河道治理中生态护坡施工技术概况

河道治理中生态护坡施工技术概况

郭修旺

摘要：水利工程是功在当代，利在千秋的民生工程，生态护坡是众多水利工程中最为常见的一种类型。生态护坡通过工程和技术措施保护河岸，在防治水土流失、提升水质、实现河道生态环保等方面成效显著。本文主要介绍几种传统的生态护坡防护形式及其适用范围，并对生态护坡的发展趋势进行了分析。

关键词：水利工程；河道；生态护坡

引言

从2011年开始，国家持续加大了水利工程建设的投资力度，在喷涌而出的众多水利项目中，河道综合治理在城乡建设中发挥着基础性的生态功能。护坡作为河道综合治理的重要组成部分，其种类和形式繁多[1]。传统的护坡更多从边坡稳定的角度考虑，单一的强调护坡的稳定性，未将生态环境纳入考虑。所以传统护坡在一定程度上削弱了河道生态系统的自我改善和维持能力[2]，在选材和用料方面也很单一，造价昂贵。

1生态护坡概述

生态护坡是在传统护坡的基础上发展起来的，是指在进行护坡设计时，就将工程本身的生态环境因素考虑在内，以期达到生态环境治理和河道治理融为一体的目的。生态护坡工程不仅具有坚固的材料，能够满足河道行洪、排涝的目的，同时在护坡之上进行植物种植，完成护坡生态系统的建立，改善护坡水土环境，使得护坡的观赏性大大提高，在城市河道治理中被广泛应用。

2生态护坡的特点

2.1选材广泛，造价低

生态护坡与传统护坡相比最大的优势是改变了以往单一的护坡形式，传统的护坡只采用石质边坡，或者采用混凝土面板[3]，而生态护坡则可选用的材料多种多样，所使用的各种材料体现了经济和环保的要求，减少对河流的污染和影响。生态护坡可以选用的材料包括聚乙烯材料，聚丙烯材料、无纺布、生态混凝土等，来源广泛，造价低。

生态护坡主要依靠绿色植被创造的强大水土保持作用来稳固土壤，应对洪水冲刷。与传统的纯石质边坡，混凝土面板边坡等刚性结构相比，充分利用了植物发达根系的固土能力，减少了大体量刚性结构的建造，因而在工程造价方面有非常显著的优势。

2.2恢复河道生态平衡

天然河道生态系统完善，传统河道人工修整痕迹明显，经常给人一种裸露水泥既视感，难以与周边的生态环境融为一体，护坡生态平衡严重破坏。生态护坡充分利用了自然植被自我维持和自我改善能力形成的生态系统应对各种不利条件和洪水的影响，将河道进行改造后主动融入周边生态环境，形成一个生态整体从而实现河道保护与稳定，维护河道的生态平衡。以坚固材料作为基石，合理配置各种植物将人工修整的痕迹覆盖，提升了河道治理的美感。植被对于水体有很好的净化功能[4]，能有效代谢水体中的污染物，恢复水域生态，建立生态平衡，极大的减轻水利工程建设带来的生态环境变化。同时，植被极大的减缓了河水对边坡的侵蚀，有效保护了边坡稳定。

2.3 美化环境，增加舒适感

目前，很多城市都在打造水系景观，结合城市中河道打造城中河景观带，生态护坡是此类河道治理的绝佳选择[5]。治理后的河道环境优美，可以在河道边增设景点，与生态护坡融为一体，绿水青草间散步，让人心旷神怡。

3几种常见的生态护坡形式

生态护坡的类型有特拉锚垫生态修复技术、生态混凝土护坡技术、三维植被网技术、格宾石笼护坡技术、框格砼植草斜坡、生态袋护坡、多孔结构护坡、自嵌式挡土墙护坡等多种形式。

3.1特拉锚垫生态修复技术

特拉锚垫生态修复技术是一种新兴的生态护坡形式，为解决三峡库区消落带生态问题而研制，主要由特拉锚、草皮增强垫层和反滤系统三部分组成[6]。特拉锚系统主要通过锚头、承载板和锚索共同作用，固定作为特拉锚系统面层的草皮增强垫层和反滤层，增强坡面浅层稳定性。草皮增强垫层是通过具有独特截面形状的纤维垂直编制成三维立体结构，在植被恢复前保护植被的根茎，提高岸坡的抗冲刷能力，之所以使用独特截面形状的纤维，主要是为了增加接触面积。反滤系统是不同孔径的土工无纺聚丙烯长丝材料，通过孔径与土壤的作用，减少土颗粒流失，保持水土。

在施工过程中，先铺设下游，后铺设上游，上游锚垫顺次叠放在下游锚垫之上。顺坡方向采用自上而下铺设，由坡顶向坡脚铺设，要保证上方的锚垫叠放在下方锚垫之上。相邻的搭接不得处于同一水平线上，间距不得小于1米。施工完成后先选用白三叶、黑麦草和高羊茅等草种，每平方撒播30克。后期可以选用复植耐淹性能好的狗牙根和牛鞭草，保证在汛期植被覆盖优良。该技术应用在三峡库区消落带防治水土流水，减少侵蚀方面有一定的效果，可用于山区通航河道岸坡治理。

3.2生态混凝土护坡技术

生态混凝土护坡是由表层土壤、生态混凝土、保水材料和植物生长所需要的肥料等组成的。生态混凝土（又叫植生混凝土）是整个护坡的基本框架，能够在浇筑过程中形成蜂窝状的间隙，具有良好的透气性和透水性，其主要由水泥、水、粗骨料、掺合料按照一定的配合比混合而成。生态混凝土护坡目前有现浇和预制两种。现浇生态混凝土需要现场具备施工和养护条件，形成的孔径一般不大，仅为毫米级，适合植草，不适合较大植物生长

[7]。预制式的生态混凝土施工速度快，适用范围广，孔隙率一般能达到20-35%，形成的空洞较大，整体混凝土强度为15-25MPa，能够适宜栽植植物。

为保证植物成活率，根据植物根系的趋肥性，一般需要向生态混凝土的空隙中灌注营养基材。现浇混凝土浇筑7天后，将植物肥料、种植土、水等混合成稀泥浆状，用专用的注浆设备，通过高压蠕动，将泥浆压入空隙内，直到泥浆从底部渗出。

生态混凝土护坡具有造价低，投资小的特点。目前的研究方向主要侧重于混凝土方面，包括原料配合比、拌合方式、降碱措施等[8]。

3.3三维植被网技术

三维植被网护坡是为减弱强降雨或坡面长期径流导致的拉沟、滑坡、表层失稳而研制的。这种技术的核心材料是三维植被网垫，一种以热塑性树脂（聚乙烯）为原料，制作成相互勾连，具有紧密结构的三维立体网状结构垫[9]。同时，辅以具有庞大根系的植物，通过根系与网垫的相互缠绕，以及植物茎叶对雨水冲击的弱化，极大的强化了坡面抗冲蚀能力，进而限制了边坡表层土的滑移，保护边坡稳定。

三维植被网垫具有造价低，施工方便，结构稳定，难降解的特点，可以长期有效保护边坡稳定，该网垫还能进行预制，直接将生长情况良好的草毯移植到所需位置即可，极大的节约工期[10]。

实际施工中一般通过两种方式进行坡面固定，一种在坡顶设置锚固沟，固定好网垫后自上而下铺设，另一种是加U型钉或者打锚杆固定。两幅网垫之间应该重叠10-15cm，网垫周边应有5-10cm的卷边，全部用U形钉压紧。铺完网垫后，还要进行一定的土方回填，为了保证回填土方的密实，人工回填分三步完成，第一，回填干土和肥料并拍实；第二，在填土表面喷水，减少因网垫导致的空鼓现象；第三，进行泥浆回填。播撒完草籽后，覆盖无纺布，保温保湿，保护种子发芽生根。

3.4格宾石笼护坡

格宾石笼护坡技术通常是以格宾石笼为基础，在格宾石笼基础上覆土植草的生态护坡技术。格宾石笼是一种生态格网结构，以具有高强度、抗腐蚀的镀锌纤丝组成的六角形柔性金属网状结构，通过在网状结构中填入石料，形成透水性良好、稳定、柔性布局的生态护坡结构[11]。根据格宾石笼技术的防洪护堤经验，其护坡具有很好的柔韧性、透水性、耐久性以及防冲的能力。它的结构能进行自身适应性微调，不会因不均匀沉陷产生沉陷缝，结构整体性不会遭到破坏，稳定性好。

格宾石笼有一种特殊的结构叫作雷诺护垫，雷诺护垫最大的特点有两个，一是厚度，雷诺护垫结构要比网箱结构矮很多，外形扁而大，一般高度在17cm-30cm之间，而常规的格宾石笼网箱高度都在一米左右[12]。另外一个是隔板不同，雷诺护垫的隔板有单隔板和双隔板两种，由于双隔板的更加稳定，一般雷诺护垫都采用双隔板，而常规的格宾石笼网箱为单隔板。

3.5 自嵌挡土墙护坡

此类护坡适用于平直河道，不适用与弯度太大的河道，主体结构依靠自嵌块块体的锁定功能达到稳定，不需要砂浆砌筑。主体结构形成后，在自嵌块间隙种植植物，以增加生态功能[13]。此类护坡主要依靠重力来达到稳定，所以对岸坡土质承载能力有很高的要求，同时，建造高度有限。一般在遇到挡土墙太高、土质承载力较差的情况时，通过增加玻璃纤维土工格栅的方式增强护坡稳定性。

该类型护坡施工简单方便，节约材料，后期拆除方便，但是也存在后期墙体后泥土容易被淘刷[14]，最终造成结构失稳，墙体垮塌的情况，所以使用该类护坡有一定的风险。

3.6生态袋护坡

将保水剂、草种和肥料按照一定的比例混合后装入可以自然降解的无纺布或者其他材料制作的口袋内便制作成了生态袋。护坡在安装加筋格栅后回填覆土，之后在其上层层堆放生态袋便形成了生态袋护坡，这是一种类似挡墙的生态护坡结构。该施工方法简单快捷，生态系统能够快速形成[15]。由于需要对生态袋进行填料、封口、安装加筋格栅和分层堆砌，所以施工效率相对较低。

4生态护坡的发展趋势

近几年，生态护坡得到了长足的发展，为河道治理提供了诸多解决方案[16]，我认为，生态护坡的发展主要是以下两个方面。

4.1新型材料不断涌现

随着材料科学的飞速发展，各种性能好，价格低，对环境友好的材料将大量应用于生态护坡建设[17]。

4.2植物景观更加美丽

目前的生态护坡建设中，一般选用根系较为庞大的植物，选择范围较为单一，可以综合考虑花卉、灌木、草等多种植物[18]，形成更贱美丽，更加和谐的景观。

结束语

生态护坡的出现满足了人们对生态环境日益增强的需求，我们在适应自然，改造自然的过程中要尽量抹除人工雕琢的痕迹，用科学的，生态的方式来改造自然，保护我们共同的家园。

参考文献

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