铺设在河道护坡坡面上，起防护作用。

土工网垫护坡施工技术具有成本低、施工方便、可促进植被恢复等优势。是新时期常用的土工材料固土种植技术，其基本施工流程包括施工准备→铺设网垫→填充种植土→种植植被→养护管理等。（1）施工过程中，相关人员应自上而下地铺设网垫，搭接网垫时，需要用上坡网垫压住下方的网垫，二者搭接长度应符合河道生态护坡的设计要求。（2）搭接后施工人员还应使用锚钉及时固定网垫，对于护坡坡面的突变区域，还应增加锚钉的数量。（3）应用土工单元固土种植技术时，应合理划分土工单元，连接各土工单元时，应均匀地将其铺设在坡面上，并先固定土工单元两侧，张拉后用锚杆固定其他区域的土工单元。

4.5 现浇网格生态护坡施工技术

现浇网格生态护坡施工技术是较为常见的生态绿化技术，是利用生态护坡模板在河道边坡上现场浇筑生态护坡网格，然后将锚杆插入边坡内，与现浇的护坡网格形成立体的护坡体系，网格内可直接种植护坡植物。各类生态护坡技术中，现浇网格生态护坡施工技术不仅具有维持边坡稳定、保持水土的作用，还能促进河道边坡生态系统的修复。

在本项目中，具体应用现浇网格生态护坡施工技术时，相关人员可从两个角度入手，建设水利工程中的河道生态型边坡体系。

1）对于护坡区域地质条件良好的河道工程，可直接用锚杆、钢筋混凝土在坡面构建护坡结构，以改善生态护坡网格工程的抗侵蚀性能。浇筑混凝土时，浇筑的框梁结构应高于其他区域的框梁，以此降低水流对河道边坡结构产生的冲击力。

2）现浇网格生态护坡施工技术的本质是生态护坡技术，所以，在网格内种植植物时还应强调植物的多样性。河道护坡中间区域应种植灌木类植物，上方可种植乔木类植物，其他区域应以草为主。

除此之外，相关人员还应在水利工程建设中明确现浇网格生态护坡施工技术要点，规范施工程序。比如，构建生态护坡时，现浇网格生态护坡施工流程包括施工准备→边坡压实→修筑护脚→制作锚杆→铺设钢筋→安装固定模板→现浇护坡网格→修筑排水沟→修筑坡顶→种植护坡植物→植物养护管理等。现浇护坡网格是该生态护坡施工技术的应用要点，施工人员应基于混凝土现场浇筑工艺，合理控制浇筑环节材料温度、振捣频率、碾压次数等关键施工参数，浇筑完毕后进行混凝土养护，养护6~10 d即可将模板拆除，种植护坡植物。

5 结语

综上所述，相较于传统河道护坡形式，生态护坡更强调护坡结构对河道生态环境的积极影响。水利工程河道治理中，生态护坡有着不可忽视的价值，可以在治理河道的前提下，协调水利工程和自然环境的关系，促进河道整治的生态化发展。为发挥生态护坡对水利工程河道生态的改善优势，相关人员还应明确生态护坡施工技术要点，制订更科学的河道生态护坡建设方案，保障水利工程建设活动中的生态效益。