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  作者：鄭曉敏

l前言

    在中小河流治理等水利工程的建設(shè)中，為達(dá)到加固和保護(hù)堤防的目的，往往采用混凝土或混凝土砌塊護(hù)坡，會(huì)造成生態(tài)環(huán)境的劣化。隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，特別是在城市河道的治理中，人們對(duì)生態(tài)和環(huán)境的要求日益提高，這就要求適當(dāng)?shù)馗淖兒拥乐卫砝砟�，即由單一以功能為主，逐漸向既有功能又實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處的方向轉(zhuǎn)變。現(xiàn)以閩侯縣瑁前河河道整治工程生態(tài)護(hù)坡的建設(shè)施工為例，對(duì)生態(tài)護(hù)坡的特點(diǎn)及施工工藝進(jìn)行闡述，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)介紹，對(duì)生態(tài)護(hù)坡在河流治理工程中的應(yīng)用進(jìn)行一些有益的探索。

2工程概況

閩侯縣琯前河河道整治工程位于福建省福州市閩侯縣東南部，保護(hù)區(qū)為福州市青口投資區(qū)。福州市青口投資區(qū)是省級(jí)投資區(qū)，是省市重點(diǎn)打造的汽車產(chǎn)業(yè)基地，被稱為“福建青口汽車城”。

    受閩江、淘江洪水影響，琯前河由于地勢(shì)低洼，河道淤積和河障阻水，已有防洪設(shè)施老化嚴(yán)重，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低、工程區(qū)洪澇頻繁，淹沒農(nóng)田、村莊、道路，給當(dāng)?shù)厝嗣裆�命�?cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失，制約當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。特別是2005年10月2日，“龍王”臺(tái)風(fēng)帶來(lái)強(qiáng)降水，導(dǎo)致該區(qū)域全部被淹，因此，該河段迫切需要加強(qiáng)防洪建設(shè)。

    該工程防洪標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇，防洪堤級(jí)別為4級(jí)，排澇標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇澇水不漫溢的城市排澇標(biāo)準(zhǔn)。治理河道總長(zhǎng)1530m，防洪堤（含護(hù)岸）總長(zhǎng)2587m，護(hù)岸總長(zhǎng)72lm。其中左岸防洪堤（含護(hù)岸）長(zhǎng)1860m，右岸防洪堤（含護(hù)岸）長(zhǎng)727m。

    該工程的聯(lián)鎖式護(hù)坡系統(tǒng)是由多塊尺寸、形狀、質(zhì)量相同的混凝土塊相互鑲嵌聯(lián)接成一個(gè)整體矩陣。該結(jié)構(gòu)以預(yù)制混凝土塊為材料，經(jīng)鉸索縱橫向鉸接后直接攤鋪，無(wú)需砂漿砌筑。其塊體種植孔可實(shí)現(xiàn)快速綠化，起到植物修復(fù)作用，滲透性可保證河岸與河流水體之間的物質(zhì)交換，從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)護(hù)岸功能。

3  生態(tài)護(hù)坡的特點(diǎn)

3.1  聯(lián)鎖式生態(tài)護(hù)坡的結(jié)構(gòu)及性能

聯(lián)鎖式護(hù)坡磚是一種歐美國(guó)家現(xiàn)行使用的可人工安裝、適用于中小水流土壤水侵蝕控制的新型聯(lián)鎖式預(yù)制混凝土塊鋪面系統(tǒng)。聯(lián)鎖式護(hù)坡磚混凝土抗壓強(qiáng)度不小于C25抗壓強(qiáng)度，外形尺寸為400mm×300mm×85mm（長(zhǎng)×寬×厚），重量約為13. 5kg/塊。該磚采用獨(dú)特的聯(lián)鎖設(shè)計(jì)，每塊磚與周圍的6塊磚產(chǎn)生超強(qiáng)聯(lián)鎖（如圖1所示），使得鋪面系統(tǒng)在水流作用下具有良好的整體穩(wěn)定性。同時(shí)，植被在磚孔和磚縫中生長(zhǎng)，一方面能使鋪面的耐久性和穩(wěn)定性進(jìn)一步提高，另一方面起到增加植被、美化環(huán)境的作用。

3.2生態(tài)護(hù)坡的凈化機(jī)理

    生態(tài)砌塊護(hù)坡中存在大量空隙，給魚類、水生物留有足夠的生活空間，兩棲動(dòng)物可通過(guò)空隙直接到達(dá)陸地。且砌塊護(hù)坡的空隙中，護(hù)岸景觀植物可從土體中長(zhǎng)出，伸出砌體，便于水生植物生存。在適宜的生長(zhǎng)條件下，護(hù)坡植物與水中微生物、藻類及水生動(dòng)物共同作用形成微生態(tài)體系，根據(jù)其自身特點(diǎn)，將水中的富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)，如N、P、重金屬污染物等吸收在根、莖、葉等不同部位，從而既滿足自身的營(yíng)養(yǎng)需求，又達(dá)到凈化水質(zhì)的作用。

3.3  生態(tài)護(hù)坡的主要功能

生態(tài)護(hù)坡主要通過(guò)護(hù)坡表面種植植物的地下根系和地上莖葉的作用護(hù)坡，主要功能為植被的力學(xué)效應(yīng)、水文效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)三個(gè)方面，如圖2所示。

3.3.1  植被的力學(xué)效應(yīng)

    邊坡植草的淺根可相互聯(lián)接，形成土與草根復(fù)合保護(hù)層，使邊坡表面形成網(wǎng)狀加筋體系，防波浪沖刷，起到固坡作用；而植物的深根深入邊坡土層中，當(dāng)邊坡受剪應(yīng)力時(shí)，植物的深根有一定的拉應(yīng)力，幫助提高邊坡的抗剪強(qiáng)度。

3.3.2植被的水文效應(yīng)

降雨是誘發(fā)滑坡的重要因素之一，生態(tài)護(hù)坡首先可以使降雨的雨水截留，削弱濺蝕邊坡；其次，植物通過(guò)吸收和蒸發(fā)坡體內(nèi)水分，降低土體的孔隙水壓力，增加土體吸力，提高土體的抗剪強(qiáng)度，有利于邊坡的穩(wěn)定；再者，生態(tài)邊坡還可以控制土粒流失，據(jù)研究在76mm/h的特大暴雨條件下，從植被中流出的沉淀物為10 - 50kg/km2，而裸露地面的土壤流失量平均為223 kg/km2，20cm厚的地表土層，被雨水沖蝕盡所需時(shí)間，有植被需要3.2萬(wàn)年，而裸地僅需13年。

3.3.3植被的環(huán)境效應(yīng)

    生態(tài)邊坡一是修復(fù)生態(tài)，多孔的坡面結(jié)構(gòu)為河道水生、陸生植物提供了生長(zhǎng)繁衍的環(huán)境，使河道兩岸植物具有多樣性，河岸邊生長(zhǎng)的植物可以促使流速、光照、溫度的變化，為魚類等水生動(dòng)物和兩棲類動(dòng)物提供覓食、棲息和避難逃生的場(chǎng)所，對(duì)保持生物多樣性也具有一定的積極意義；二是具有綠色覆蓋、美化環(huán)境的功能，可減少河道的淤積；三是促進(jìn)有機(jī)污染物的降解、凈化大氣、調(diào)節(jié)小氣候，實(shí)現(xiàn)人水和諧，改善水景觀。

    相對(duì)于普通混凝土護(hù)坡，聯(lián)鎖式生態(tài)護(hù)坡可以降低造價(jià)、節(jié)省投資，目前使用較普遍的為厚度l0cm的生態(tài)護(hù)坡，單價(jià)約為120元/m2，與傳統(tǒng)護(hù)坡方式相比可節(jié)省大量資金。

4  生態(tài)護(hù)坡在該工程中的應(yīng)用

4.1  斷面布置結(jié)構(gòu)型式

該工程采用生態(tài)砌塊護(hù)坡與埋石混凝土擋墻相結(jié)合的復(fù)式斷面，如圖3所示。下部采用生態(tài)砌塊護(hù)坡，以滿足河道生態(tài)功能要求；上部為埋石混凝土擋墻，以使墻頂在承受荷載情況下保持穩(wěn)定；擋墻與坡面間設(shè)平臺(tái)，平臺(tái)可以滿足附近居民親水休閑需要，也可以結(jié)合城市綠地適當(dāng)布置景觀。具體型式為：防洪堤由下部生態(tài)砌塊護(hù)坡和上部埋石混凝土擋墻組成，兩部分之間設(shè)平臺(tái)；下部生態(tài)砌塊護(hù)坡高1. 17 -2.0m，坡比為1：2；上部埋石混凝土擋墻高3.3 -3.6m，墻頂寬0. 8m，迎水面坡比為1：0.25，背水面坡比為1：0.2；地基采用水泥土攪拌樁處理，與原土層形成復(fù)合地基；墻背填土，填土頂高程與墻頂高程相同，填土頂寬4. 0m，采用1：2的坡度與規(guī)劃地面相連；擋墻與坡頂間設(shè)平臺(tái)，平臺(tái)寬5. 50 -7.40m。

4.2施工工藝

    生態(tài)護(hù)坡砌塊施工主要施工工藝包括坡面修整、墊層料鋪筑、生態(tài)護(hù)坡砌塊鋪砌及現(xiàn)澆混凝土調(diào)整塊等。

4.2.1施工程序

生態(tài)護(hù)坡砌塊護(hù)坡施工程序如圖4所示。

4.2.2施工步驟

4.2.2.1施工準(zhǔn)備

    測(cè)量放樣：砌塊護(hù)坡施工前，在坡面上按l0m網(wǎng)格放樣，設(shè)置樣樁，在樣樁上劃出鋪砌坡面高程，用油漆標(biāo)出明顯標(biāo)志，并妥善保護(hù)好樣樁。

    材料準(zhǔn)備：將生態(tài)護(hù)坡砌塊運(yùn)至作業(yè)面。

4.2.2.2坡面修整

    坡面修整前利用樣樁縱橫拉線對(duì)坡面平整度進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)超高部位進(jìn)行人工削坡，對(duì)欠高部位進(jìn)行人工回填至設(shè)計(jì)高程。

4.2.2.3墊層鋪筑

墊層鋪筑施工前，利用樣樁縱橫拉線控制鋪填厚度。施工時(shí)，先由汽車從堆料場(chǎng)將砂骨料運(yùn)輸至作業(yè)區(qū)，再由人工挑運(yùn)至鋪筑工作面，人工平料。鋪筑自坡底向上逐段進(jìn)行。利用平板振搗器和人工夯實(shí)相結(jié)合的方法進(jìn)行墊層料的壓實(shí)。

4.2.2.4生態(tài)護(hù)坡砌塊鋪砌

    混凝土生態(tài)護(hù)坡砌塊達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，即可裝運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鋪砌。由自卸汽車自預(yù)制場(chǎng)運(yùn)至工地，人工抬運(yùn)至砌筑工作面。鋪砌自下而上進(jìn)行，先從坡腳開始，依次向上鋪砌，并按施工圖紙規(guī)定進(jìn)行分段分縫�；炷�土生態(tài)護(hù)坡砌塊需擺放平整穩(wěn)固，拼縫緊密，底部墊層密實(shí)，砌體表面平順。生態(tài)護(hù)坡砌塊鋪放位置經(jīng)校正無(wú)誤后，方可進(jìn)行勾縫。

4.2.2.5  調(diào)整塊施工

    在鋪砌及混凝土護(hù)肩完成后進(jìn)行護(hù)坡調(diào)整塊施工，混凝土采用移動(dòng)式攪拌機(jī)拌制，人工挑運(yùn)人倉(cāng)，用平板式振搗器振搗密實(shí)，表面由人工壓平抹光，最后按生態(tài)護(hù)坡砌塊尺寸大小壓制假縫。

4.2.2.6種植生態(tài)植物

    水上部分：敷土、種草。聯(lián)鎖護(hù)坡砌塊鋪設(shè)完畢后，在孔洞內(nèi)敷土，種植耐水常青的草籽，一個(gè)月后草籽成活，綠草茵茵，形成一道堅(jiān)固的綠色堤岸。

    水下部分：填充混凝土或種植耐淹草種。為了減緩水流的沖刷，碎波防浪，減少?zèng)_刷力和水的渦流，可以在聯(lián)鎖護(hù)坡砌塊的孔洞中填充1/3 - 1/2高度的混凝土，增加糙度，加強(qiáng)減緩流速坎的作用，固防堤壩。

    耐淹草種推薦石菖蒲：屬天南星科，多年生常綠草本，喜陰濕環(huán)境，宜生于山澗、溪流旁陰濕之地，不擇土壤，以沙為好。

4.3應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

    該護(hù)坡工程于2014年春建設(shè)完成，從實(shí)際效果看岸坡穩(wěn)定，生態(tài)護(hù)坡表面整齊、規(guī)則，護(hù)坡砌塊存在大量空隙，景觀植物從護(hù)坡空隙中長(zhǎng)出，伸出砌體，河道兩岸郁郁蔥蔥，有效弱化了河岸混凝土僵硬的景觀，整體景觀效果好。同時(shí)，由于植物對(duì)水體的凈化能力，基本改變了琯前河河道黑臭面貌，使之成為水清、岸綠、整潔、有景的具有綜合功能的河道，得到了一致好評(píng)。

5結(jié)語(yǔ)與展望

人與自然和諧共處，工程建設(shè)與生態(tài)保護(hù)相結(jié)合，應(yīng)該成為現(xiàn)代水利的基本目標(biāo)之一。通過(guò)分析生態(tài)護(hù)坡的機(jī)理、主要功能以及在中小河流治理中的應(yīng)用，得出以下結(jié)論：生態(tài)護(hù)坡具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益，生態(tài)護(hù)坡可實(shí)現(xiàn)安全護(hù)砌與生態(tài)保護(hù)的結(jié)合，解決護(hù)砌材料劣化人類生存環(huán)境的問(wèn)題，是對(duì)傳統(tǒng)護(hù)砌工程材料與技術(shù)的重大變革，可在中小河流綜合整治工程中加以推廣應(yīng)用。

6摘  要 、

水利工程中的生態(tài)護(hù)坡綜合了工程學(xué)、流體力學(xué)和環(huán)境生態(tài)學(xué)等學(xué)科基本知識(shí)，是一種河道邊坡由砌塊和植物組成的綜臺(tái)河道護(hù)坡技術(shù)  本文結(jié)合中小河流治理的工程實(shí)踐，論述了生態(tài)護(hù)坡的機(jī)理、主要功能以及應(yīng)用，總結(jié)了生態(tài)護(hù)坡在改善生態(tài)和環(huán)境’司題方面的優(yōu)勢(shì)，可在中小河流綜合整治工程中加以推廣應(yīng)用。