黃偉軍，吳 山，蔣 峰

(1.廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，廣西 南寧 530029；2.北海市港務(wù)管理局，廣西 北海 536000)

生態(tài)護(hù)岸在山區(qū)航道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

黃偉軍1，吳 山2，蔣 峰1

(1.廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，廣西 南寧 530029；2.北海市港務(wù)管理局，廣西 北海 536000)

文章依托左江航道整治工程，探討生態(tài)護(hù)岸在山區(qū)河流航道邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，分析其對(duì)航道生態(tài)保護(hù)帶來(lái)的積極影響。

航道；設(shè)計(jì)；生態(tài)；護(hù)岸；應(yīng)用

0 引言

山區(qū)河流通常位于流域的上游，大多處于風(fēng)景名勝區(qū)域，流經(jīng)之處風(fēng)光旖旎，景色迷人。航道工程如何與大自然融為一體、和諧共存，是工程建設(shè)、設(shè)計(jì)者需要重點(diǎn)關(guān)切的問(wèn)題。左江航道工程位于左江花山巖畫文化景觀申報(bào)世界文化遺產(chǎn)的重點(diǎn)區(qū)域，其建設(shè)引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，必須對(duì)航道邊坡開挖引起的巖土裸露面景觀修復(fù)問(wèn)題進(jìn)行研究，提出解決方案，而生態(tài)護(hù)岸則是首選。

1 生態(tài)護(hù)岸的含義

航道生態(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)岸集景觀效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)、防洪效應(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 航道生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

用較小的投資力爭(zhēng)最大限度地恢復(fù)航道各灘險(xiǎn)開挖邊坡的原生植被，使之與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，將航道整治施工對(duì)自然生態(tài)的影響降到最低，同時(shí)兼顧穩(wěn)定邊坡并取得“四季常綠、自然和諧、特色鮮明”的自然景觀效果。

2.2 設(shè)計(jì)原則

航道灘險(xiǎn)開挖邊坡生態(tài)恢復(fù)設(shè)計(jì)的基本原則如下：

(1)功能性原則：充分考慮各裸露巖土邊坡自身的特點(diǎn)，以滿足其功能為宗旨。

(2)水土保持原則：選用耐貧瘠、生長(zhǎng)強(qiáng)健、迅速、根系發(fā)達(dá)，能迅速綠化并覆蓋的植物品種對(duì)航道整治開挖所形成的大面積裸露邊坡進(jìn)行植物群落的重新構(gòu)建，減少水土流失。

(3)貼近自然原則：航道生態(tài)護(hù)岸實(shí)施后，基本與原有的岸坡植被渾然一體，盡量減少人工雕琢的痕跡。

(4)經(jīng)濟(jì)性原則：所選栽種植物容易成活和養(yǎng)護(hù)，護(hù)岸工程材料成本低等。

2.3 生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)方案

航道邊坡開挖后，需采取相應(yīng)工程措施，盡量恢復(fù)開挖邊坡原狀，保證邊坡施工完成后與自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一，并取得綠化美化的景觀效果。因此，采用厚層基材噴射植被護(hù)坡方案，作為航道邊坡生態(tài)護(hù)岸工程的實(shí)施方案。

厚層基材噴射植被護(hù)坡技術(shù)是采用混凝土噴射機(jī)把基材和植被種子的混合物按照設(shè)計(jì)厚度均勻噴射到需防護(hù)的工程坡面的新型綠色護(hù)坡技術(shù)，主要針對(duì)巖石邊坡的植被防護(hù)而開發(fā)。

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

生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括邊坡開挖、基礎(chǔ)框架搭建、厚層基材混合物選取等內(nèi)容。

2.4.1 邊坡開挖

邊坡開挖坡度根據(jù)具體地質(zhì)情況決定，巖石質(zhì)邊坡一般取1∶1～1∶2，卵礫石質(zhì)邊坡取1∶3。石質(zhì)邊坡通常設(shè)計(jì)為從坡腳一坡到頂，高度>10 m的非巖石質(zhì)邊坡則通常在半坡設(shè)置寬度1～2 m的馬道。

2.4.2 基礎(chǔ)框架搭建

邊坡開挖完成后，在坡面上設(shè)置基礎(chǔ)框架。基礎(chǔ)框架由錨桿和鍍鋅鐵絲網(wǎng)組成。

錨桿的作用是將鍍鋅鐵絲網(wǎng)固定在坡面上，采用直徑為16 mm的三級(jí)鋼，單根長(zhǎng)度取1.0 m，瀝青防腐。錨桿鋼墊板尺寸為60 mm×60 mm×3 mm，采用30號(hào)水泥砂漿錨固，錨桿間排距為1.0 m，按梅花形布置，嵌入坡面0.92 m。

采用20號(hào)鍍鋅焊接鐵絲網(wǎng)，網(wǎng)孔尺寸5 mm×5 mm，鐵絲網(wǎng)安裝后與坡面的距離保持為4～6 cm。

2.4.3 厚層基材混合物

由綠化基材、種植土、纖維和植被種子按一定的比例混合而成。

其中種植土采用工程所在地原有的耕植土經(jīng)曬干、粉碎，過(guò)8 mm篩，含砂量≤5%，濕度控制在30%以下。疏松，干容重≤1.3 g/cm3，pH值應(yīng)為6.5～7.5；纖維采用工程所在地的樹枝，粉碎成每段長(zhǎng)10～15 mm。

基材混合物厚度設(shè)計(jì)為8 cm，其中含種子厚度2 cm。

厚基材混合物各組分用量：綠化基材0.024 m3/m2，纖維0.048 m3/m2，種植土0.048 m3/m2。

3 施工方法、工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

施工之前首先對(duì)工程所在地的各種條件進(jìn)行充分調(diào)查和研究，特別是耕植土取土場(chǎng)的選定和當(dāng)?shù)爻Ｒ姴荼绢愔参锏念愋?。其次是做好混凝土噴射機(jī)等主要施工機(jī)具的調(diào)配。

3.2 施工工藝

航道生態(tài)護(hù)岸施工一般包括以下八個(gè)方面的內(nèi)容，按施工工序分別為：

(1)邊坡開挖及清理、平整坡面；

(2)鉆孔；

(3)安裝錨桿、灌漿錨固；

(4)鋪設(shè)、固定鐵絲網(wǎng)；

(5)拌和基材混合物；

(6)上料；

(7)噴射基材混合物；

(8)前期養(yǎng)護(hù)。

生態(tài)護(hù)岸工程施工工藝見圖1。

圖1 航道生態(tài)護(hù)岸施工工序圖

4 工程案例

2013年11月開工建設(shè)的左江崇左至南寧(宋村三江口)Ⅲ航道工程，位于左江花山巖畫文化景觀申報(bào)世界文化遺產(chǎn)的重點(diǎn)區(qū)域，為了最大限度地實(shí)現(xiàn)生態(tài)和景觀保護(hù)，對(duì)多個(gè)灘段的護(hù)岸工程采用了生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)。

4.1 工程概況

左江航道設(shè)計(jì)起點(diǎn)位于南寧左、右江匯合處的宋村三江口，終點(diǎn)為崇左新環(huán)作業(yè)區(qū)，航道里程長(zhǎng)約206 km，按Ⅲ級(jí)雙線航道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)代表船型為1 000噸級(jí)貨船及一頂2×1 000噸級(jí)船隊(duì)，通航保證率為98%，設(shè)計(jì)航道尺度為3.0×60×480 m(水深×寬度×彎曲半徑)，近期特殊困難河段最小彎曲半徑按≥200 m控制，建設(shè)內(nèi)容包括疏浚工程、炸礁工程、陸上土石方開挖工程、護(hù)岸工程、航標(biāo)工程、配套工程、交叉工程等工程。航道地理位置如圖2所示。

圖2 左江航道工程地理位置圖

4.2 航道護(hù)岸工程

為了增加航道彎曲半徑，調(diào)順航道平面布置，航道整治工程涉及山秀水電站庫(kù)區(qū)崇左江州區(qū)公益碼頭至馱盧鎮(zhèn)的馱目細(xì)山、中古灣、神仙橋和引示灘等多處灘險(xiǎn)的裁彎切灘，其中馱目細(xì)山灘為高邊坡開挖。各灘開挖后邊坡區(qū)域裸露，需要實(shí)施航道護(hù)岸工程。根據(jù)本工程河段地質(zhì)勘察報(bào)告及開挖后的地層揭示實(shí)際情況，除引示灘局部區(qū)域邊坡為卵礫石質(zhì)邊坡外，其余均為中風(fēng)化灰?guī)r質(zhì)邊坡。卵礫石質(zhì)坡度開挖坡度取1∶3，中風(fēng)化灰?guī)r質(zhì)邊坡開挖坡度除馱目細(xì)山取1∶2之外，其余各灘險(xiǎn)均為1∶1。為了達(dá)到保護(hù)景觀和生態(tài)環(huán)境的目的，摒棄航道工程設(shè)計(jì)中常規(guī)的以漿砌石、模袋混凝土或混凝土預(yù)制塊為主的護(hù)岸結(jié)構(gòu)，選擇生態(tài)護(hù)岸。

根據(jù)河段航道水文特點(diǎn)，航道水位常年位于左江山秀水電站庫(kù)區(qū)正常蓄水位86.5 m之上，年均低于該水位的時(shí)間很短，低于該水位部分邊坡常年浸泡于水中，植物無(wú)法生長(zhǎng)。因此，生態(tài)護(hù)坡范圍取左江山秀水電站庫(kù)區(qū)正常蓄水位86.5 m至開挖邊坡坡頂。

為了方便施工，引示灘卵礫石質(zhì)邊坡與各灘險(xiǎn)中風(fēng)化灰?guī)r質(zhì)邊坡均采用厚層基材噴射植被護(hù)坡，典型斷面結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 左江航道生態(tài)護(hù)岸典型斷面結(jié)構(gòu)圖

左江航道生態(tài)護(hù)岸工程的實(shí)施，使馱目細(xì)山、中古灣、神仙橋和引示灘等多處灘險(xiǎn)開挖后裸露的坡面得到了妥善修復(fù)，既防止了水流對(duì)邊坡的掏刷，又使護(hù)岸工程與原有的岸坡植被渾然一體，用較小的投資最大限度地恢復(fù)航道各灘險(xiǎn)開挖邊坡的原生植被，使之與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，把航道工程施工對(duì)自然生態(tài)的影響降到最低，最大程度地保護(hù)了左江花山巖畫文化景觀，取得良好效果。

5 結(jié)語(yǔ)

左江航道護(hù)岸工程的實(shí)施，是廣西內(nèi)河航道巖石及卵礫石質(zhì)邊坡首次采用生態(tài)護(hù)岸，改變了以往以漿砌石或混凝土結(jié)構(gòu)為主的護(hù)岸型式，取得了航道工程與自然環(huán)境協(xié)調(diào)融合的良好效果，有效地保護(hù)了左江花山巖畫風(fēng)景名勝區(qū)，有效地保護(hù)了航道生態(tài)環(huán)境，為左江花山巖畫成功申報(bào)世界文化遺產(chǎn)奠定了良好基礎(chǔ)，為山區(qū)河流巖石及卵礫石質(zhì)航道護(hù)岸方案的選取拓展了思路。

上述巖石及卵礫石質(zhì)邊坡航道生態(tài)護(hù)岸方案，具有投資省、施工方便的特點(diǎn)，可廣泛推廣應(yīng)用于山區(qū)河流航道設(shè)計(jì)中，尤其是處于風(fēng)景名勝區(qū)、環(huán)境及生態(tài)保護(hù)、景觀要求高的涉水工程項(xiàng)目，具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1]JTJ 312-2003，航道整治工程技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JTJ 300-2000，港口及航道護(hù)岸工程設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[S].

[3]左江崇左至南寧(宋村三江口)Ⅲ級(jí)航道工程施工圖設(shè)計(jì)[Z].2013.

Application of Ecological Revetment in Waterway Designs in Mountain Area

HUANG Wei-jun1，WU Shan2，JIANG Feng1

(1.Guangxi Communications Planning Surveying and Designing Institute，Nanning，Guangxi，530029；2.Beihai Port Authority，Beihai，Guangxi，536000)

Relying on Zuojiang waterway regulation project，this article discussed the application of ecological revetment in river waterway slope protection design in mountain area，and analyzed its positive impact on waterway ecology protection.

Waterway；Design；Ecology；Revetment；Application

U612.3

A

10.13282/j.cnki.wccst.2015.04.031

1673-4874(2015)04-0110-03

2015-03-02

黃偉軍，高級(jí)工程師，主要從事水運(yùn)工程設(shè)計(jì)工作。