生态景观挡墙在河道整治工程中的设计应用

刘斯荣　周旭

摘 要：在河道整治工程的施工中，生态景观挡墙的合理应用，使河道外观的欣赏价值得到很大的提高。同时，也在很大程度上提高了河道适应变形的能力，大大降低了施工成本，使河道的生态环境得到有效的保护。该文就生态景观挡墙与传统挡墙进行对比，对生态景观挡墙的设计应用进行分析，提出生态景观挡墙在河道整治工程中的实践应用，以便有效地减少河道整治工程的投资成本，促进我国河道整治工程的可持续发展，以及整治施工技术水平的不断提高。

关键词：生态景观挡墙 河道整治工程 设计 应用

中图分类号：TV85 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（a）-0047-02

在河道整治工程中，生态景观挡墙的审美理念介入一改过去传统的砌石、混凝土的施工形式，使河道挡墙不但具有实用性，而且还具有艺术性和可持续发展性。我国传统的河道堤坝其挡土用料的体积大，不具备科学性，因此，对地基承载力的要求过高，使得挡墙显得呆板笨蠢而没有生气，甚至破坏了自然生态环境。生态景观挡墙为河道整治带来了质的变化，是河道整治的新飞跃。在实践过程中，生态景观挡墙在河道整治工程中的设计应用，有效的解决了传统挡墙带来诸多弊病，如自身体积庞大、外观效果不好等问题，使河道整治工程的施工安全性得到有效提高，对于保护河道整治工程周边的生态环境发挥着重要作用。

1 生态景观挡墙与传统挡墙的对比

一般情况下，挡墙必须满足较好的排水功能，同时对河道周围的土壤进行有效的保护，在构成不同的形态结构的同时，还要保证实践应用过程中的安全性能和可靠性能，因此，挡墙的施工技术要求较高。在一般的水利工程施工中，传统的重力式挡土墙使用的范围最广，是由混凝土结构或者砌石堆砌而成。在实际施工过程中，重力式挡土墙在满足安全施工和保证可靠性的条件下，很难按照绿化和水生物等所应有的相关要求进行施工，从而对河湖的生态环境造成了一定的影响。一般情况下，现浇混凝土挡墙、浆砌块石挡墙和预制混凝土板挡墙，会使水和岸完全隔离，并且，挡墙使用混凝土砌块和干砌的主要缺点是块石之间的缝隙都非常小，一些河堤水生物难以生存，也不利于植物的生长。而网兜石块档墙的外露部分在强烈的阳光照射下以及河水的冲刷下非常容易损坏，即使采用金属的网兜材料也很容易使人受伤，并出现生锈的问题，严重影响网兜石块墙的使用寿命。在使用木桩和竹篱作为挡墙材料时，结合编织袋装土一起作为挡墙，一般来说在临时施工河段可以使用，但是，由于其耐用性不强，从而无法在高级工程的施工中使用。再一方面，因为重力式砌石土墙的体积十分庞大，所以，一般情况下河边地基承载力很难达到它的要求，河道在沉降时会产生较大变形。因此，在采用较大的挡土墙时，必须对河道的地基进行加强处理，以保证地基的稳定性，确保河道施工过程的安全性。随着环保和节能政策的不断推广，采用开山取石的方式来进行河道整治中挡土墙的施工，已经不能很好地适应社会发展，并且，材料来源变得非常困难，大大增强河道整治工程的施工成本。

现代化建设中，混凝土块为材料的新型挡土墙得到了不断推广，即生态景观挡墙，与传统的现浇混凝土挡墙、浆砌块石挡墙和预制混凝土板挡墙相比，生态景观挡墙具有以下几个方面的特点。（1）挡土结构的整体重量较轻。采用在预制混凝土块中预留孔洞的方式，生态景观挡墙的重量可以保持在18～20kN/m3之间，与现浇混凝土和石块相比，重量轻很多，和土质的整体重量相差不多；（2）砌块与砌块之间在相互咬合之中是通过榫接或者是台阶的形式构建的。由于，砌块与砌块之间存在着一定的相互自然锁定性，这样，接触面的剪切强度自然加强，所以，大大提高了河道的承担压力；（3）砌块与墙后填土形成了一个整体结构。在墙后填土中采用分层铺设的技术，能够土有效的使砌块和墙后填土形成一个整体，这样可以使挡土的整体结构得到均匀受力，其受力情况得到一定改善；（4）生态景观挡墙的施工工艺比较简单，可以有效提高施工速率和施工效率，不受天气和温度的限制，从而缩短施工工期；（5）通过在砌块的表面使用涂料、绘画等，可以使砌块的图样多种多样，使河道整治工程的整体效果更加自然。

2 生态景观挡墙的设计应用

根据国家相关规定、施工技术规范和施工设计规范等，生态景观挡墙的设计，需要以加筋材料的筋带为计算基础，才能保证生态景观挡墙的整体效果。一般生态景观挡墙的加筋材料是土工格栅，在实践过程中，土工格栅比筋带加筋具有更好的施工性能，可以大大提高土体各组成结构的力学效果。与此同时，在河道政治工程中，生态景观砌块气体的墙背剩余水压力几乎为零，具有很好的整体连锁效果，可以加速排水效率、适应一定形态变形和降低主动土压力等，从而提高生态景观挡墙的稳定性和安全性。因此，根据国家相关规范标准执行，生态景观挡墙的设计应该在对地基的承载力和挡土结构的抗剪破坏力以及抗滑稳定性的严格检测下进行，并且，在得到各方面的可靠数据以后方可施工。这样，才能延长生态景观挡墙的使用寿命。

现对某地区的河道进行整治，根据河道的具体情况来看，整治的范围全长为845m左右，整体施工分为二个阶段：第一阶段河道整治的河道轴线长度大约700m。河道的宽度设计是40m；第二阶段河道轴线长度是190m，河道宽度设计是70m左右。根据河道原来的设计方案，其施工的重力式挡墙所采用的是浆砌条块石，给河道周围的生态环境造成一定影响。现对河道进行整治，以标准河道为基础，要求底宽为35m左右、面宽为45m左右，工程静态的总投资为574万元。与此同时，根据防洪规划的相关要求，将整治河道的宽度设计为P=50%洪水位为界，设计的平台为5m宽，采用上下错层铺设的方式进行施工。另外，设计的上下层挡墙驳岸，上层是M.75浆砌条石挡墙结构，包含底板在内的墙高为1.6m左右，设计顶宽为0.5m，下层是M7.5浆砌块石挡墙结构，包含底板在内的墙高为4.5m左右，顶宽的设计为0.8m。在实践过程中，采用生态景观挡墙节约了147万元左右的投资，节约投资比为26%左右。在采用生态景观挡墙进行河道整治工程的设计应用时，需要对如下几个方面进行合理计算。

2.1 地基承载力校验

根据河道整治工程的施工情况来看，生态景观挡墙可以在一些承载力不强的地基上应用于，可以保持较好的稳定性，并大大提高河道整治工程的施工质量。一般情况下，墙面的倾斜角可以根据实际情况，在10°～18°度之间进行调整。砌块重度与填土重度要保持一致性，所以，不需要单独对墙基的承载力进行校核，只需成分考虑挡土结构与墙后填土的整体效果就可以了。根据我国地基设计的相关规范标准，挡土高度的控制范围是：H≤f/r，如果超过这个范围，则必须对挡墙的地基进行加固处理，才能保证河道的整体稳定性。

2.2 内部稳定的计算

首先，最小拉结网层数。将土压力计算出来，土工格栅规格一般选择极限抗拉强度为50kN/m，网层一共是六层，下部层数的间距与上部层数的间距分别为0.060m和0.075m。每一层网片所承受的拉力都应该加以分析，以便确保它的拉力在允许的范围之内。接着，设计分析加筋网片的拉结能力，这个过程应该在加筋土发生剪切破坏的情况下来进行，以便确保它的承受墙体上的内部土压力。最后，设计和分析其内部滑移，准确地得出在外部土层的压力作用下，墙体沿着加筋网片滑移的距离。在实践应用中，根据计算结果来确定各层土工格栅强度、长度、土工格栅型号和位置等。

2.3 外部稳定的计算

根据规范要求，整体抗滑功能是生态景观挡墙的重要前提，其安全系数应该在1.30以上，对基底抗滑的稳定性进行设计，加筋体的宽度应该确定为3.7m左右，土工格栅的长度为4米左右，抗倾覆稳定系数为4.90，完全满足相关规范要求。

2.4 局部称定的分析计算

结网与挡土砌块之间的连接强度，挡土砌块之间抗剪强度和顶部无加筋挡土砌块的抗倾覆，以保证河道整治工程施工过程的稳定性和安全性，促进河道整治工程顺利完工。

3 结语

生态景观挡墙不但具有外观的审美价值，而且，它的结构柔韧性能好，对变形具有较强的适应能力，且整体连锁性能强，可以批量生产并且施工操作方便，缩小占地面积、节约投资成本。生态景观挡墙安全可靠，其不但能够满足挡土排水的需要，还可以满足自然生态科学发展的需要。综上所述，生态景观挡墙在河道整治工程中的应用，具有很好的整体效果，大大降低施工成本，满足现代经济发展要求，对于提高河道的整体稳定性发挥着重要作用。

参考文献

[1] 潘树军，王新，张俊，等.生态防护工程在水利工程中的应用[J].水利科技与经济，2014（11）：10-11.

[2] 周中元，张黎明，贾秀华.自嵌式景观挡墙在岸坡整治工程中的应用[J].江苏水利，2013（11）：43-44.

[3] 郭延军.河道生态化整治研究[J].水电与新能源，2014（4）：75-78.

[4] 李杨杨，孙占锋，龚安国，等.河道控制区景观规划探讨[J].水土保持应用技术，2014（3）：28-30.

[5] 吴春波，于强.河道景观生态修复技术文献综述[J].农业科技与信息，2014（18）：30-33，36.

[6] 李德巍，李英华，渠元闯.生态驳岸在河道治理中优劣性比较[J].中国给水排水，2014，30（12）：41-44，48.