河道生态护坡工程的方案选择

1、河道生态护坡工程的方案选择1.0 护坡型式方案选择为了充分体现生态护岸的设计理念，在满足安全稳定的基础上，护岸 结构要尽量考虑有利于河道水生动、植物的生长。利用植物将污染物进行 体内新陈代谢而分解掉或将吸收的物质存储在体内，从而起到对水体的净 化作用。生态护岸是指恢复后的自然护岸或具有自然护岸“可渗透性”的 人工护岸，它可以充分保证护岸与河道之间的水分交换和调节功能，同时 具有一定抗洪强度。综合考虑河道地形、地质、水流、工程造价、施工条件和河道总体布 置等因素，结合近年来我院在一些河道整治工程中取得的成功经验，迎水 侧斜式护坡结构选择草皮护坡、砌石护坡、砼预制块护坡、无砂混凝土护 坡、生态混凝

2、土护坡、三维生态袋护坡等几种常见的护岸结构进行比较。 其优缺点简述如下：方案一：土工格网草皮护坡， 造价最低， 但易受人畜破坏和生物影响， 抗冲刷能力差，可用于背水坡或水流流速较小岸段。方案二：砌石护坡，包括干砌石护坡、浆砌石护坡等。砌石护坡一般 能就地取材，充分利用当地资源，由于块石表面粗糙不平，与水体之间摩 擦大，能够起到一定的消浪作用，同时砌石护坡本身能很好的经受风浪水 流冲刷，其中干砌石适应变形能力强，浆砌石较差。但不能机械化操作， 受当地材质、石料尺寸影响大，护砌厚度难以保证，且浆砌石将坡面完全 封闭，隔绝了坡面与水体间的联系，生态和景观效果较差。该方案也还存 在施工管理难度大和建设

3、周期长的问题。方案三：砼预制（联锁）块护坡，造价略高，但整体性好，强度高， 本身受风浪水流的影响小，能机械化施工，工期短；因其表面平滑，消浪 作用小，对堤坡变形适应性较差，如开孔种植草皮，需在护坡下设置反滤 层和土工步防止边坡土体的掏空，草皮覆盖率也较低。方案四：无砂混凝土植草护坡是在周边采用混凝土保护框并兼作模 具，中间填筑无砂混凝土成型，只有水泥和粗骨料与复合肥，并对普通硅 酸盐水泥混凝土孔隙内高碱性水环境进行动态改造，从而得到适合于植生 （草、灌木等植物）的粗大空隙和适宜植物生长的 PH 值范围，但其强度 低、空隙率难以控制与耐久性差。在保证25 %30 %孔隙率和大透水性的前提下，混凝

4、土强度仅为 37 Mpa，适应水流冲刷和地基不均匀沉降 的能力较弱，抗孔融次数约 30 次，难以满足水利工程对护坡的要求。方案五：现浇反滤 .植生生态混凝土护坡技术之生态混凝土结构层是采 用经过筛选的粗、细骨料（粒径与被保护的堤体材料相匹配） 、水泥和水 的混合物里添加生态混凝土专用添加剂，经充分搅拌混合后现场浇筑而 成。该技术由于生态护坡专用添加剂的特殊贡献，使反滤型生态混凝土同 时具有强度高、孔隙率合理、孔径小的性能特点，实现了耐久、透水、整 体反滤的护坡功能；植生型生态混凝土同时具有强度高、孔隙率大、孔径 合理的植生性能特点，既达到耐久、稳定的护坡目的，又能适应多种植生 方式，满足绿化覆

5、盖率达至 95% 以上的设计要求。 形成堤坝常水位以下以 反滤型生态混凝土护坡、常水位以上以植生型生态混凝土护坡的完整的生 态护坡体系。现浇反滤 .植生生态混凝土技术除了保障高强护坡作用外，还由于其生态混凝土材料自身的多孔性和良好的透气透水性，在形成坡坝整体卓越的反滤效果、消除静水压力、从而确保堤体长期稳定的同时，进一步与环境 问题相结合，协调生态环境，降低环境负荷，保存与提高环境景观，实现 植物和水中生物的生长，起到改善景观、净化水质和完善生态系统的多重功能，真正实现生态混凝土有益于生态环境、美化自然的目的。方案六：三维生态袋护坡，采用生态袋、扎口带与满足多向排水功能 与强度要求的网肋型联接

6、扣等，具有透水、透气等特性，可以自成良性的 生态植被体系，与乔、灌、藤、花、草的有机结合，使植被不易退化，大 大减少后期维护费用。但生态袋用于河道治理工程的耐久性较差，使用寿 命短。以上草皮护坡、干砌石护坡、砼预制块护坡和生态砼护坡、生态袋护 坡型式工程造价对比下表。表5-1护坡型式工程（单位平米）造价对比表护坡型式工程可比造价（兀）备注草皮护坡26干砌石护坡90.0干砌石厚0.3m，下设0.1m厚碎石垫层浆砌石护坡100.0 130.0浆砌石厚0.3m，下设0.1m厚碎石垫层砼预制块护坡80.0砼面板厚0.12m，下设0.1m碎石垫层无砂混凝土护坡130 160护坡厚度0.10m，含绿化生态

7、混凝土护坡90.0生态混凝土护坡厚0.10m，植生型上设0.08m厚覆土 （绿化费另计）；反滤型可省略或简化反滤层三维生态袋护坡200.0综上所述，方案五现浇反滤植生生态混凝土护坡造价相对草皮护坡、砼预制块护坡略高，比干浆砌石护坡、无砂混凝土护坡略低。其可以实现多孔隙、高强度、反滤、净化水质等生态功能，并可以与植物根系紧密联系，形成生态型的复合护坡。经方案比较，拟采用方案五即现浇反滤植生生态混凝土护坡。1.1护坡结构的计算a）波浪要素计算参照堤防工程设计规范（GB50286-98 ）附录C计算各堤段的波 高、波长和波浪爬高，计算式如下：0 13fdo.7(0 .001® (5.7-1

8、) 3L.(5,72)仪(5-7-4式中：云一平均波高“)，卩T 一平均波周期G)V计算风速(m/s);根据当地气象部门提供的资料.多年汛期最大风遠平均值为12m/s,取其1.5倍作为计算风速F风区长度(m) ”取各堤段水域的等效冈区长度匸心d-小域的平均水深(m)f根据各段水域断面取加权平均值；卩g重力加速度(9+81m/sz)J /I波长J卩fip累积频率为P的波腹爬高m); 2K_一斜坡的糙率及渗透性系数，根据护面类型确定W经验系数随一爬高累积频率换算系数对不允许越很的堤防，爬高累积频率 宜取2%,对允许越浪的堤防，爬高累枳频率宜取口 刨一斜坡坡率，金为斜坡披角度人卩養1护坡结构计算表p

9、序号卩F (km)PdL R(m护(mRRp*-1(m)P2D.1*J7P0.098+1.11P2.2齐0.19b）生态建护坡结构舟根据堤防工程设计规范XGB5028G-98）附录D,计算在波很作坤下玲预制块护坡的厚度，公式为：卩+JXr-r 旅式中：*建护面腹计具厚度汗几一系数，取CW75匸心-磴板的重度（kN/'m-） ； a其它符号意义同前。*经计算分析，H=052, LN5.7,坡面厚度1=0.102结合工程沿线以往的施工经验和实际运用效果，以及材料的供应情况，底护面厚度取较适宜.仪1.2护坡工程设计斜坡护坡结构采用 C25砼框格内填生态混凝土，C20砼框格尺寸为0.25m X

10、0.4m（宽X高），顺水流方向每隔2.5m设一道，垂直水流方向每隔 2.5m设一道。护坡顺水流向设C25砼压顶和镇脚，压顶尺寸为0.4m X0.6m （宽X高），镇脚尺寸为 0.6m X0.8m （宽X高）。C12植生生态混 凝土护坡厚0.12m，孔隙率不小于20%，下设0.05m厚粗砂垫层，表面 覆土厚0.07m并在其下设置一层营养基层和微润灌系统，保证护坡表面草 皮的正常生长与根系的快速扎入生态混凝土内部；C25现浇反滤混凝土护坡厚0.12m，通过根据现场土壤反滤试验确定反滤混凝土配合比和孔隙大 小，形成透水不透土的反滤功能，透水系数不小于1 X10-1cm/s生态混凝土注意事项：首先要注

11、意混凝土本身的化学性能，指混凝土的酸碱性，做防水时的外加剂的选用，如果是冬季施工的还要注意混凝土防冻剂中的材料是否有有害有毒的物质如亚硝酸钠与氨类，石子的放射性量。从混凝土原材料上做到环境的公益性。物理上要注意混凝土的表观， 与施工部位的处理，抗渗，透气，排水，降噪，光折。题外：现浇反滤植生生态混凝土护坡技术是将混凝土集料与生态护坡专用添加剂进行适当的配比和现浇施工，形成堤坝。常水位以下反滤型高强生态混凝土护坡、常水位以上植生型高强生态 混凝土护坡的完整的生态护坡体系 。该技术由于生态护坡专用添加剂的特殊贡献，使反滤型生态混凝土同 时具有强度高、孔隙率大、孔径小的性能特点，实现了耐久、透水、反滤 的护坡功能；植生型生态混凝土同时具有强度高、孔隙率大、孔径合理的植生性能 特点，既达到耐久、稳定的护坡目的，又能适应多种植生方式，满足绿化 覆盖率达至 95% 以上的设计要求。 反滤生态混凝土保护层使堤体内的水与空气等与外部自由流通， 于动态平衡状态，对其进行主动防护；反滤生态混凝土保护层整体具高效反滤作用， 无需反滤层， 最为有 效的抑制堆土流失 （管涌）； 被保护层（堤体） 与保护层形成一体化施工构建， 协调变形性能好， 故抗震能力好，结构高强稳定，抗冻融性好，耐久性好； 生态保护层具有水质净化、 自然或早期植生性能， 改善生态环境和 景观，可实现可持续性长期生态护