生态护坡在护岸工程中的应用

生态护坡在护岸工程中的应用

闫庆新

广东正方圆工程咨询有限公司广东广州510000

摘要：河岸受水流、潮汐、风浪作用可能发生冲刷破坏影响堤防安全时，应采取防护措施，护岸工程是其中的一种。在护岸设计中采用生态护坡，可实现工程与环保的双重目的，构建安全绿色的护岸工程。

关键词：护岸；设计；生态护坡

项目概述

西江航运干线是广东省内河水运的重要组成部分，是联接东、西部地区的“黄金水道”，是我国水运建设重点“两横一纵两网”主通道中的“一横”。同时，西江也是沟通西南地区通江达海的水路运输大通道，是两广交通运输的大动脉。

西江（界首至肇庆）航道扩能升级工程全长171km，其中界首至封开江口段航道12km，通航设计尺度为4.1m×90m×670m；封开江口至肇庆大桥（原肇庆二桥）航道159km，通航设计尺度为4.5m×135m×670m。本项目共有三处护岸。

护岸设计

1、基础资料

整治范围内河段岸坡地质普遍较好，仅三处需要防护，分别是竹洲塘至料塘护岸、江口护岸及北凤咀护岸。

根据本项目岩土勘察成果，此三段护岸在揭露深度范围内，未发现断裂构造痕迹、滑坡、危岩、空洞、凹陷等不良地质现象，地层稳定性较好。

2、平面布置

（1）平面布置原则

①安全、稳定原则。

②环保、生态、美观原则。

③经济、便民原则。

（2）平面布置方案

竹洲塘至料塘护岸位于封开县江川镇料塘村竹洲塘至料塘对开的西江右岸，长度为460m。江口护岸位于封开县江口镇对开的西江左岸，长度为540m。北凤咀护岸位于封开县江川镇江山村北凤咀对开的西江右岸，长度为500m。

3、结构设计

（1）护坡结构比选

三维植草护坡是一种工程措施与环保措施相结合的新型边坡防护技术，通过植物的生长活动达到根系加筋、茎叶防冲蚀的目的，经过生态护坡技术处理，可在坡面形成茂密的植被覆盖，在表土层形成盘根错节的根系，有效抑制暴雨径流对边坡的侵蚀，增加土体的抗剪强度，减小孔隙水压力和土体自重力，从而大幅度提高边坡的稳定性和抗冲刷能力①。三维植草护坡利用植物在坡面构建了一个具有自身生长能力的防护系统，从而减少了后期养护费用，同时在满足边坡保护和加固的前提下，通过合理的景观设计，可达到美化沿河景观的目的，实现人与自然的和谐相处②。

就一级平台和二级平台之间的护坡结构是采用三维植草还是干砌石进行比较分析，两种结构的优缺点如下：

1.三维植草护坡是一种生态护坡，在保护河岸的同时，能改善水环境、营造水景观、修复水生态，并充分利用河道水系的资源功能、环境功能、生态功能，使河岸及河道整治达到“固堤、水清、岸绿、景美、游畅”的要求。而且其价格较低。缺点是在植被还没有形成前其防护能力较弱，对暴雨径流及水流冲刷的抵抗力较差。

2.干砌石护坡具有更好的抗水流冲刷及暴雨径流的能力，且施工速度快，效果显著；缺点是河岸铺石硬化阻隔了水土的连接通道，破坏了河流生态系统的整体平衡，同时也使河道的自净能力遭到破坏。而且其造价较高。

就施工技术、工期、造价、工程量、防护效果及后期维护等方面进行综合比选，最终选用三维植草护坡。

（2）结构断面设计

①竹洲塘至料塘护岸

该护岸采用斜坡式结构，分别在高程8.0m和13.0m各设一处平台。8.0m以下部分采用抛石护坡和抛石棱体护脚，抛石厚度0.7m，下设0.3m厚二片石垫层，抛石宽度为20m；棱体护脚宽2m，外边坡为自然坡。8.0m高程处设置M10浆砌石挡土墙，顶宽为1.0m，下设0.2m厚碎石垫层，挡土墙后回填开山土，上铺设0.2m厚碎石垫层至浆砌石顶高程，表面整体浇筑0.2m厚C30砼作为亲水平台，宽度为3.0m。8.0m高程以上至13.0m高程部分削坡或回填开山土形成1：2边坡，边坡采用三维植草。

②江口护岸

该护岸采用斜坡式结构，分别在高程8.0m和13.0m各设一处平台。8.0m平台以下采用抛石结构，其中高程1.99m以下部分采用抛石结构；8.0m平台至1.99m采用抛石结构，上面设人工铺石，外坡采用1：3；坡底采用抛石护底和抛石棱体护脚，抛石护底厚度0.7m，下设0.3m厚二片石垫层，抛石护底宽度为13m；棱体护脚宽2m，外边坡为自然坡。8.0m高程处表面整体浇筑0.2m厚C30砼作为亲水平台，宽度为3.0m；下设0.2m厚碎石垫层。8.0m高程以上部分削坡或回填开山土形成1：2～1：5边坡，边坡采用三维植草。

③北凤咀护岸

该护岸结构同竹洲塘至料塘护岸，仅平台高度、三维植草护坡坡度、抛石宽度不同，北凤咀护岸平台高程分别为7.5m、10.5m，两平台间削坡或回填开山土形成1：2~1：3边坡，抛石宽度为19m。

4、整治效果分析

（1）物模成果

根据本项目物理模型研究成果，各段护岸整治后流速如下：

竹洲塘至料塘护岸段位于江口弯道凸岸（右岸）的上游附近，处于右岸侧短丁坝群保护范围内。该护岸段近岸流速随流量的增加而增大，同一流量下流速沿程变化不大。Q=15000m?/s时，流速一般在0.6～0.9m/s，最大为0.91m/s，位于该段护岸起始点下游160m附近；随流量增加流速有所增加，Q=38200m?/s时，最大为1.03m/s；Q=48500m?/s（20年一遇洪水）时，流速一般在1.0～1.2m/s，最大为1.24m/s，位于该段护岸起始点下游1175m附近。

江口护岸段位于贺江入汇口下游左岸侧，为江口弯道凹岸河段，护岸段上半部分近岸流速受贺江来流影响较大，下半部分西江干流影响较大。该护岸段同一流量下近岸流速沿程有所增加，随流量的增加沿程流速亦有所增大。Q=15000m?/s时，流速一般在0.3～0.8m/s，最大为0.87m/s，位于该段护岸起始点下游700m弯道凹岸弯顶附近；随流量增加流速有所增加，当Q=48500m?/s时，流速一般在0.4～1.1m/s，最大为1.10m/s，同样位于该段护岸起始点下游700m凹岸弯顶附近。

北凤咀护岸段位于蟠龙滩河段进口段右岸侧，下接已建洲尾湖护岸段，河道顺直，河床形态为左滩右槽，洪水期主流区位于右侧主槽。该护岸段近岸流速随流量的增加有所增大。Q=15000m?/s时，流速一般在0.5～0.7m/s，沿程变化不大；随流量增加流速有所增加，当Q=48500m?/s时，流速一般在1.0～1.1m/s，最大为1.16m/s，位于该段护岸起始点附近。

三处护岸段工程前后近岸流速变化较小，均在0.02m/s以内，主要由于本项目护岸工程均采用斜坡式结构，对原有河道断面过水面积基本没有影响。此外，江口护岸段和北凤咀护岸段无其他新建航道工程，竹洲塘至料塘护岸段、虽然河道内有局部疏浚和清礁工程，但对洪水期近岸流速变化几乎没有影响。

（2）工程效果

护岸工程已于2017年11月份完成交工验收，工程按照有关设计文件进行施工，三维植草护坡运用于护岸工程的设计方案切实可行，施工质量情况较好，工程质量合格。

结语

随着时间的推移，植被日渐茂盛，生态护坡的防护能力也将日益加强，生态护坡应用于护岸工程，是河道治理的趋势，也有助于人与自然的和谐相处。

参考文献

[1]【张宝森，荆学礼，何丽，三维植被网技术的护坡机理及应用【J】，中国水土保持，2001（3）】

[2]【王志强，三维土工网垫结合植被防护在边坡中的应用【A】，山西建筑，2008年3月】