联锁式混凝土彩砖护坡在水利工程中的应用

周 强

(临清市排灌工程管理处，山东 临清 252600)

随着社会经济发展和人民生活水平的提高，城市河道综合治理在满足河道基本功能的同时，还要满足城市景观及环境需要，实现以人为本、人水和谐的环境目标。目前，我国很多穿越城区的中小型护砌河道在蓄水时存在不同程度的功能退化现象，最为突出的是河水自洁功能退化、水质恶化。造成这种现象的原因除沿河排污量大之外，河道护砌材料不符合生态要求也是主要因素之一。因此，选择新型护砌材料，充分体现生态环保及人文环境的和谐统一，成为河道护砌工程建设的新目标。

1 传统水利工程护砌的特点

传统护砌采用现浇混凝土、混凝土预制板或浆砌块石等作为防侵蚀护面，河道糙率较低，边坡强度较高。渠道防渗性能好，抗冲击能力强，能够较好地实现渠道基本功能，但因其具有高强度和高密闭性的特点，也存在一些缺陷和不足。

1.1 不利于周围环境的生态环保

在河道改造工程中，水土隔离的护砌是破坏生态环境的主要原因。采用砌石或混凝土等刚性材料的河堤护坡，没有渗水透气功能，完全隔断水土交流，致使河道及护岸既无植物生长又不利于水自洁的微生物与水生物生长，很大程度上破坏了大自然水生态循环系统，造成城区河道水质恶化。同时，从人性化角度出发，刚性护砌河道由于护砌面平整光滑，导致落水人无法抓攀，以至发生溺水事故，这也是河道改造工程的重大隐患。

1.2 与周围环境极不协调

在渠道护砌工程建设中，有些护砌渠道断面较大，常年水位线在半坡以下。常年水位线以上部分河坡并不需要防渗及水流防冲处理，全部采用传统型刚性护砌既不美观也不经济，并且刚性护砌色彩单调，与当今追求绿色环保的城市景观极不协调。

1.3 变形适应性差且成本高

因刚性护砌强度高、刚性大，遇到软弱地基、膨胀土、堤防塌陷、结冰隆起或动水冲击等特殊情况时，易发生局部破坏或结构失稳，刚性护砌面一旦发生局部破坏，破碎块料在水流作用下易产生位移，护砌面会发生更大面积的破坏。刚性护砌施工过程中材料用量多、人工费用大、维修费用高，施工复杂。

2 联锁式混凝土彩砖护坡

由于传统型渠道护砌存在的弊端，采用新型护砌材料已成为当务之急。联锁式混凝土彩砖护坡采用联锁式彩色护砌砖铺设，适用于中小流速情况下的敞开式沟渠护砌。彩砖护坡在水流作用下具有良好的整体性和稳定性，其渗水型柔性结构铺面能够降低流速，减小水流冲力和提高排水能力，适用于多种水流条件下的渠道护砌。一般用于河道、水渠、江湖等护岸、护坡，也可用于污水处理工程、洼地保护、流水口保护、海岸保护、桥墩保护等护砌工程。

2.1 联锁式混凝土彩砖护坡的优点

1）具有良好整体性。每块护砌砖由其周围六块护砌砖联锁在一起，相互啮合固定，一种块形即能实现整个铺面独立块体间完全联锁，无须其他配套块体。嵌在砖缝之间的土砾具有粘结功能，将护砌砖牢固地粘结成整体沉床，使护坡整体性得到加强。

2）砖孔和接缝为植物生长创造良好环境。植物根茎对铺面结构起到加固作用，倾斜铺面有利于自然植物生长，水平铺面还可用于植草或渗水铺地。

3）施工方便，较传统渠道护砌节省人力、物力。

2.2 联锁式彩色护砌砖

联锁式彩色护砌砖是一种有孔式彩色混凝土预制块，采用独特的联锁式设计。具有强度高、刚性大、表面平整、施工简易等特点，砖孔和接缝空隙可植入草本植被，不仅起到固土防冲的效果，还美化了环境，是替代原刚性护砌材质的新型护砌产品。

1）主要特点。分为单孔式、双孔式和多孔式，分别具有不同开孔率，适用于不同工程环境条件。护砌砖采用柔性连接铺设，适用于各种地形。护坡砖强度高，抗冻、抗腐蚀、抗冲击能力强，持久耐用；护砌砖开孔率高，渗水和排水能力强，能有效降低流速，减小流体冲力，开孔部分一方面起到渗水、排水作用，另一方面也起到增加植被、美化环境作用。

2）工艺参数。规格为400mm×353mm×100mm，开孔率〉20%，强度等级为C30，单块重量为20kg；拼装面积按8.6块/m²计算。

2.3 联锁式混凝土彩砖护坡施工步骤

1）采用人工或机械方式清除护砌面基层的杂草、树根、突出物，用适当材料填充空洞并振实，利用刮杠将基础面刮平。挖掘护砌面基础齿墙基坑，基坑若低于设计标高，回填适当材料并振实，铺面基础完工后铺设滤水土工布并砌筑坡脚基础齿墙。

2）沿基础齿墙联锁铺设两行联锁式护砌砖，然后从左（或右）下角联锁铺设其他护砌砖。为形成转角或直边，可用无齿锯切割护砌砖以得到相应规格和角度。铺设完成后浇筑护坡顶混凝土压沿平台，并采用干砂、碎石填充护砌砖砖孔和接缝。

3 工程应用情况

3.1 工程概况

聊城市位山灌区引黄三干渠衬砌工程位于临清市后八里桥至郭庄闸，衬砌长度为2km。渠道断面形式为复式断面，边坡1︰2，底坡坡长8m采用防渗土工膜加混凝土预制板护砌，上坡坡长3.4m采用滤水土工布及红色联锁式水工护砌砖护砌。彩砖护坡以上为人行道平台，平台沿河面设青石栏杆。

3.2 施工过程

1）原渠道为土坡渠道，将渠底土方开挖至设计标高。渠道中心开挖2m深排水沟，采用排水机械抽排渗水。然后采用施工机械将河坡开挖至距设计标高0.5m，再采用人工削坡至设计标高。

2）下坡铺设防渗土工膜，砌筑下坡基础。下坡基础为0.5m×0.5m的M10砌石齿墙，沿下坡基础齿墙开始铺设6cm厚混凝土预制板护坡，采用M10水泥砂浆灌注预制板缝。

3）上坡铺设滤水土工布，砌筑上坡基础。基础为0.5m×0.5m的M10砌石齿墙，沿上坡齿墙基础开始铺设10cm厚联锁式彩色混凝土护砌砖，砖孔和砖缝填充砾石。

3.3 运行情况

聊城市位山灌区引黄三干渠衬砌工程经过5年运行，4次承担“引黄入冀”调水任务，护坡效果良好，下坡刚性护砌满足了渠道高水位大流量输水的需求，上坡的彩砖护砌防冲刷性能良好，护坡无变形、失稳情况发生。彩砖护坡铺面植被茂盛，美化了周边环境。

4 结语

联锁式混凝土彩砖护坡较好地解决了水、土、植被之间的协调问题，使蓄水水质得到较好保证，河道建设工程达到环保化、景观化的目标。