浅析生态挡墙在河道治理中的应用

浅析生态挡墙在河道治理中的应用

吕年友

吕年友

（广州市宏涛水利水电勘测设计有限公司510405）

摘要：随着城镇化的加快,人们对河流过于索取缺乏有效保护,使流域内优美的自然环境、完整的生态系统遭到破坏,传统水利工程也对水生态系统造成严重胁迫。改善河道生态环境,修复和构建生态型河道已引起人们的广泛关注。本文通过某河段工程案例推荐一种符合以上几点的新型生态河道护岸方案。前言：以往城市河涌的护岸绝大部分都为浆砌石或混凝土等圬工材料制成的刚性挡墙，此类挡墙一般属于重力式挡墙，对地基承载力要求较高，对不均匀沉降敏感，而且生态性较差，与现有治理河涌的理念相悖。

关键词：生态挡墙；河道治理；护岸

一、工程案例

某工程由于洪水冲坏了大部分河段护岸工程，防洪标准偏低且部分河段无防护，针对这重点河段存在的这一问题，需对岸坡进行防护需要拟对河岸线的防洪堤进行加培加固。护岸设计总体要求的原则分为三部分。其一，降低单位工程造价，需要因地制宜和合理的经济。其二，为满足防洪安全要求，将沿河城市道路、景点和绿地建设相结合，得以形成‘河岸式’观光休闲场所，以亭阁点缀、绿地依托和动静结合，可提高旅游城市品味。其三，体现生态与人水和谐的现代河道治理理念。

二、挡墙型式选择

该工程案例河道治理因受占地限制，原护岸结构为直立式挡墙，改建加固后护岸高度为4-5m。根据同地区类似工程相关经验，有三种挡墙方案供选择：仰斜式浆砌石挡墙、重力式浆砌石挡墙和生态混凝土砌块加筋土挡墙。前两方案较为常用，第三种方案为新型生态型，这种挡墙设计和施工理念完善，整体为柔性结构物，地基的处理简单；施工简单、快速，节省劳力和缩短工，结合本工程造价等经济效益问题（表2-1）、结构及保持生态效果要求，选为采用方案。

三、护岸中荣勋生态挡墙的应用

3.1选择生态护岸型式

该工程根据不同河段的具体地形地质条件和环境要求做根据，选定三种护岸型式：Ⅰ级生态挡墙护岸（图3-1），Ⅱ级生态挡墙护岸（图3-2），Ⅰ级生态挡墙和生态护坡护岸组合型式（3-3）。

Ⅰ级生态挡墙护岸主要针对城郊游人较少的河段设计。而为了协调水工建筑物与水景观和水环境，对城区及中心景区的新建护岸采用；Ⅱ级生态挡墙护岸，中间为亲水平台的同时岸顶辅以植物和休闲亭阁等景观，这样可以给市民和游人营造一个十分良好的休闲环境；最后是Ⅰ级生态挡墙和生态护坡护岸，亲水平台以下是生态挡墙，以上是生态护坡，这种设计用于较缓的对岸坡，岸坡及岸顶上可布置景观及设施，此项选择源于对岸坡有较宽松河段的占地限制。

3.2设计生态挡墙结构

3.2.1混凝土砌块墙体

生态混凝土砌块层位于生态挡墙外侧，单块厚0.3m。挡墙各砌块需要互相咬合来与相邻层的土工格栅连接，以形成整体。形成的挡墙护岸临水侧边坡为1：0.18。生态挡墙砌块的截面形状见（图3-4），砌块的上斜面、下斜面与平面构成115°以上的角度，被卡压在上下层砌块之间加筋材料在转弯处的角度也相同。填土时需要在墙内侧每隔两块砌块高度铺设一层土工格栅，格栅宽0.6-0.8m。加筋材料得以被卡压锚固于砌体中，取决于其在砌体中形成三处转弯和端部的结构。挡墙砌块对地基要求低从而减少占地，皆得益于其柔性轻型的结构。砌块千砌，后缘定位，施工比较简便。彩色及仿石砌块，景观效果较好。荣勋挡排砌块的横截面呈朝下的喇叭口状；顶面有中部脊，两侧低，形成左、右支承坡；三块砌块上下叠置形成砌体时，最下面砌块的脊高于最上面砌块的底脚部。这种特殊结构，应用于挡土墙时，同时解决了挡土、反滤、排水、生态化、人性化等许多在结构上互为制约、互为矛盾的难题。

3.2.2格宾石笼护脚

一般采用2-3层，每层厚0.5m，第一层宽1.0m，第二层宽1.5m，第三层宽2.0m。格宾石笼护脚施工时可在浅水中作业，将其布置在岸坡有陡坎或水流顶冲河段，从而节省施工围堰及施工排水的费用，这也取决于岸线与常水位下水面岸线是否一致。若施工期河床无水，则可设计成混凝土或浆砌石护脚。格宾石笼内填石料等填充料，是用网片组装成箱笼形状而后联结成整体的工程防护结构。格宾石笼柔性、抗震性以及透水性都很好，适应地基变形且利于岸坡稳定。格宾石笼一般要设置反滤措施来防止水土流失，多用于水下。

3.3.3纤维土工格栅加筋土

土工格栅是砌块加筋土挡土墙中使用的主要加筋材料。砌块加筋土挡土墙中，必要的整体形成是要使砌块所砌筑的砌体、回填土和加筋材料共同来完成的。连接砌体与加筋材料，需要将加筋材料压在上下叠置的砌块之间，通过加筋材料上部的砌块重量所提供的摩擦力或砌块之间的卡锁来提供抗拔力。土工格栅的铺设高度间距及宽度取决于与挡墙高度及墙背填土性质，除了可以在砌块制造厂家的施工说明书中找到详细说明外，也可通过设计者自行计算得出。其原理分为五点:其一，墙背作用主动土压力；其二，构成墙背土体的稳定区和破坏区这两区的分界面为主动土压力的破裂面，破裂面通过墙背墙基的交点，破裂面与墙背的夹角为破裂角，破裂角θ按下式计:，ϕ为墙背填土的内摩擦角；其三，土工格栅在稳定区内的长度才能作为有效长度，破坏区（墙背与破裂角之间的土体）内的长度是无效的；其四，土工格栅的有效长度与填土之间的摩擦力抵抗土压力；其五，根据土工格栅的抗拉强度以及土压力和摩擦力的大小，计算土工格栅的埋置数量和宽度。

四、生态挡墙效果展示

生态挡墙目前在全国各地应用较多，随着人们治水理念的转变，取得的生态效果和景观效果很明显。广州各地也在积极引进生态挡墙技术，白云湖引水渠及萝岗区即已应用生态挡墙技术并已建成。生态挡墙水下离缝砌筑部分形成的生态孔可满足水生动物和水生植物需要，见（图3-5）；水上部分可以自然生长植物，也可以人工种植适合本工程景观需要的一些花卉，以此提高挡墙的景观效果。

五、结束语

综合以上描述，采用混凝土砌块加筋土生态挡土墙取代重力式浆砌石挡土墙对有防洪安全和水景观及生态环境要求的河道护岸来说，是为最优选择。本文所述的生态挡墙，可以部分实现水生态、陆生态（植物生态）的功能，水上部分挡墙须满足植物需要，水下部分挡墙则要尽可能地满足水生物需要。另外也可以满足亲水、景观以及休闲等符合对人性化提出更高要求的需要。此外，施工方便和经济实用的特点，从工程属性看也符合安全耐久性方面的要求。

参考文献：

[1]卞志友.加筋式生态绿化挡墙在六安凤凰河综合治理工程中的应用[J].江淮水利科技.2013(05).

[2]谷晓存,刘景春,吴庆伟.城区河道治理与环境协调共处的尝试[J].河南水利与南水北调.2009(02).

[3]唐瑾,张智吾.南京优凝舒布洛克与现代治水理念对接——让河道成为风景[J].中国水利.2006(04).