小河流域治理工程中生態護坡的應用
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了小河流域治理工程中生態護坡的應用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
摘要:以寧夏固原海綿城市建設項目中清水河河道治理工程為背景，分析了生態護坡與傳統護坡相比的優劣，介紹三維土工網格護坡在清水河護岸工程中的應用及施工工藝，并展望生態護坡的應用前景。
關鍵詞:生態護坡，三維土工網格，施工工藝
引言
2016年國家第2批海綿城市試點城市推行時，固原市成為寧夏首個海綿城市試點城市。清水河作為流經市區的母親河，河道整治面臨許多問題，河道生態新系統較差，基本無納污自凈能力;河道年久失修，多年處于污染狀態;清水河上游工業園區在非雨季時排口處水體渾濁，明顯有偷排現象更加劇了清水河生態污染;河岸兩側均是混凝土灰色護岸，多有剝落，影響對河岸的防護及美觀，且不利于河道生態環境的恢復和構建;它的綜合治理是固原海綿城市建設的重要一環。河岸的生態建設在當代水利建設中有重要的一席，為了維護河岸穩定性，建立良好循環功能的水利生態系統，必須加強水利工程基礎建設，完善灌溉、行洪、排澇等水利體系。而岸邊區對于河道來說又是關鍵一環，保護岸邊區有重要意義，生態護坡具有高效率、低成本、綠色發展的優勢，是一種可靠的護坡措施［1］。但是生態護坡相比傳統護坡在穩定性方面有一定的欠缺，因此應結合地形地貌和水文地質條件，因地制宜選擇合適的護坡方式。本文結合固原清水河治理工程的實際應用，重點介紹三維土工網格在護坡工程中的應用，包括作用機理和施工工藝;將三維土工網格植被護坡并與傳統護坡形式對比，突出生態護坡綠色環保的優勢，在生態護坡與傳統護坡的選用方面提出了些許建議。
1河道生態護坡相關概念分析
1．1生態護坡的定義
生態護坡是綜合工程力學、土壤學、生態學和植物學等學科的基本知識對斜坡或邊坡進行支護，形成由植物或工程和植物組成的綜合護坡系統的護坡技術。邊坡開挖后，通過種植植物，利用植物根系與巖、土體的相互作用對邊坡表層進行防護，一方面能增強土體的抗滑移能力、穩定性，另一方面能起到生態修復的作用，是一種高效、環保的防護手段［2］。
1．2生態護坡的優缺點
盡管傳統灰色護坡(砲片石護坡、三合土抹面、噴混凝土和錯噴網護坡)穩定性較強，可防止坡面侵蝕、維持邊坡穩定，但密實的坡面防護阻礙了水土之間交流，不僅使地下水難以得到補充，而且破壞了河道生態系統，使動植物微生物的生存空間減少，最終使水體失去自凈能力。混凝土歷經長時間的風吹日曬，容易風化脫落、鋼筋銹蝕，護坡效果無法保證，植被恢復差，無法形成一個和諧的自然生態系統。生態護坡恰好能將穩定性與植被相結合，使護坡在保障穩定性的前提下，考慮生態環境、可持續發展，生態護坡有以下幾個優點:1)改善水質，加強水體的自凈能力;2)調節水溫變化，維持生態平衡;3)維護河道生態系統的多樣性;4)恢復河岸邊坡的綠色景觀，改善了人的居住環境;5)施工效率高，適應性好［3］。當然，在使用生態護坡時，也要考慮“硬化與綠化”的關系，根據當地河流的水文地質條件和降雨條件合理選用護坡形式。
1．3生態護坡的選用注意事項
根據GB50707—2011河道整治規范中內容提出，生態護坡在不同的河段宜采用不同的護坡結構。由于河流與河床的相互作用，河岸分為凹岸凸岸，在凹岸水流對沖段，護坡設計宜采用噴射混凝土、漿砌片石護岸等工程措施以滿足防沖要求;凸岸及其他防沖要求較低的區段，宜選擇植物措施或者植物—工程相結合的措施如生態土工網墊、植生土工袋、生態混凝土、連鎖空心磚等防護。考慮到河流的設計流速對防護措施選用的影響［4］，簡單區分如表1所示。
2清水河治理工程中三維土工網格生態護坡的應用
清水河固原市區段從上游二十里鋪橋到下游沈家河水庫庫尾共17．97km，結合海綿城市清水河治理項目，分上、中、下三段進行治理。其中，上段于2013年完成河道整治工程，漿砌石護岸3．3km(雙邊)，格賓石籠生態護岸10．4km(雙邊);中段(銀平公路橋至火車站橋段)已實施防洪工程建設，河岸已全部砌護，均為直立式堤岸;下游段目前正在實施整治。現對下游段馬飲河段中三維土工網格植被護坡進行介紹。
2．1三維土工網格植被護坡作用機理
格構室網材料抗拉強度高、化學穩定性好、耐磨、耐寒、耐酸堿;側壁上可選擇是否開設孔洞，便于儲水及水分滲流;多用于軟土地基處理、邊坡加固、河道治理、防風固沙等領域，三維土工網格如圖1所示。三維土工網格與植被協同作用，三維土工網格的立體結構可以將種植土固定于邊坡上，為植物生長提供所必需的土壤和養分，形成綠化邊坡，進而植被莖葉阻擋降雨直接沖刷坡面，降低雨滴的沖擊能，而且發達的植物根系還可以起到固土護坡的作用。保證三維土工網格正常工作的注意事項:1)格構室充分張開，充分伸展的格構壁一旦受力便會立即發揮作用，為受壓后欲向四周潰散的格室內松散體提供側向約束力，并通過三維格構網同時把力傳遞給鄰近格室，以便若干格室共同受力協同工作;若格構室壁處于未充分展開狀態，則會使相應格室的側向約束作用及力的傳遞程度均大打折扣。2)保證所有格構室填充密實并整體壓實是施工技術中的關鍵之二，對單個格構室來說，只有格室內填充飽滿密實，受壓時才能充分擠壓格構式壁，格構式壁才能及時提供反向約束力;對整個復合基層來說，只有所有格室均填充密實，才有利于整體均勻受力和保持穩定。
2．2三維土工網格施工工藝
2019年7月，利用三維土工網格在清水河兩岸進行現場施工，現總結具體施工工藝方法如下:1)石籠網固腳。石籠網內裝入塊石，將其放在坡腳底部的土工布上，用鐵絲網搭接固定相鄰的石籠網。2)削坡及整坡。進行坡面平整，保證坡面土質均勻無大石塊與樹枝等雜物，若坡面基層土不夠密實，需用小型振動夯或鐵板將表面土壓實。3)鋪三維土工網格。將三維土工網格自上而下充分張開，如圖2所示，用U型釘呈梅花狀布置進行固定。4)填土。挖機覆土可能會損壞格室，采用人工覆土層層壓實，挖機配合運料，土料落下的高度不宜超過格室頂面20cm。5)播種。將有機肥按100g/m2進行均勻散播，然后散播草種。選用適合當地土質的生態護坡草種，按10g/m2，用種植土攪拌均勻散播在格子內。6)鋪設遮蓋物。坡面上覆蓋一層土工布遮擋降雨及避免陽光直射，土工布應用木條或磚塊壓住，待草種發芽后揭開。
3結語
在海綿城市如火如荼建設過程中，固原海綿城市建設不斷運用新技術，貫徹低影響度開發理念，力圖將固原打造模范海綿城市試點城市，清水河治理工程是其中的重要環節，生態護坡河道治理工程中得到了大力的推廣。本文對生態護坡與傳統護坡形式進行比較，可以看出傳統灰色護坡形式盡管有很強的穩定性，但對自然生態環境造成了不小的損害，從側面突出了生態護坡形式綠色可持續的防護優勢，當然在實際工程中應根據現場情況選擇合理的護坡形式，不能從一而論。另外，通過論述三維土工網格植被護坡在當前固原市中小河流治理工程中的應用，介紹了作用機理及施工工藝，其形成的土壤—根系—格室體系有利于邊坡穩定。考慮到當前生態護坡存在的弱點，今后的研究應集中在生態護坡新材料、生態護坡服務功能、生態護坡設計等幾個方面，相信未來生態護坡的應用將會越來越多，為國家的水利事業添磚加瓦。
參考文獻:
［1］曾龍輝．三維土工網格護岸沖刷試驗及其在小河流中的應用［D］．南昌:南昌工程學院，2017．
［2］，周明耀，趙瑞龍，等．城鎮河道生態護坡技術的研究現狀與展望［J］．中國水土保持科學，2005(1):88-92．
［3］蘆建國，于冬梅．高速公路邊坡生態防護研究綜述［J］．中外公路，2008，28(5):29-32．
［4］蔡杰龍，楊永民，盧偉偉．生態護坡技術在廣東省中小河流治理工程中的應用［J］．廣東水利水電，2016，245(7):51-58．
作者：黃鵬之 黃順利 孫彬 單位：北方工業大學土木工程學院