摘要：崇明区传统的保滩护岸技术已经满足不了其“世界级生态岛”的建设标准，生态护岸规模建设势在必行。通过对河道情况、现状护岸形式、地质情况及国内生态护岸建设的调查研究，我们提出针对崇明区农村公路的生态护岸技术方案，并给出后续建设生态护岸的相关建议。
关键词：农村公路；生态护岸；保滩；防坍
Abstract: Since revetment technology in Chongming district can no longer meet world level standard of ecology island, it is urgent to put ecological revetment on the schedule. By studying current situation of local river, revetment, geology and domestic ecological embankment projects, we will propose a new technology on ecological revetment for Chongming road system in rural area.
Keywords: Rural Roads, Ecological Revetment, Beach Protection, Collapse Prevention
1.崇明农村公路保滩概况
在暴雨冲刷作用下，崇明区临河的农村公路常常发生边坡失稳、垮塌等病害。近年来，崇明区多以乡镇为主题，农村公路保滩、防坍工程立项，以木桩、混凝桩板式等支护方案作应急处理。
但随着《崇明世界级生态岛发展“十三五”规划》、《上海市崇明区河道生态治理技术导则》（试行）等文件的发布，要求生态护岸在河道护岸结构中所占比例达到90%，要求大幅提高。而原粗放的护岸结构形式与该区“世界级生态岛”的定位相距甚远。
因此，在相关规划、导则的指引下，形成一种针对崇明农村临河公路的生态护岸技术。
2.临河农村公路情况调查
农村公路的道路等级基本为四级公路，路宽大多在3～5米范围内。其路面结构大多为：20cm碎石垫层+18cm素砼面层。
与农村公路相邻的河道类型有：II-1型支河城镇段、II-2型支河农村段、III型泯沟。河道相关参数为：护岸高度小于4米，镇管支河河口宽度10～20米，村管河道河口宽10米以内，泯沟宽度4m以内，常水位2.60～2.80m（吴淞高程，下同），高水位3.75m，低水位2.10m。
从调查的资料，我们可以看出护岸高度不高，因此判定农村公路的护岸支护难度不大；但河道较窄，实施生态护岸的空间却非常有限。
3.生态护岸技术调查
国外生态护岸技术发展较早。瑞士、德国等在20世纪80年代末即提出“自然型护岸”技术；日本于20世纪90年代又首先提出“亲水”观念，把生态护坡技术应用于城镇河道建设中。当前土壤生物工程护岸技术已经成为欧美国家主要的护岸形式，已经成功应用到许多河流保护工程中[1]。
从2000年至今，国内对生态护坡技术研究已经有了长足的进步，形成了一系列的规范、标准、导则等指导性文件。基于前人的研究，实施生态护岸已具备相应的技术条件；同时，伴随着相应的规划、导则的发布，生态护岸已经成为势在必行的护岸形式。
根据划分依据的不同，生态护岸可分为不同类型，比如：根据坡比的缓、陡可分为生态护坡、生态护岸；根据断面的几何形式可分为复合型、梯形、双层断面型；人工材料的少、多可分为非结构型、结构型；根据材料的类别可分为植物型、石材型、木材型、石龙类、人造砌块类等。
巧妇难为无米之炊，生态材料是生态护岸得以实施的根本，结构形式的创新也必须以材料为基础。因此我们以材料为划分依据，调查了目前国内已有实际应用的生态护岸结构。植生土坡护岸
植生土坡护岸是一种完全依靠植物进行河道岸坡保护的技术，通过有计划地种植植物，利用其根系锚固加筋的力学效应和茎叶截留降雨、削弱溅蚀、抑制地表径流的水文效应，消浪促淤、减小水土流失和固滩护岸[2]。此类生态护岸多用于湿地公园等边坡极缓的护岸结构，此类不适用于河口较窄的崇明区小型河道。
3.2.网垫植被类护岸
网垫型生态护岸是利用强度较高、柔韧性较好的聚丙烯或聚乙烯等高分子材料形成的网状织物，为植被提供适宜生长的载体。常用网垫材料有三维土工网、水土保护毯等，网垫内有大量空隙，可填充土壤。植物发育后，表层土壤和网垫在植物根系作用下紧密结合，有效减少水土流失。相比于植生土坡类，网垫材料的加入可以实现较陡的边坡，但仍不适宜坡陡（陡于1:2）、流速快、植物难生长的河段。
3.3.生态袋护岸
生态袋是以聚丙烯为主要原料的单面烧结非织造土工布加工而成的充填土料的袋子。生态护岸则由生态袋、排水联接扣、加筋格栅及植被等组成。生态袋自身是一个柔性的结构，生态袋护岸整体性较强，对各种地形几乎均适用[3]。
生态袋在国内已有较多的应用，但效果却参差不齐。其主要原因是部分生态袋材料由国内厂家仿制而成，耐久性差，短时间就发生了脆化、破损等病害，不仅对外观质量造成不利影响，甚至会影响岸坡的稳定性。故此类护岸形式，把控生态袋材料质量是关键。同时，成套的施工工艺也不容忽视。
3.4.生态混凝土护岸
生态混凝土护岸是一种通过水泥浆体粘结粗骨料，依靠天然成孔或人工预留孔洞得到无砂大孔混凝土，并在孔洞中填充种植土、种子、缓释肥料等，创造适合植物生长的环境，形成植被的河道护岸技术[3]。
生态混凝土在国内曾风靡一时，但经过实践证明，在历时几年后，孔洞内植被死亡后，很难再次生长，因此护岸的长期绿化率较低[4]。其可应用于骨干河道的水位变化区、溅浪区，而不太适用于崇明区农村中小型河道。
3.5.开孔式混凝土砌块护岸
该类护岸是采用混凝土预制块体干砌，依靠块体之间相互的嵌入自锁或自重咬合等方式形成多孔洞的整体性结构，孔洞中可填土种植或自然生长形成植被的护岸技术[5]。
由于预制块石是刚性结构，而其表层覆土、植被为柔性结构，在暴雨冲刷作用下，很容易流失；届时混凝土预制块外漏，则生态效果变差，因此对于在崇明区农村内小型河道中不推荐使用。
3.6.叠石挡墙护岸
叠石挡墙依靠块石自身重量及交错咬合形成的综合摩擦力来保证自身稳定及抵抗水土压力的护岸结构。根据石块的堆砌方法的不同，又可分为：干砌石护坡、抛石护岸、景观石挡墙。
为了与“世界级生态岛”的建设目标相匹配，建议崇明区农村公路的生态护岸采用景观石挡墙结构。
3.7.石笼护岸
石笼护岸又叫净水石笼护岸、格宾石笼护岸，利用充填满块石的规则矩形钢丝笼单元体来形成重力式挡墙结构[4]。
石笼的多孔构造，使其具备较高的空隙率能保证土壤、水、空气和植物的自然相互作用，动植物可生长栖息其中，具备一定的生态性。该类结构形式对石笼的材料、编织要求较高。若钢丝笼锈蚀、破损，不仅对外观质量造成不利影响，甚至会造成内部石材滑落，影响岸坡的稳定性。
3.8.固化技术护岸
该类护岸采用有机或无机的固化剂、胶结材料和特殊工艺手段将河道的底泥、坡岸的建筑垃圾或其他固体物质固结成具有整体强度的固体材料。固体材料可以作为预制桩，亦可作为护坡材料。在坡面上播撒草种，可利用其根系与土壤的固结使护岸更加牢固，同时可以达到岸绿的生态效果[4]。
但固化后的材料是否适合草本植物长期生长，对乔、灌、草植物的生长是否有不利因素，仍需进一步考察。目前，崇明区水务部门正进行具体工程试点实验，可跟踪观察其生态效果来确定是否进一步推广使用。
4.崇明区地质情况
崇明三岛为长江携砂在河口淤积形成的河口冲积岛屿，除崇明岛东北边滩属潮坪地貌外，其余均属河口、砂嘴、砂岛地貌。
本研究的护岸工程高度一般在4m以内，其边坡影响深度范围内的地层主要为第①1层填土、第②1层褐黄色粘性土、第②2层灰黄色粘性土、第②3层灰色粉性土或粉砂等。
表层杂填土、及河底的浜土（淤泥土）土力学性能差，不利于工程建设；下部第②层土的褐黄色粘性土、灰色粉性土或粉砂，力学性能较好，可作为天然地基持力层或下卧层。
具体护岸工程可根据实地勘察结果来评价，并采用合适的护岸基础。
5.崇明区农村公路生态护岸方案
将常用生态护岸材料、结构与崇明农村临水公路的情况结合分析，我们提出以护岸坡比作为护岸选型主线，具体分为：①缓坡生态护岸；②陡坡生态护岸；③垂直生态护岸。缓坡生态护岸
缓坡护岸边坡较缓（缓于1:1.5），路基边坡土层满足自稳定性要求。
护岸措施主要有：利用乔木、灌木、草皮和水生植物发达的根系纤维结合生态材料来固定表层土体，形成“植物加筋土”。茂盛的植被，不仅有很好的绿化效果，同时可显著降低水流流速，减轻水流对边坡的冲刷。
根据生态材料的不同，我们推荐四种方案：1）土工格室护坡；2）三维土工网护坡；3）生态袋护坡；4）生态管护坡。
5.2.陡坡生态护岸
陡坡护岸边坡较陡（1:1＜坡比＜1:1.5），路基边坡在汽车、雨水冲刷作用下，已无法满足自稳定性要求，需要通过采取一定措施提高其边坡稳定性。护岸措施从以下几个方面出发：1）利用生态材料提高路基边坡表层土的稳定性和抗冲刷能力，河底进行一定的护角措施；2）利用生态材料，在常水位以下设置支挡结构，减缓常水位以上坡比。
图1木桩护岸
图2石笼土工格室护岸
根据生态材料的不同，我们推荐三种方案：1）生态袋T型垒砌护岸；2）木桩护岸；3）石笼土工格室护岸。
5.3.垂直生态护岸
垂直护岸边坡坡比小于1:1，在汽车荷载、雨水及河水冲刷作用下，路基边坡已完全失去稳定性，局部路基下土体被掏空，部分路基路面破裂下沉。对过往行人、机动车造成较大的安全隐患。因此需要采取一定措施对路基路面、边坡进行修复加固。护岸措施从以下几个方面出发：1）当路基、路面已破坏时利用生态材料对路基、边坡加固，提高路基边坡稳定性和抗冲刷能力，同时对路基进行加固。2）仅边坡破坏时，通过生态材料加固边坡，提高路基边坡稳定性和抗冲刷能力。
根据生态材料的不同，我们推荐四种方案：1）斜向土钉生态袋挡墙；2）组合土钉生态袋挡墙；3）预制桩组合结构；4）柔性加筋土挡墙。
6.结语
通过以上的调查研究，在现状农村公路边实施生态护岸已具备技术条件。结合崇明区农村临河公路的特点，我们将生态护岸划分为缓坡、陡坡、垂直三种类型技术方案：
1、缓坡生态护岸主要应用于用地富裕，河道较浅的护岸形式，通过土工材料增强其自然护岸的防冲刷能力。例如：1）土工格室护坡；2）三维土工网护坡；3）生态袋护坡；4）生态管护坡。
2、陡坡生态护岸主要用于河口较窄、河道较深，坡岸无法放缓的情况，在缓坡生态护岸结构的基础上通过，预制桩等结构的设置增强护岸稳定性。例如：1）生态袋护岸；2）石笼护岸；3）木桩护岸。或者采用多种以上材料结合实施。
3、垂直生态护岸主要用于无法设置坡岸的护岸结构，采用生态材料与路基结构形成整理作为护岸结构或利用预制桩与木桩组合形式将传统护岸结构生态化。例如：1）斜向土钉生态袋挡墙；2）组合土钉生态袋挡墙；3）预制桩组合结构；4）柔性加筋土挡墙。
图3斜向土钉生态袋挡墙
图4组合土钉生态袋挡墙；
图5预制桩组合结构
总而言之,农村生态护岸的实施有效解决了一些路基、边坡的失稳、垮塌等病害；不仅保证了路基的稳定，从而保障周边村民的出行安全，也提升了河道水体周边的绿化环境，真正实现水陆连体的自然生态系统。
参考文献：
[1] 唐大川.城市滨水区生态护岸景观设计研究[D].福建：福建农林大学，2008
[2] 郭英燕等. 崇明岛河道治理中的生态护坡技术[J]. 生态学杂志, 2012，31(2)：501－506
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[4] 付融冰等. 固化技术在农村河道生态护岸中的应用[J]. 应用生态学报, 2008,19(8): 1823-1828
[5] 赵锋,胡可可. 河道生态治理中的生态护坡应用[J]. 浙江水利科技, 2010
论文作者:钱铖,戴树才,秦元
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/3
标签：护岸论文; 生态论文; 崇明论文; 河道论文; 护坡论文; 挡墙论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第10期论文;