摘要：传统型护岸设计过于追求最经济河道断面输送最大流量，导致河道渠化严重，阻断河道水体与两岸地下水体的交换，严重破坏河道的生态功能。随着人们生活水平的提高及新农村建设需求，在追求河道行洪安全的前提下，越来越注重河道生态、景观效果。生态护岸技术是将植物或者植物与工程措施相结合，对坡面进行多空化和粗糙化处理，有效减小水流对岸坡的冲蚀和淘刷，改善河道护岸的生态性能，提升河道景观效果的新型护岸型式。
关键词：生态护岸；河道治理；应用
一、概述
为防止河道侧向侵蚀及因河道局部冲刷引起河岸坍塌，需对河道两岸进行防护。传统护岸多采用干砌石、浆砌石、素混凝土、钢筋混凝土或预制块等材料修筑成硬质型护岸，主要考虑了河道行洪、蓄水、岸坡稳定，在安全性和耐久性上能满足工程要求，但外观上单调生硬、缺乏生机，与周边环境不协调，长久以往也会对水土间相互作用产生不利影响，隔断水土联系，影响河道两岸生态环境。随着人们对环境要求的不断提高，生态护岸应运而生。生态护岸作为河道治理的一种新型方式，利用植物或植物与土木工程相结合对河岸进行防护，它集经济效益、社会效益、生态效益于一体，是现代河道治理的发展趋势。
20世纪50年代，德国就提出河道整治要符合植物化和生命化原理，要维护或创造河流的生态多样性。日本在20世纪90年代就提倡凡有条件的河段应尽可能利用木桩、竹笼、卵石等天然材料修建河堤，并命名为“生态河堤”。我国在河道生态修复方面起步较晚，近几年兴起了河流生态修复的热潮，生态护岸被应用在多项工程中。
二、生态护岸
1、护岸型式选取
1.1护岸布置
护岸布置应与河势流向相适应，尽可能利用现有护岸措施和有利地形，顺着地形布置。故方案设计基本沿原河岸走向布置，保留河流蜿蜒曲折的自然形态，同时充分结合乡村振兴战略和当地群众迫切需求，重点对凹岸、村庄人口密集区、河道冲刷严重处以及有景观绿道河段进行护岸。
1.2护岸方案比选
根据现场查勘和实际测量成果资料，拟护岸河段岸坡类型共分为三种：
（1）河道现状岸坡较为平缓，或岸后有足够放坡河段。具备放坡条件，且一般距离镇区较远，考虑到减少土方开挖、回填及与现状地形的适宜性，拟采用坡式护岸型式；
（2）河道现状岸坡陡直，且岸后无放坡位置河段。不具备放坡条件，建议在现状边坡基础上进行适当修整，选用放坡长度较短、墙后开挖较小的墙式护岸形式；
（3）村庄人口密集区，或有景观要求河段。位于镇区和景观节点河段，土地资源较为紧张、护岸安全性和景观效果要求更高，拟采用墙式护岸形式，并考虑一定的景观效果。
现以第一种为例对护坡型式选取进行比选。现状河岸高程较低且不设防，护坡沿现有河岸布置，护坡顶部高程超过常水位约0.5m布置，综合确定护坡高度为1.5m（预制六角块植草砖护坡结合六角块植草砖的尺寸，护坡高度取1.7m）；结合现状岸坡坡度，设计护坡边坡坡度为1∶2。常用的坡式型式有：浆砌石护坡、砼护坡、预制六角块植草砖护坡、生态格宾护坡等。现对四种护坡型式适用性进行分析。
坡式护岸河段现状两岸村庄较少，竹林、农田较多，河道整体较为原生态。C20砼护坡和浆砌石护坡虽抗冲性能和整体性较好，但生态性较差，与周边环境不相适应，且造价较高；预制六角块植草砖护坡虽生态性较好，造价最低，但植草砖整体强度较差，易破坏；格宾网垫护坡为柔性结构，具有较好的整体稳定性、强度、抗冲和生态性能，施工较为方便，工期紧张时期可水下施工，造价较低。因此综上分析，坡式护坡选用格宾网垫+格宾石笼护脚的护岸型式。
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2、钢丝石笼
钢丝石笼由抗老化、高强度、具有延展性的钢丝，包括高镀锌、5%或10%铝锌合金、PE涂塑、包覆PVC等钢丝，由机械绞合编织成的多铰状六角形制成的网箱，内填石料等不风化的填充物形成自透水、柔性、生态的防护结构。钢丝石笼表层可覆土，对石笼内石块间空隙进行灌缝处理供植物生长，美化环境、促进河道的生态修复；同时随着植物的生长，植物的根系深扎石块之间，相互充填握裹锚固，提供整体抗冲刷能力。既满足了河道岸坡防护要求，也维持了生态的平衡。
3、预制混凝土块
预制混凝土块按外观形式分为实体混凝土块和开孔混凝土块。考虑生态要求，现河道治理中多选用开孔混凝土块，高达20%的开孔率，可为种植绿色植被提供空间，实现水体与土壤间的自然交换，净化水质。同时植被在孔隙中生长，根系吸附地面，更有利于护岸防冲系统的稳定。
预制混凝土块按连接形式分联锁式和铰接式。联锁式混凝土块护坡，该防护是由一组结构尺寸相同、厚度相等的预制混凝土块，通过相互啮合在一起形成的整体防护结构。铰接式混凝土块护坡，在联锁式混凝土块基础上，用钢绞线或绳索通过预制混凝土块内部的预留孔相互连接，增加护砌的整体性和抗冲性。
预制混凝土块护坡多用于当地缺乏石材的地区，砌块最小厚度不宜小于8cm，其中联锁式适用于水流流速相对较小河段、铰接式用于水流流速相对较大河段。
4、生态混凝土
生态混凝土又称多孔种植混凝土、能长草的混凝土，在实现安全防护的同时又能实现生态种植，其主体以特定粒径骨料作为支承骨架，通过生态胶凝材料（因水泥具有强碱性，制备需用生态胶凝材料）和骨料包裹而成，具有一定孔隙结构和强度。具备3个特点，一是强度高，材料本身具有与普通混凝土相当的强度；二是构造独特，具备类似于“沙琪玛”一样的骨架，具有较多的连通孔隙，能够为植物的穿透生长提供条件；三是低碱环境，种植混凝土碱度较低，适宜植物生长。
生态混凝土一次播种绿化年限一般为8～10年，适用于深层稳定的边坡，由于造价较高（120mm厚生态混凝土单价约200元/m2），一般用于生态环境要求较高的岸坡；不适宜植物生长的寒冷地区，或存在季节性冰推、冰冻的防护面上。
5、土工格室
土工格室是由长条形的塑料片材，通过超声波焊接等方法连接而成，展开后成蜂窝状的立体网格，其结构本身具有较大侧向限制变形能力。格室展开后网格内填土种植植物，可提高植物成活率，植物根系扎根于岸坡土层中，达到防风固沙、防止风雨侵蚀、固土护坡岸坡的作用。适用于无潜在深层滑裂面，边坡整体处于稳定状态，岸坡受雨水冲蚀或水流冲刷较小的坡面。
6、抗冲植生毯
抗冲植生毯是一种“高强度纤维网”与“多种类花草”等配套养护材料一体化的新型生态护岸产品，由高强度纤维网、可降解生态布（含有种子、肥料及土壤改良剂）采用无毒胶水结合形成两层一体成型毯。可控制水力侵蚀、土壤流失，达到边坡生态修复、景观绿化的功效，还河道于自然。
抗冲植生毯的草种可由多种草种配合而成，利用混播技术，在环境适合的情况下可维持较好的生态效果，再配套增加肥料，可增快草种的发芽与生长，且可延长绿色植被覆盖时间。宜用于河道常水位以上、岸边水流流速小于4m/s的稳定壤土或粘土边坡，最好在汛期前3个月种植，使草在汛期来临时发芽成活，确保防护效果。
结束语
生态护岸已在许多河道治理工程中成功运用，经济效益、社会效益和生态效益显著，体现了人与自然和谐共处的设计理念，具有广阔的发展前景。同时，生态护岸型式多样，适用于不同的工程条件，不能一概而论，要综合比选方案，可借鉴已建工程经验，但不能照搬硬套。
参考文献：
[1]邵元俊，刘广游，等.河道治理中生态护岸工程的应用[J].江苏水利，2011（6）.
[2]单建益，陆芳春.山区性河道生态护岸型式设计浅谈[J].浙江水利科技，2014（2）.
论文作者:曹新峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/5
标签：护岸论文; 河道论文; 护坡论文; 生态论文; 混凝土论文; 河段论文; 型式论文; 《基层建设》2019年第29期论文;