1前言

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，人們?cè)絹?lái)越注重改善自己的居住環(huán)境。傳統(tǒng)水利正向景觀水利、人文水利轉(zhuǎn)變，河道整治工程已由單純的水安全治理思路向更多地著眼于水資源和水環(huán)境發(fā)展。在河道整治建設(shè)中，應(yīng)做到與生態(tài)環(huán)境建設(shè)和景觀建設(shè)相結(jié)合，構(gòu)建河道建設(shè)的基本框架。生態(tài)護(hù)岸是利用植物或者植物與土木工程相結(jié)合，對(duì)河道坡面進(jìn)行防護(hù)的一種新型護(hù)岸形式。生態(tài)護(hù)岸集防洪效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)、景觀效應(yīng)和自凈效應(yīng)于一體，代表著護(hù)岸技術(shù)的發(fā)展方向。

2石馬河清溪段河道整治工程的生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)

2.1生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)理念

堤岸作為水域生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是水域生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的過(guò)渡區(qū)，在防洪、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、水土保持及調(diào)節(jié)氣候等方面具有重要的功能，其自身也應(yīng)成為一獨(dú)立生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)堤岸的性能設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)兩個(gè)方面，一是結(jié)構(gòu)性能，對(duì)生態(tài)護(hù)岸的最基本設(shè)計(jì)要求，與傳統(tǒng)護(hù)岸相當(dāng)?shù)牧W(xué)和防漏等到性能要求。二是生態(tài)和景觀功能，此為生態(tài)護(hù)岸的主要附加功能，強(qiáng)調(diào)其生態(tài)環(huán)境保護(hù)和景觀協(xié)調(diào)性能。

2.2工程概況及目的

石馬河是東江的一級(jí)支流，發(fā)源于深圳寶安大腦殼山，流經(jīng)深圳觀瀾鎮(zhèn)、東莞市鳳崗、塘廈、樟木頭、清溪、謝崗、常平、橋頭八鎮(zhèn)，沿途匯入主要支流有雁田水、契爺石水、清溪水、官倉(cāng)水等支流，至橋頭鎮(zhèn)新開(kāi)河口入東江，河流全長(zhǎng)73.5km，河寬平均80m，河床平均坡降為0.61×10-3，流速急湍，總落差70m，集雨面積1249km2。河道現(xiàn)狀基本上無(wú)堤防，防洪能力較低，遇有稍大洪水，即受洪澇災(zāi)害。隨著東莞市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，洪水災(zāi)害發(fā)生年份越來(lái)越頻繁，洪澇損失越來(lái)越大。流域洪澇災(zāi)害的發(fā)生，河道占灘、部分河床淤積及橋梁阻水嚴(yán)重。為解決石馬河沿線各鎮(zhèn)的洪澇災(zāi)害，對(duì)石馬河進(jìn)行河道整治。工程任務(wù)以防洪排澇為主，建立完善的防災(zāi)減災(zāi)體系，保障防洪排澇安全；結(jié)合改善生態(tài)和水環(huán)境，創(chuàng)建優(yōu)良舒適的居住環(huán)境，提高城市品味和競(jìng)爭(zhēng)力。在河道整治過(guò)程中強(qiáng)調(diào)既要防洪又要具有良好的景觀和生態(tài)效果。通過(guò)對(duì)各種堤壩防護(hù)技術(shù)的比較，采用預(yù)制混凝土鉸鏈排及現(xiàn)澆植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土護(hù)岸。主要目的為：①提高防洪能力，通過(guò)鋪設(shè)預(yù)制混凝土鉸鏈排及現(xiàn)澆植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土提高堤防的防洪和抗沖刷能力，提高邊坡的穩(wěn)定性；②提高景觀和生態(tài)功能，由于預(yù)制混凝土鉸鏈排及現(xiàn)澆植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土具有透水植生功能，故可在其上種植植物來(lái)改善周邊的生態(tài)環(huán)境和景觀，達(dá)到自然生態(tài)和環(huán)境的恢復(fù)和協(xié)調(diào)。

2.3護(hù)岸的斷面型式布置

為了使整治后的清溪段河道成為生態(tài)、環(huán)保型河段，防洪堤斷面型式以斜坡式斷面為主，局部特殊河段采用直斜式。在多年平均洪水位以上約1.0m處設(shè)置馬道，馬道寬2～5m，馬道以下坡面采用現(xiàn)澆植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土護(hù)岸，設(shè)計(jì)底高程與常水位之間1.5m采用預(yù)制混凝土鉸鏈排護(hù)岸，馬道以上坡面及背水坡均采用草皮護(hù)岸。

2.4生態(tài)護(hù)岸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）預(yù)制混凝土鉸鏈排

預(yù)制混凝土鉸鏈排由預(yù)制混凝土塊與鉸鏈排連接件兩個(gè)部分組成（圖1）。預(yù)制混凝土塊規(guī)格：598mm×443mm×120mm、中間開(kāi)孔、開(kāi)孔率為20%；重量：每塊40kg，每平方為4.1塊，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的塊為15.6m2，預(yù)制混凝土塊的抗壓強(qiáng)度（凈面積）≥35MPa。鉸鏈排連接件材質(zhì)為鍍鋅鋼索或不銹鋼索。鋼索直徑根據(jù)矩陣面積配置最低為5.5mm。捻法為右交互式，每平方米矩陣鋼索用量不低于4m，鋼索破拉力≥19kN，公稱抗拉強(qiáng)度≥1600MPa。預(yù)制混凝土鉸鏈排具有高度的適應(yīng)性，抗沖刷能力強(qiáng)，高速水流以及其他惡劣環(huán)境下保持完整的面層，不讓下面的土體被侵蝕。具有其他柔性鋪面材料所有的優(yōu)點(diǎn)如空隙率高，透水性好，各獨(dú)立塊之間和單塊內(nèi)的空隙內(nèi)可以植草，能美化環(huán)境的同時(shí)形成自然坡面改善生態(tài)環(huán)境。施工方便，可以人工鋪設(shè)也可以采用機(jī)械施工，并可以在水下施工。最陡的邊坡坡度可達(dá)1∶1，并且可以在高速水流引起的高切應(yīng)力下安全地工作。石馬河清溪段施工水位基本均深1.5m，此高程所對(duì)應(yīng)的地質(zhì)為砂層或砂礫層，采用其他的護(hù)岸方案，須具備干作業(yè)的條件。但是圍堰的施工費(fèi)用高，且難度大。針對(duì)這一特點(diǎn)，預(yù)制混凝土鉸鏈排很好的解決了施工水位下1.5m的護(hù)岸設(shè)計(jì)。

（2）現(xiàn)澆植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土

現(xiàn)澆植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土護(hù)岸結(jié)構(gòu)（圖2）采取混凝土框格內(nèi)填植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土結(jié)構(gòu)。混凝土框格采用普通C20混凝土現(xiàn)澆，整個(gè)框架在順?biāo)鞣较蛏厦扛?8.18m設(shè)置伸縮縫，分縫填三油兩氈20mm。現(xiàn)澆植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土是將單一粒度粗骨料、水泥、水及添加劑進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，然后進(jìn)行攪拌、澆筑及自然保養(yǎng)之后，呈米花糖并有空隙的多空隙混凝土。多孔隙生態(tài)混凝土強(qiáng)度為C12，具有反濾功能,孔隙率不小于25%，滲透系數(shù)不小于1×10-1cm/s。為保證生態(tài)混凝土綠化效果，應(yīng)在生態(tài)混凝土澆筑前設(shè)置營(yíng)養(yǎng)基層，澆筑生態(tài)混凝土后一段時(shí)間應(yīng)充填土基營(yíng)養(yǎng)層，滲入孔隙深度不小于50mm。澆筑完成后不能出現(xiàn)較大面積反堿，造成植物無(wú)法生長(zhǎng)。現(xiàn)澆植生型高強(qiáng)生態(tài)混凝土高強(qiáng)、耐久，具有良好的透水、透氣性能，水分和空氣可以在外界與被護(hù)體之間進(jìn)行自由交換和流通，實(shí)現(xiàn)保護(hù)層和堤體的長(zhǎng)期穩(wěn)定。保護(hù)層整體反濾，防止沖刷、管涌及土沙等顆粒流失現(xiàn)象，同時(shí)為動(dòng)植物及微生物提供棲息和活動(dòng)空間，改善水生態(tài)環(huán)境，有效地提高水質(zhì)的自然凈化能力。

3結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們逐漸要求護(hù)岸上在具備安全性的條件下，應(yīng)該具有景觀效果、消除人與水的隔離以及與生物共存等多種功能。傳統(tǒng)的固土護(hù)岸從而演變?yōu)橛H水、生態(tài)和優(yōu)美的景觀護(hù)岸。隨著新材料的不斷涌現(xiàn)和新方法的不斷發(fā)展，未來(lái)的護(hù)岸會(huì)更安全優(yōu)美，親水將更美妙浪漫。