水利工程中的河道生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)

孫桂芳 孫志超

（青州市水利建筑總公司，山東 青州 262500）

0 引言

在我國，水利工程建設(shè)為我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來了非常大的便利，不僅減少了洪澇災(zāi)害的發(fā)生，還促進(jìn)了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，所以，在進(jìn)行水利工程基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的過程中，還要重視水利工程中河道的整治工作。河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在水利工程中發(fā)揮出了非常重要的作用。不僅減少了水利工程周圍水土流失的問題，而且讓河道的美觀性有所提升，并且在河道周邊進(jìn)行了風(fēng)景規(guī)劃，形成了優(yōu)美的濱水風(fēng)景區(qū)。因此，在水利工程項目中要合理地應(yīng)用生態(tài)河道護(hù)坡技術(shù)，采取科學(xué)合理的工程措施和生態(tài)措施，在保證生態(tài)河道護(hù)坡施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，促進(jìn)水利工程建設(shè)的發(fā)展。

1 水利工程中的河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)介紹

1.1 河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)介紹

河道生態(tài)護(hù)坡是水利工程中的重要部分，河道生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用，不僅可以讓河道護(hù)坡和周圍的環(huán)境互相融合，發(fā)揮出很大的觀賞作用，同時還減少了河道周圍水土流失的問題。目前，我國常見的河道生態(tài)護(hù)坡的種類比較多，例如網(wǎng)格型的生態(tài)護(hù)坡、土工材料的生態(tài)護(hù)坡、植物固土型護(hù)坡、植被鋪設(shè)型護(hù)坡以及土工材料和草皮結(jié)合型的生態(tài)護(hù)坡等[1]。

1.2 水利工程河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用價值

1.2.1 生態(tài)功能價值

河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)具有生態(tài)功能，將護(hù)坡和河道植被連接起來，構(gòu)成了完整的河道生態(tài)系統(tǒng)。另外，生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用還緩解了水利工程建設(shè)對水域生態(tài)系統(tǒng)造成的不良影響，提高了河道周圍植被的覆蓋率，促進(jìn)了河道水域周圍的生態(tài)系統(tǒng)良好發(fā)展。

1.2.2 防洪抗旱功能價值

河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)還有著重要的防洪作用，這也是河道生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)最為主要的任務(wù)和作用。如果發(fā)生洪水，河道護(hù)坡中的植被根系可以充分地發(fā)揮出其存儲作用，存儲洪水，減少洪峰水量，減輕洪水的帶來的危害。如果在干旱季節(jié)，生態(tài)護(hù)坡中植被根部的存水作用，還可以緩解河道干枯的現(xiàn)象。

1.2.3 景觀功能價值

河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用對河道周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)具有很大的作用，所以，要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況選擇符合其發(fā)展的植被品種，同時還要選擇合適的施工材料來實現(xiàn)河道生態(tài)系統(tǒng)和周圍生態(tài)系統(tǒng)的有效銜接，在提升河道周邊生態(tài)系統(tǒng)平衡發(fā)展的同時，還要保障周圍景觀具有觀賞性，弱化其中的人工痕跡，使自然的生態(tài)系統(tǒng)平衡發(fā)展[2]。

2 水利工程中河道生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 案例介紹

在某地區(qū)一項水利工程的河道治理過程中，有一處高坎岸坡，土體是均質(zhì)土，擋墻的高度為3.0 m左右，坡度比約為1∶0.17。擋土墻以上的承重平臺上有高度斜坡，坡度比為1∶1.5左右，高度大約為7 m。巖土體的抗剪參數(shù)分別是，內(nèi)摩擦角為16°，黏聚力大概為25 kPa，彈性模量為30 MPa，泊松比為0.3，土體的滲透系數(shù)為10-6cm/s，是典型的滲透性土體，容量約為19 kN/m3。在前期的河道護(hù)坡施工中采用的是傳統(tǒng)的湖泊技術(shù)，使用 C25 混凝土進(jìn)行澆筑，厚度為0.25 m，混凝土的基本參數(shù)為：彈性模量是3×104MPa，容重是22 kN/m3，集合形態(tài)如圖 1所示。在采用河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)之前采用的是傳統(tǒng)的護(hù)坡施工方法，和周圍的人文景觀不匹配，并且河道周圍的生態(tài)環(huán)境沒有得到很好的保護(hù)，因此，在此次施工中采用河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)中的自然植被和人工材料聯(lián)合型的護(hù)坡技術(shù)來進(jìn)行施工。

圖1 施工河道護(hù)坡幾何形態(tài)（單位：m）

2.2 RXP生態(tài)砌塊擋墻護(hù)坡施工

RXP生態(tài)砌塊是一種榮勛砌塊擋墻，這種砌塊的占用面積非常小，在很大程度上節(jié)約了土地的占用面積[3]。按照工程施工的實際地質(zhì)情況來看，RXP生態(tài)砌塊擋墻的底部位置已經(jīng)澆筑了C25混凝土，所以，還需要繼續(xù)進(jìn)行澆筑寬度為60 cm，厚度為10 cm的基礎(chǔ)；然后，分別在基礎(chǔ)層應(yīng)用RXP 300-10的生態(tài)砌塊，中間層應(yīng)用RXP 280-10的主砌塊，頂層使用壓頂砌塊。在擋墻后部坡面的位置鋪設(shè)單項聚丙烯的土工格柵，以此來增加巖土體的摩擦力，在施工的過程中還要嚴(yán)格地控制其壓實度，達(dá)到 90% 以上，此外，每塊砌塊之間的縫隙要控制在8 cm，這樣便于植被種子和其他微生物的生長、繁衍和傳播。另外，在擋墻頂端的位置還要澆筑厚度為10 cm，寬度為2 cm的C20混凝土。

RXP生態(tài)砌塊擋墻中的縫隙，完善了系統(tǒng)的河道岸坡生態(tài)結(jié)構(gòu)，河道水中的生物可以在擋墻內(nèi)外進(jìn)行活動，和水體實現(xiàn)了有效地銜接，有助于各種微生物的生長和繁衍，從而形成和諧的生態(tài)系統(tǒng)。RXP生態(tài)砌塊擋墻和植被的聯(lián)合應(yīng)用不僅美化了生態(tài)環(huán)境，同時減少了水土流失，和岸邊的景觀形成了優(yōu)美的自然人文景觀，為人們提供了良好的休閑場所。

生態(tài)砌塊護(hù)坡在施工的過程中，需要注意以下2點事項：1）施工人員在施工前，要對施工材料進(jìn)行檢查，例如多空混凝土和防止水流失的材料質(zhì)量。2）在栽種植被時，要先加入緩釋肥料和表層土，因為植被型砌塊中的混凝土骨架采用的是多孔混凝土，所以會存在一些孔隙，這不僅為植被的生長提供一定的空間，而且可以控制混凝土表層的溫度，達(dá)到植被生長的溫度需求。這種生態(tài)砌塊護(hù)坡技術(shù)，避免了邊坡被雨水和洪水沖刷的風(fēng)險，并且這種護(hù)坡技術(shù)施工的成本比較低，施工便捷、快速，應(yīng)用效果和質(zhì)量可以得到有效的保障。

2.3 親水臺階和堤頂路面施工

為了滿足河道周圍人們的生活和用水需求，在河道中間段附近位置設(shè)置了一處從堤頂?shù)綖┑貙挾葹?.2 m的親水臺階，臺階的踏步尺寸為450 mm×150 mm，臺階的材質(zhì)為混凝土臺階，如圖2所示。親水臺階是用C20混凝土澆筑形成的，在澆筑之前先用碎石塊在臺階的位置進(jìn)行了鋪墊，鋪墊的厚度和C20混凝土澆筑的厚度均為100 mm。

圖2 親水臺階踏步斷面（單位：mm）

另外，在景觀馬道施工的過程中，為了為道路防汛提供便利，在堤頂路面進(jìn)行了設(shè)計，堤頂路面的位置寬度為4 m，堤頂標(biāo)高為10.32 m。路面采用C30混凝土澆筑形成，在澆筑之前，對路面的路基進(jìn)行處理，用級配碎石進(jìn)行100 mm厚度的鋪設(shè)。然后，采用5%的水泥碎石材料來進(jìn)行15 mm厚度的墊層處理，以此來保證其穩(wěn)定性，此外，按照《公路水泥砼路面設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》和各級交通等級的標(biāo)準(zhǔn)對路面的厚度進(jìn)行估取，見表1，為了便于路面防汛物資的運(yùn)輸，路面厚度設(shè)計為200 mm，路面的寬度為4 m，不進(jìn)行橫向分縫處理，但是在縱向位置每6 m設(shè)置1道伸縮縫，采用乳化瀝青橡膠填充伸縮縫的間隙。混凝土路面的橫向坡度為1.5%，兩側(cè)采用橫向坡度為2%的土路肩。

表1 路面厚度選取參考值

在設(shè)置景觀馬道時，景觀馬道的寬度為2.5 m，可以保證人們并排行走的安全。景觀馬道采用混凝土材料進(jìn)行鋪設(shè)，因為沒太大的交通壓力，所以，路面用C20混凝土澆筑，在馬道鋪設(shè)之前，用級配碎石鋪設(shè)路基基層的厚度為100 mm。墊層選擇的是5%水泥碎石穩(wěn)定層，鋪設(shè)厚度為150 mm，澆筑厚度為100 mm。馬道兩側(cè)采用400 mm×200 mm×260 mm的漿砌石路緣石。

2.4 植物護(hù)坡的設(shè)計施工

因為在該工程施工中遇到的是高坎岸坡，所以，為了緩解對水利工程河道的泄洪作用，在施工的過程中主要是以植物護(hù)坡施工技術(shù)為主，在河道岸邊種植一些水生的植物，而不是沉水植物，并在岸坡面種植一些具有固土作用和生命力比較旺盛的喬木和灌木植被。另外，因為施工所在地層是巖土體性質(zhì)，所以，在參考了河道生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，選擇的植被植物包括夾竹桃、麥冬草、水蔥、樟樹、枸骨冬青和欒樹等植被[4]。在河道坡腳的位置借助直徑為15 cm的樁基礎(chǔ)來抵抗水體的沖刷，起到護(hù)坡固土的作用，每個基礎(chǔ)樁之間的間距控制在5cm左右，把樁身打入水中1/3 。之后在河道岸坡面種植一些麥冬草籽，頂部的位置種植樟樹，一排排的樟樹間隔布置，每株樟樹的間距控制在0.5 m左右；樟樹適合在強(qiáng)烈的陽光下生長，并且四季常綠，隨著其生長，抗寒性越來越強(qiáng)。此外，樟樹還可以對SO2、O3、F2等有害氣體具有很強(qiáng)的抵抗性。另外，其耐水性和濕潤性都比較強(qiáng)，在中性土質(zhì)中具有很強(qiáng)的生長力。成排的樟樹和河岸周圍的景觀融合在一起，形成良好的生態(tài)景觀。在植被選擇的過程中，按照這一生態(tài)防護(hù)原則來進(jìn)行不同植被的選擇。

另外，使用該工程中的植物護(hù)坡技術(shù)，實現(xiàn)了河道岸坡面和岸頂位置植被的交錯分布的目的；同時，生命力旺盛的草本植物，具有很強(qiáng)的根系系統(tǒng)，和喬灌植被很好地保護(hù)了河道旁邊的土壤，植被自身收集雨水的能力，還有效發(fā)揮出了植被固土的作用，植被的根系不僅鎖住了水分，緩解了河道的干涸，還緩解了洪水對河道破面的沖刷影響，減輕了河流對河道坡岸的侵蝕。因為在施工中采用了樁基技術(shù)來對河道的坡腳進(jìn)行保護(hù)，所以，在很大程度上還保證了岸坡的穩(wěn)定性[5]。

此外，植物護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用還調(diào)節(jié)了河道兩岸的生態(tài)系統(tǒng)，在涵養(yǎng)植物的同時，還達(dá)到了河流和河道岸坡景觀的協(xié)調(diào)發(fā)展的目的，植被的儲水作用，降低了洪峰水量，緩解了干旱時期河道干涸的風(fēng)險，完善了河道周圍的生態(tài)系統(tǒng)，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，提高了水域的生態(tài)性。同時，河道岸坡上的植被還具有很好的觀賞性，創(chuàng)造了優(yōu)美的自然景觀，樟樹也為其他生物提供了棲息和繁衍的環(huán)境，形成了一個良好的自然生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。

3 河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)施工中存在的問題和對策

3.1 河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)施工中存在的問題

該河道生態(tài)護(hù)坡的施工是高坎岸坡施工，但是在施工過程中受到多種不良因素的干擾，施工時出現(xiàn)了以下2點問題：1）在河道坡面上，由于草木類品的差異性比較大，不同草木的生長環(huán)境也有所不同，從而導(dǎo)致不同位置的植被生長態(tài)勢不同一，容易出現(xiàn)植被高低不同，參差不齊的情況，還有一些植被生長位置不利，坡面裸露在外，影響了河道周圍的美觀性。2）河道坡腳和河水接觸的位置，因為水中的營養(yǎng)豐富，會有出現(xiàn)雜草叢生的情況，這些雜草高低不一，雜亂無章，影響到了破面的完整性和美觀性。

3.2 河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)施工對策

針對該次河道護(hù)坡施工過程中遇到的問題，需要及時地采用具有針對性的施工工藝來進(jìn)行解決：1）在河道生態(tài)護(hù)坡施工結(jié)束之后，要定期對河道護(hù)坡系統(tǒng)中的植被進(jìn)行維護(hù)和修整；河道所屬的相關(guān)管理部門需要根據(jù)實際情況對岸坡面的植被修整制定詳細(xì)的維護(hù)計劃和方案，針對生長過快的植被要及時進(jìn)行修剪，對于已經(jīng)死亡的植被要及時進(jìn)行補(bǔ)種，確保坡面植被在一個協(xié)調(diào)的環(huán)境中，共同生長，形成協(xié)調(diào)、優(yōu)美的河道岸坡景觀，維護(hù)河道生態(tài)系統(tǒng)的平衡發(fā)展[6]。2）針對河道坡腳位置雜草叢生的問題，也需要河道管理人員定期對河道植被系統(tǒng)進(jìn)行修整，維持河道的美觀性和觀賞性；另外，河道管理人員還可以根據(jù)實際河道植被生態(tài)景觀的特點，對坡腳周圍的雜草進(jìn)行藝術(shù)性的剪裁，融入河道植被景觀中，形成新的植被景觀，提高其觀賞價值。

4 結(jié)語

河道生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用不僅提高了水利工程的功能性，而且有利于維護(hù)水利工程河道周圍生態(tài)系統(tǒng)，增加河道周圍植物的觀賞價值。近年來，河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)得到了快速的發(fā)展，被廣泛地應(yīng)用到了水利工程中，提高了河道岸坡的穩(wěn)定性和景觀人文性，還治理了河道周圍的生態(tài)系統(tǒng)。但是，在河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)實際應(yīng)用的過程中也會遇到不同的問題，需要以實際情況為基礎(chǔ)，有針對性地進(jìn)行解決。因此，該文以實際的水利工程河道生態(tài)護(hù)坡施工項目為研究案例，對河道生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)的應(yīng)用以及應(yīng)用過程中遇到的問題等進(jìn)行了分析和討論，最后提出了河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)施工的對策，提高了河道生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)應(yīng)用水平和價值，促進(jìn)了河道生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)的健康發(fā)展。