青島生態(tài)混凝土在河道治理工程中的應用案例分析

時間：2019-10-31作者：青島固特麗地坪工程有限公司瀏覽：158

隨著城市化建設進程的加快，人們越來越關注改善人們的居住環(huán)境。傳統(tǒng)水利正向生態(tài)水利、人文水利轉(zhuǎn)變，河道整治工程已經(jīng)由單純的水安全治理向水資源和水環(huán)境生態(tài)發(fā)展。在河道治理工程建設中，應做到與生態(tài)環(huán)境建設和景觀建設相結(jié)合，構建生態(tài)河道建設的基本框架。 

堤岸作為水域生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是水域生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡區(qū)，在防洪、生態(tài)環(huán)境保護、水土保持及調(diào)節(jié)氣候等方面具有重要的功能，其自身也應成為一立生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)堤岸的性能設計強調(diào)兩個方面，一是結(jié)構性能，對生態(tài)護岸的基本設計要求，與傳統(tǒng)護岸相當?shù)牧W和防漏等到性能要求。二是生態(tài)和景觀功能，此為生態(tài)護岸的主要附加功能，強調(diào)其生態(tài)環(huán)境保護和景觀協(xié)調(diào)性能。

生態(tài)護岸是指在防止河岸坍方之外,還具備使河水與土壤相互滲透,增強河道自凈能力,有一定自然景觀效果的河道護坡形式，是利用植物或者植物與土木工程相結(jié)合，對河道坡面進行防護的一種新型護岸形式。生態(tài)護岸集防洪效應、生態(tài)效應、景觀效應和自凈效應于一體，指引著護岸技術的發(fā)展方向。 

 

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下面以“石馬河清溪段河道整治工程的生態(tài)護岸設計 ”為案例進行分析

1、工程概況及目的 

石馬河是東江的一級支流，發(fā)源于深圳寶安大腦殼山，流經(jīng)深圳觀瀾鎮(zhèn)、東莞市鳳崗、塘廈、樟木頭、清溪、謝崗、常平、橋頭八鎮(zhèn)，沿途匯入主要支流有雁田水、契爺石水、清溪水、官倉水等支流，至橋頭鎮(zhèn)新開河口入東江，河流全長73.5 km，河寬平均80 m，河床平均坡降為0.61×10-3，流速急湍，總落差70 m，集雨面積1249 km2。河道現(xiàn)狀基本上無堤防，防洪能力較低，遇有稍大洪水，即受洪澇災害。隨著東莞市經(jīng)濟的發(fā)展，洪水災害發(fā)生年份越來越頻繁，洪澇損失越來越大。流域洪澇災害的發(fā)生，河道占灘、部分河床淤積及橋梁阻水嚴重。 

為解決石馬河沿線各鎮(zhèn)的洪澇災害，對石馬河進行河道整治。工程任務以防洪排澇為主，建立完善的防災減災體系，**防洪排澇安全；結(jié)合改善生態(tài)和水環(huán)境，創(chuàng)建優(yōu)良舒適的居住環(huán)境，提高城市品味和競爭力。 

在河道整治過程中強調(diào)既要防洪又要具有良好的景觀和生態(tài)效果。通過對各種堤壩防護技術的比較，采用預制混凝土鉸鏈排及現(xiàn)澆植生型高強生態(tài)混凝土護岸。 

主要目的：①提高防洪能力，通過鋪設預制混凝土鉸鏈排及現(xiàn)澆植生型高強生態(tài)混凝土提高堤防的防洪和抗沖刷能力，提高邊坡的穩(wěn)定性；②提高景觀和生態(tài)功能，由于預制混凝土鉸鏈排及現(xiàn)澆植生型高強生態(tài)混凝土具有透水植生功能，故可在其上種植植物來改善周邊的生態(tài)環(huán)境和景觀，達到自然生態(tài)和環(huán)境的恢復和協(xié)調(diào)。 

2、 護岸的斷面型式布置 

為了使整治后的清溪段河道成為生態(tài)、環(huán)保型河段，防洪堤斷面型式以斜坡式斷面為主，局部特殊河段采用直斜式。在多年平均洪水位以上約1.0 m處設置馬道，馬道寬2～5 m，馬道以下坡面采用現(xiàn)澆植生型高強生態(tài)混凝土護岸，設計底高程與常水位之間1.5 m采用預制混凝土鉸鏈排護岸，馬道以上坡面及背水坡均采用草皮護岸。 

（1） 生態(tài)護岸的結(jié)構設計 

①預制混凝土鉸鏈排 

預制混凝土鉸鏈排由預制混凝土塊與鉸鏈排連接件兩個部分組成（圖1）。預制混凝土塊規(guī)格：598mm×443 mm×120 mm、中間開孔、開孔率為20%；重量：每塊40 kg，每平方為4.1 塊，一個標準的塊為15.6 m2，預制混凝土塊的抗壓強度（凈面積）≥35MPa。鉸鏈排連接件材質(zhì)為鍍鋅鋼索或不銹鋼索。鋼索直徑根據(jù)矩陣面積配置低為5.5 mm。捻法為右交互式，每平方米矩陣鋼索用量不4 m，鋼索破拉力≥19 kN，公稱抗拉強度≥1 600 MPa。 


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預制混凝土鉸鏈排具有高度的適應性，抗沖刷能力強，高速水流以及其他惡劣環(huán)境下保持完整的面層，不讓下面的土體被侵蝕。具有其他柔性鋪面材料所有的優(yōu)點如空隙率高，透水性好，各立塊之間和單塊內(nèi)的空隙內(nèi)可以植草，能美化環(huán)境的同時形成自然坡面改善生態(tài)環(huán)境。施工方便，可以人工鋪設也可以采用機械施工，并可以在水下施工。陡的邊坡坡度可達1∶1，并且可以在高速水流引起的高切應力下安全地工作。 

石馬河清溪段施工水位基本均深1.5 m，此高程所對應的地質(zhì)為砂層或砂礫層，采用其他的護岸方案，須具備干作業(yè)的條件。但是圍堰的施工費用高，且難度大。針對這一特點，預制混凝土鉸鏈排很好的解決了施工水位下1.5 m的護岸設計。 

②現(xiàn)澆植生型高強生態(tài)混凝土 

現(xiàn)澆植生型高強生態(tài)混凝土護岸結(jié)構（圖2）采取混凝土框格內(nèi)填植生型高強生態(tài)混凝土結(jié)構。混凝土框格采用普通C20 混凝土現(xiàn)澆，整個框架在順水流方向上每隔18.18 m設置伸縮縫，分縫填三油兩氈20 mm?，F(xiàn)澆植生型高強生態(tài)混凝土是將單一粒度粗骨料、水泥、水及添加劑（SR系列）進行適當?shù)恼{(diào)整，然后進行攪拌、澆筑及自然保養(yǎng)之后，呈米花糖并有空隙的多空隙混凝土。多孔隙生態(tài)混凝土強度為C12，具有反濾功能,孔隙率不小于25%，滲透系數(shù)不小于1×10-1 cm/s。為保證生態(tài)混凝土綠化效果，應在生態(tài)混凝土澆筑前設置營養(yǎng)基層，澆筑生態(tài)混凝土后一段時間應充填土基營養(yǎng)層，滲入孔隙深度不小于50mm。澆筑完成后不能出現(xiàn)較大面積反堿，造成植物無法生長。

 

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現(xiàn)澆植生型高強生態(tài)混凝土高強、耐久，具有良好的透水、透氣性能，水分和空氣可以在外界與被護體之間進行自由交換和流通，實現(xiàn)保護層和堤體的長期穩(wěn)定。保護層整體反濾，防止沖刷、管涌及土沙等顆粒流失現(xiàn)象，同時為動植物及微生物提供棲息和活動空間，改善水生態(tài)環(huán)境，有效地提高水質(zhì)的自然凈化能力。 

結(jié)語 

隨著社會的發(fā)展，人們逐漸要求護岸上在具備安全性的條件下，應該具有景觀生態(tài)效果、消除人與水的隔離以及與生物共存等多種功能。傳統(tǒng)的固土護岸從而演變?yōu)橛H水、生態(tài)和優(yōu)美的生態(tài)景觀護岸。隨著新材料的不斷涌現(xiàn)和新方法的不斷發(fā)展，未來的護岸會安全優(yōu)美，親水將美妙浪漫。


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