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庄湾马家水项目中生态护坡的应用

2021-12-27 161 上传者：管理员

摘要：河道生态治理随着国家对生态要求提高已经逐渐被水利部门接受，各种新型护坡材料逐渐也被运用到工程中，文章按照马家水河道的实际情况从施工、造价及治理效果等方面综合分析比较，选定柔性生态水土保护毯护坡为该项目的护坡型式。工程实践表明：该护坡提升了河道两岸景观质量和防洪能力。

关键词：
岸坡治理
柔性生态水土保护毯
河道治理
生态治理
马家水
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1、工程概况

浮梁县庄湾马家水项目地处江西省景德镇市浮梁县庄湾乡境内，距景德镇市区35km。该项目涉及庄湾乡1个乡镇，6个行政村，项目区面积89km2。项目涉及河流为马家水及其6条支流，分别为施家水、仓下水、大背坞水、黄梅墩水、杨乐水及小舟水，寿溪水及其1条支流方家水，项目区拟治理河道条数9条，长度28.97km。

庄湾马家水项目中的马家水系东河一级支流，昌江二级支流，河源位于境内最高主峰鸡龙尖，流经庄湾乡施家村，黄梅墩村等，陆续汇入黄梅墩水、仓下水、大背坞水，最终经府前村注入东河，河口位于庄湾乡政府附近，流域面积60.1km2,主河道长度16.1km,主河道纵比降9.95‰,河道宽度13-40m不等。马家水干流治理范围是从高桥村支流汇合口至东河入河口，由北向南流经庄湾乡的高桥村、上马村、下马村、洪家山村、府前村、余家坞村、最终经臧湾乡乡区汇入东河，治理河道长度3.75km。

2、岸坡护坡型式选择

马家水地质情况：河道分布于冲积盆地，河道两岸较开阔，沟渠、水塘密布。岸顶现多为耕地，沿河岸坡土层主要为第四系全新统冲积层，多具二元结构，上部主要为壤土组成，局部表层为人工填土，下部为砾石、砾质土等，覆盖层揭露厚度2.0-6.0m,岸坡土一般难以满足河水冲刷要求，下伏基岩为双桥山群下亚群板岩。河岸大多陡直，由于汛期河水流速较大，由第四系全新统冲积层组成的岸坡土抗冲性较差，汛期河水对岸坡冲刷破坏作用较强，且河曲发育，河流凹岸迎流顶冲段冲刷较剧，大多岸坡稳定性较差。河流沿线分布较多水陂及交通桥等，雍高水位，促使水陂下游水流流速加大，两岸河岸冲刷较剧，岸坡稳定性较差，建议对岸坡进行护坡处理。

马家水河道现状情况：河岸冲刷塌方严重，多处河岸在洪水期被冲垮，河势不稳定；多处河岸受采金破坏严重。

马家水治理需求：因地制宜采用复合式、斜坡式等断面型式，避免采用三面光、两堵墙的护坡护岸型式；岸坡急需进行处理保证农田的安全；因河道不仅流经浮梁县臧湾乡，且处于前往瑶里古镇风景区必经之路，生态景观要求比较高。

传统的城市河道治理过程中，主要考虑的是保证河道的行洪排涝，河道断面型式过于单一化，河道坡面一般为浆砌石护坡、现浇或预制混凝土护坡[1]。故传统的护岸型式已经不能满足马家水河道治理需求，有必要采取生态护坡方案。

在进行生态护坡设计的时候，需遵循结构的安全性及稳定性，生态和谐，因地制宜的原则[2]。故生态护坡型式选择上结合了当地材料情况、根据江西省水利厅对河岸生态治理的要求以及其他成功的治理经验，初步拟定了如下松木桩护岸加固、干砌块石护坡、生态混凝土护岸加固、生态袋护坡加固、雷诺护垫结构加固护坡、连锁式水工砌块护坡、柔性水土保护毯生态护坡作为推荐方案[3]。

松木桩护岸因河岸基础为砂卵石无法打入河床以下，不推荐采用；生态混凝土护岸加固对施工要求较高，不推荐采用；生态袋护坡加固使用的生态袋受日晒及冲刷影响，使用寿命仅有3-5年，不推荐采用；雷诺护垫结构加固护坡因网格比较密，容易挂垃圾，不易管理，不推荐采用。故工程选择干砌块石护坡、连锁式水工砌块护坡、柔性水土保护毯生态护等三种护坡型式进行比较。

1)干砌块石护坡：块石砌筑前，岸坡需修筑成1∶1.5坡比，底层铺设10cm厚砂砾石垫层，面层铺设30cm厚块石。砌石时要求砌筑要密实，表面应平整，充分利用块石自然形态相互咬合，砌体层间错缝搭接。

2)连锁式水工砌块护坡：砌筑前，岸坡需修筑成1∶1.5坡比，首先在底层上铺设土工布，然后再铺设混凝土砌块，混凝土砌块厚度设计采用10cm。混凝土砌块的固定是通过各联锁啮合，从而达到岸坡整体稳定。混凝土砌块由工人人工逐块码放即可，然后在砌块预留孔隙中撒播混合草籽，即可完成施工工作。护坡完成后可以在护坡表面生长出植被，大大增加绿化面积，较好的兼顾工程及生态景观等多方面的要求，工程完建后景观自然，不破坏自然生态，与环境和谐结合。

3)柔性生态水土保护毯护坡：铺设前，岸坡需修筑成1∶1.5坡比，铺保护毯在坡面上，采用钢钉与坡面进行固定，保护毯上面覆耕植土撒播草籽，通过草籽的草根与保护毯缠绕达到抗冲刷的作用。

干砌石护坡、连锁水工砌块、柔性生态水土保护毯护坡均可有效解决安全问题，工程性能好。现从施工、造价以及治理效果等方面进行分析比较

1)施工：三种护坡型式均有对应的施工技术规范，机械化施工程度较低，基本依靠人工，辅以简单的机械。柔性水土保护毯生态护坡需要的人工工日及技术要求均最低，主要为人工挖槽、覆土、铺毯、打锚钉，一般工人即可。其余两种护坡均需较多的人工工日，技术要求也较高，需由技术熟练的工人实施[4,5]。

2)造价：三种型式护坡折算每平方米造价分别为：柔性生态水土保护毯护坡最高，连锁式水工砌块护坡第二，干砌块石护坡最低。

3)治理效果：从生态环境及景观方面干砌石护坡、连锁水工砌块、柔性生态水土保护毯三种护坡方案均能实现生态绿化，但柔性生态水土保护毯护坡的植被覆盖率最高，连锁式水工砌块护坡的植被覆盖率稍低，能达到40%-50%,干砌石护坡最低，只能达到20%左右。

综上分析比较，柔性生态水土保护毯护坡是通过植物根系与毯子紧密缠绕达到整体锚固的作用，可适应坡体的不均匀变形，最大可抵抗4m/s的水流冲刷；材质使用寿命可达百年，并且可保证水体与土壤之间的联系，不破坏河流自然生态，不影响河流生态生物多样性和功能多样性；施工工艺简单，施工速度快，施工完植被覆绿可高达95%。因此推荐柔性生态水土保护毯护坡作为马家水的护岸方案。

3、护坡设计方案

护岸岸线按照现有岸线布设，护岸型式采用复合式断面，枯水位以下采用C20混凝土固脚，固脚埋深0.5m,固脚宽度为0.5m,固脚以上采取柔性生态水土保护毯护坡(材料选择参数见表2),护坡坡比为1∶1.5,坡脚柔性生态水土保护毯与混凝土固脚固定，坡顶设一条30cm×30cm沟槽，柔性生态水土保护毯压入沟槽，具体断面详见图1。

4、施工步骤

1)河岸整平：

按照设计要求，采用机械对现状岸坡进行修整，达到1∶1.5的坡比要求，对坡面上粒径较大的石块、植物根及其他垃圾等必须清除干净。

2)开挖坡顶埋填沟槽：

在河岸岸顶处开一条深度、宽度均为30cm的沟槽，用以对柔性水土保护毯的填埋。

3)切割及铺设：

测量坡面长度及沟槽深度，根据河岸坡面(垂直于岸线方向)计算并裁剪相应长度的水土保护毯，将毯体移至相应位置沿着土坡斜面展开并调整位置(注意分清毯体正反面),在沟槽部位将水土保护毯放入沟槽中并用钢钉固定(钢钉间距为100cm),其余坡面位置在正常坡度情况下每2-3平米锚固一根钢钉。水土保护毯宽幅为3850mm,应垂直于岸线纵向铺设。

4)锚固：

水土保持毯采用钢钉与土坡土层进行锚固。根据坡面土质情况，选择合适长度和直径的钢钉。钢钉应确保锚入土层至少40cm。每块水土保持毯需设置15cm搭接宽度(顺水流方向搭接),搭接处钢钉固定，间距为100cm。

5)播种：

铺设锚固完成后，在水土保护毯表面播种根系发达的当地草种(狗牙根);并覆盖一层耕植土层，然后在土层表面再播种植被草籽一次。

6)覆土：

水土保护毯铺设好后要迅速锚固并覆盖耕植土，覆土厚度约为5cm。

7)养护：

覆土完成后需覆盖无纺布在坡面上，为确保草籽的发芽，在播种后一至两周内需浇水养护，对于草籽发芽不良处还需进行补种。

5、结语

江西省浮梁县庄湾马家水项目于2019年12月完工，铺设柔性生态水土保护毯护坡河段长度4.00km,铺设面积7200m2,治理河道不仅提高岸坡防洪能力，还提升了河道两岸生态景观质量。并且在2020年、2021年浮梁县超历史洪水中经受住了考验，所有柔性生态水土保护毯治理河段均未产生破坏。

参考文献:

[1]朱云仓.生态护坡技术在河道治理工程中的应用[J].水利建设与管理,2021(04):60-65.