陳昌澤

(泉州市市政園林古建筑設(shè)計(jì)院有限公司，福建 泉州 362000)

在當(dāng)前的河道堤防護(hù)岸工程設(shè)計(jì)中，不僅要注重河道護(hù)岸自身的結(jié)構(gòu)和性能，更要注重設(shè)計(jì)的生態(tài)性，避免河道護(hù)道工程對環(huán)境帶來危害，通過科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)和先進(jìn)的技術(shù)來提高河道護(hù)岸的穩(wěn)固性。河道堤防護(hù)岸需要在設(shè)計(jì)中應(yīng)用現(xiàn)代化的技術(shù)手段并采用新型的生態(tài)結(jié)構(gòu)，使生態(tài)河道的堤防護(hù)岸更加安全。

1 工程概況

本工程為惠安縣東港溪(東橋段)安全生態(tài)水系建設(shè)一期項(xiàng)目，生態(tài)河道的總長度為6.35 km，其中包含東港溪段、三潭溪段、三關(guān)溪段和峻岸排洪溝段，各段的長度分別為3.36 km、0.78 km、1.25 km、0.96 km。由于人口數(shù)量的增多和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，東港溪(東橋段)的生態(tài)環(huán)境遭到了破壞。工程項(xiàng)目的主要建設(shè)目標(biāo)包含河道暢通、堤防護(hù)岸的綠化、防洪標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)建設(shè)，主要建設(shè)內(nèi)容為改善水環(huán)境、恢復(fù)河灘與河床、劃定生態(tài)保護(hù)藍(lán)線等內(nèi)容。

2 生態(tài)河道堤防護(hù)岸工程存在的主要問題

當(dāng)前的生態(tài)河道堤防護(hù)岸工程在管理上存在一定問題，缺少精細(xì)化的管理制度，無法對河道堤防護(hù)岸工程形成有效管理，河道堤防護(hù)岸的管理方式比較落后，仍使用傳統(tǒng)的審批流程和處理方法，沒有考慮到護(hù)岸的檢查和維修。護(hù)岸工程需要融合各個(gè)部門，加強(qiáng)部門之間的溝通和合作，但無效的管理令各個(gè)部門很少交流，使施工工程出現(xiàn)質(zhì)量問題。在重視程度上，對生態(tài)河道堤防護(hù)岸的保護(hù)不夠重視，出現(xiàn)了很多人為破壞的問題，破壞人員沒有得到應(yīng)有的懲罰，就會(huì)越來越不重視河道堤岸防護(hù)。河道堤防護(hù)岸在檢查和維修上也存在很大的問題，河道堤防護(hù)岸中有很多隱患部位，如果檢查不徹底、維修不及時(shí)，就會(huì)使堤防護(hù)岸形成大量的裂縫和孔洞，最后在護(hù)岸范圍中產(chǎn)生嚴(yán)重的安全問題。堤防護(hù)岸會(huì)受到環(huán)境變化的影響，需要定期對河道護(hù)岸進(jìn)行細(xì)致的檢查，如果檢查和維修工作沒有有效落實(shí)，不僅會(huì)影響河道的安全，還會(huì)增加維修的難度。本工程的問題主要包括以下幾點(diǎn)：(1)未劃定河道生態(tài)保護(hù)藍(lán)線，河道管護(hù)制度有待加強(qiáng)。(2)枯水期該河段河道水量較少，影響水景觀、水生態(tài)。(3)岸坡常坍塌、滑坡，河床沖刷嚴(yán)重，影響行洪安全。(4)河道淤積，排洪不暢，每年河道兩側(cè)地勢較低的農(nóng)田會(huì)發(fā)生不同程度的受淹，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活。(5)生活污水未經(jīng)處理直排入河道及農(nóng)業(yè)面源污染影響河道水質(zhì)。(6)周邊的生態(tài)景觀綠地建設(shè)未系統(tǒng)實(shí)施，缺乏歷史人文特色。

3 生態(tài)河道堤防護(hù)岸工程的指導(dǎo)思想

3.1 磚砌石和混凝土的護(hù)岸設(shè)計(jì)

河道堤防護(hù)岸經(jīng)常使用磚砌石的結(jié)構(gòu)形式，磚砌石護(hù)岸具有美觀性，磚砌石結(jié)構(gòu)還有著抗沖刷的優(yōu)點(diǎn)，在河道堤防護(hù)岸中非常耐用。磚砌石大都來自于附近區(qū)域，減少了運(yùn)輸成本，在施工中沒有太高的技術(shù)要求。磚砌石的不足在于不具有良好的生態(tài)性能，所以不建議在生態(tài)河道工程設(shè)計(jì)中使用。混凝土護(hù)岸在河道堤防護(hù)岸中也有著廣泛的應(yīng)用，混凝土的優(yōu)點(diǎn)在于表面平整光滑，有著穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，施工過程便捷且工期較短，有抗沖刷和耐久的性能。但混凝土護(hù)岸也存在一定缺陷，混凝土作為硬質(zhì)材料，會(huì)對河水的流動(dòng)交換和自凈能力產(chǎn)生影響，也不能為依水而生的植物和動(dòng)物提供適宜的水文環(huán)境，不具有美觀性。與前兩種相比，預(yù)制混凝土的設(shè)計(jì)更具有生態(tài)性，預(yù)制混凝土的平鋪式生態(tài)河道堤防護(hù)岸是一種全新的護(hù)岸類型。預(yù)制混凝土以混凝土為基礎(chǔ)，在混凝土中加入酸性聚合物，同時(shí)還在其中混入聚丙烯纖維，將眾多高分子材料融合到一起形成預(yù)制砌塊，預(yù)制混凝土比混凝土更加抗壓。在生態(tài)性設(shè)計(jì)中，可以將植物纖維覆蓋到表面，為植物提供適宜的生存環(huán)境。預(yù)制混凝土護(hù)岸有利于保土固坡，具有良好的透水和透氣性能，是一種生態(tài)環(huán)保的護(hù)岸結(jié)構(gòu)，唯一的不足在于成本較高[1]。

3.2 生態(tài)格賓石籠和生態(tài)土工織物袋的護(hù)岸設(shè)計(jì)

格賓石籠是由機(jī)器制造的一種金屬網(wǎng)面箱體，主要的結(jié)構(gòu)形式是雙絞合六邊形，在其他工程中很少使用，大都用于生態(tài)河道堤防護(hù)岸工程，在設(shè)計(jì)中應(yīng)用格賓石籠可以提高護(hù)岸的美觀性。格賓石籠在內(nèi)部有較多填實(shí)的孔隙，可以促進(jìn)河水的流動(dòng)和交換，具有很強(qiáng)的自凈能力，有利于改善水質(zhì)，為動(dòng)植物的生存提供充足的水文條件，平衡區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)，改善局部的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。格賓石籠的不足在于耐久性和質(zhì)量得不到保障，從設(shè)計(jì)的整體上看并不建議使用。生態(tài)土工織物袋也是近幾年比較流行的護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式，織物袋的關(guān)鍵性原料是聚丙烯，有著較強(qiáng)的抗紫外線輻射能力，還可以避免酸堿鹽和微生物等物質(zhì)的干擾，通常是對無紡織物針刺的其中一面進(jìn)行燒結(jié)產(chǎn)生的?？椢锎锩嫜b的是粗砂和黏土，在施工中往往會(huì)在當(dāng)?shù)厝〔?，操作起來也非常簡單?？椢锎囊淮筇攸c(diǎn)是透水但不透土，非常利于水生植物的生長，織物袋護(hù)岸的水體同樣具有很好的自凈能力和抗變形能力?？椢锎Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于強(qiáng)度較低，抗沖刷性和耐久性較差。

3.3 生態(tài)砌塊和仿木樁的護(hù)岸設(shè)計(jì)

生態(tài)砌塊是一種新型的擬重力式的結(jié)構(gòu)，利用復(fù)合體的自重來抵抗靜荷載，使護(hù)岸更具有穩(wěn)定性。生態(tài)砌塊主要包括兩種類型，分別是植生的和景觀的自嵌式擋土塊。生態(tài)砌塊施工方便，可以反復(fù)利用。生態(tài)砌塊只會(huì)占用很小的空間，可以在設(shè)計(jì)中將生態(tài)砌塊設(shè)計(jì)成多層擋墻。生態(tài)砌塊在設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢還體現(xiàn)為形式多樣、造型美觀，在施工和使用中具有很好的耐久性和適應(yīng)性，可以提高河水的自凈能力。生態(tài)砌塊的不足在于造價(jià)成本較高，加筋袋的施工工程量也比較大。在仿木樁結(jié)構(gòu)的護(hù)岸設(shè)計(jì)中，仿木樁本質(zhì)是鋼混結(jié)構(gòu)，只不過在表面做了仿木樁的處理，通過仿木樁處理讓鋼混結(jié)構(gòu)更具有自然氣息。仿木樁可以重復(fù)使用且施工較為簡單，在施工中不用處理地基，有非常強(qiáng)的耐久性，解決了木樁結(jié)構(gòu)耐久性較差的問題。仿木樁結(jié)構(gòu)的護(hù)岸有利于促進(jìn)水體的交換和自凈，造價(jià)較低。但仿木樁結(jié)構(gòu)也存在一定缺陷，該結(jié)構(gòu)會(huì)影響附近的環(huán)境，設(shè)計(jì)中需要注意河道的水位和流速等情況，根據(jù)河道的實(shí)際情況使用不同的設(shè)計(jì)方法[2]。

3.4 墻式護(hù)岸和壩式護(hù)岸

在生態(tài)河道堤防護(hù)岸工程的設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)使用四種護(hù)岸技術(shù)。在墻式護(hù)岸應(yīng)用中，通常會(huì)在岸堤處設(shè)置陡坡，這種陡坡因類似墻體而被稱為墻式護(hù)岸。墻式護(hù)岸經(jīng)常在海岸和城市河道的堤防護(hù)岸中使用，比較適用于河灘較少、河道狹小和易受沖擊的情況。墻式護(hù)岸包括三種類型：第一種是重力式擋墻，第二種是扶壁式擋墻，第三種是懸臂式擋墻。墻式護(hù)岸可以縮小斷面，減少工程量，但墻式護(hù)岸的施工質(zhì)量要求更高，要嚴(yán)格按照墻式護(hù)岸的設(shè)計(jì)和施工規(guī)范進(jìn)行施工，確保河道堤防護(hù)岸的抗沖擊和穩(wěn)定的性能。在壩式護(hù)岸的應(yīng)用中，壩式護(hù)岸可以把多出來的河水同岸堤隔絕開，減弱河水的沖擊力度和侵蝕程度，有利于防止洪澇災(zāi)害的發(fā)生。壩式護(hù)岸經(jīng)常用在河流密集的區(qū)域，有四個(gè)主要的種類，分別是潛壩、順壩、丁壩和丁順壩這四種壩式類型。在四種壩式護(hù)岸中，丁壩護(hù)岸具有最好的性能，可以避免河岸被反復(fù)沖擊，比較適合在寬闊的河道中使用[3]。

3.5 坡式護(hù)岸和植物護(hù)坡

坡式護(hù)岸可以把抗沖擊的材料全部覆蓋到護(hù)岸上的特定區(qū)域里，一般會(huì)從坡腳處開始覆蓋，在護(hù)岸技術(shù)中非常常見。坡式護(hù)岸的護(hù)腳是河道堤防護(hù)岸的關(guān)鍵，護(hù)腳的穩(wěn)定能夠提高護(hù)岸的施工質(zhì)量，不會(huì)對河道和護(hù)岸帶來任何危害，具有很好的生態(tài)性。坡式護(hù)岸應(yīng)注重材料的質(zhì)量，只有保證材料的質(zhì)量才能使護(hù)岸具有更強(qiáng)的抗沖擊性，更好地適應(yīng)河道的變形。植物護(hù)坡需要按照不同河道的氣候環(huán)境和地質(zhì)條件選擇恰當(dāng)?shù)闹参锲贩N，常用的固土植物有沙棘林和黑麥草等，這些植物都具有非常強(qiáng)的抗寒抗旱抗病蟲害的能力。而且固土植物有著發(fā)達(dá)的植物根系，根系的生長可以有效避免水土流失，具有極強(qiáng)的生態(tài)性和景觀性。植物護(hù)坡施工時(shí)間較短、速度較快、價(jià)格較高、受外在環(huán)境影響較小。

圖1 復(fù)合式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

4 工程中堤防護(hù)岸的設(shè)計(jì)方案

4.1 總體規(guī)劃方案

根據(jù)生態(tài)資源的綜合評(píng)價(jià)、生態(tài)安全框架，對河道進(jìn)行生態(tài)分級(jí)分制，結(jié)合河道特點(diǎn)主要?jiǎng)澐譃樘飯@休閑游賞段、入?？谒磧艋巍⒋迩f污染控制段。其中田園休閑游賞段范圍為三潭溪交匯口至峻岸排洪溝交匯口段，河道總長度1.86 km；入海口水源凈化段范圍為峻岸排洪溝交匯口至珩海村入?？诙?，河道長度為1.50 km；村莊污染控制段范圍為三潭溪、三關(guān)溪、峻岸排洪溝，河道總長2.99 km；河道總長6.35 km。

4.2 岸線布置和堤型選擇

圖2 入海口水源精華段平面圖

4.2.1 岸線布置原則

根據(jù)河流的水文、地形、地質(zhì)條件及現(xiàn)有河岸的穩(wěn)定情況，盡量按原有河道岸線位置布置，保留現(xiàn)狀的河道寬度，達(dá)到既能滿足行洪要求，符合河床演變規(guī)律，又節(jié)省工程投資的要求。岸線應(yīng)順從河岸，力求平順，使堤岸走向盡量符合洪水主流向，保留適當(dāng)寬度的灘地，又能兼顧中、枯水的流向，以減少?zèng)_刷和淤積。岸線盡量選擇地勢較高、地質(zhì)條件較好、較穩(wěn)定的岸灘上，盡可能利用有利地形和現(xiàn)有堤防，做到路堤結(jié)合，并盡量避免拆遷及征地，使岸線與臨河建筑保持適當(dāng)間隔，達(dá)到單行車道寬度，以便管理維護(hù)和抗洪搶險(xiǎn)。圖2為入?？谒磧艋纹矫鎴D。

4.2.2 堤型選擇

4.3 堤防護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖3 濕地公園效果圖

5 結(jié)語

生態(tài)河道堤防護(hù)岸的設(shè)計(jì)涉及到各個(gè)方面的內(nèi)容，需要加強(qiáng)對先進(jìn)技術(shù)和新型生態(tài)材料的研究。河道護(hù)岸設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)充分考慮磚砌石、混凝土、預(yù)制混凝土、生態(tài)格賓石籠、生態(tài)土工織物袋、生態(tài)砌塊和仿木樁等結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件，根據(jù)河道護(hù)岸的實(shí)際情況合理選擇墻式、壩式、坡式護(hù)岸和植物護(hù)坡等技術(shù)。