生态护岸在山区航道设计中的应用

黄伟军，吴 山，蒋 峰

(1.广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院，广西 南宁 530029；2.北海市港务管理局，广西 北海 536000)

生态护岸在山区航道设计中的应用

黄伟军1，吴 山2，蒋 峰1

(1.广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院，广西 南宁 530029；2.北海市港务管理局，广西 北海 536000)

文章依托左江航道整治工程，探讨生态护岸在山区河流航道边坡防护设计中的应用，分析其对航道生态保护带来的积极影响。

航道；设计；生态；护岸；应用

0 引言

山区河流通常位于流域的上游，大多处于风景名胜区域，流经之处风光旖旎，景色迷人。航道工程如何与大自然融为一体、和谐共存，是工程建设、设计者需要重点关切的问题。左江航道工程位于左江花山岩画文化景观申报世界文化遗产的重点区域，其建设引起社会各界的广泛关注，必须对航道边坡开挖引起的岩土裸露面景观修复问题进行研究，提出解决方案，而生态护岸则是首选。

1 生态护岸的含义

航道生态护岸是利用植物或者植物与土木工程相结合，对河道坡面进行防护的一种新型护岸形式。生态护岸集景观效应、生态效应、防洪效应和自净效应于一体，代表着护岸技术的发展方向。

2 航道生态护岸设计

2.1 设计思路

用较小的投资力争最大限度地恢复航道各滩险开挖边坡的原生植被，使之与周围环境相协调，将航道整治施工对自然生态的影响降到最低，同时兼顾稳定边坡并取得“四季常绿、自然和谐、特色鲜明”的自然景观效果。

2.2 设计原则

航道滩险开挖边坡生态恢复设计的基本原则如下：

(1)功能性原则：充分考虑各裸露岩土边坡自身的特点，以满足其功能为宗旨。

(2)水土保持原则：选用耐贫瘠、生长强健、迅速、根系发达，能迅速绿化并覆盖的植物品种对航道整治开挖所形成的大面积裸露边坡进行植物群落的重新构建，减少水土流失。

(3)贴近自然原则：航道生态护岸实施后，基本与原有的岸坡植被浑然一体，尽量减少人工雕琢的痕迹。

(4)经济性原则：所选栽种植物容易成活和养护，护岸工程材料成本低等。

2.3 生态护岸设计方案

航道边坡开挖后，需采取相应工程措施，尽量恢复开挖边坡原状，保证边坡施工完成后与自然环境的和谐统一，并取得绿化美化的景观效果。因此，采用厚层基材喷射植被护坡方案，作为航道边坡生态护岸工程的实施方案。

厚层基材喷射植被护坡技术是采用混凝土喷射机把基材和植被种子的混合物按照设计厚度均匀喷射到需防护的工程坡面的新型绿色护坡技术，主要针对岩石边坡的植被防护而开发。

2.4 生态护岸结构设计

生态护岸结构设计包括边坡开挖、基础框架搭建、厚层基材混合物选取等内容。

2.4.1 边坡开挖

边坡开挖坡度根据具体地质情况决定，岩石质边坡一般取1∶1～1∶2，卵砾石质边坡取1∶3。石质边坡通常设计为从坡脚一坡到顶，高度>10 m的非岩石质边坡则通常在半坡设置宽度1～2 m的马道。

2.4.2 基础框架搭建

边坡开挖完成后，在坡面上设置基础框架。基础框架由锚杆和镀锌铁丝网组成。

锚杆的作用是将镀锌铁丝网固定在坡面上，采用直径为16 mm的三级钢，单根长度取1.0 m，沥青防腐。锚杆钢垫板尺寸为60 mm×60 mm×3 mm，采用30号水泥砂浆锚固，锚杆间排距为1.0 m，按梅花形布置，嵌入坡面0.92 m。

采用20号镀锌焊接铁丝网，网孔尺寸5 mm×5 mm，铁丝网安装后与坡面的距离保持为4～6 cm。

2.4.3 厚层基材混合物

由绿化基材、种植土、纤维和植被种子按一定的比例混合而成。

其中种植土采用工程所在地原有的耕植土经晒干、粉碎，过8 mm筛，含砂量≤5%，湿度控制在30%以下。疏松，干容重≤1.3 g/cm3，pH值应为6.5～7.5；纤维采用工程所在地的树枝，粉碎成每段长10～15 mm。

基材混合物厚度设计为8 cm，其中含种子厚度2 cm。

厚基材混合物各组分用量：绿化基材0.024 m3/m2，纤维0.048 m3/m2，种植土0.048 m3/m2。

3 施工方法、工艺

3.1 施工准备

施工之前首先对工程所在地的各种条件进行充分调查和研究，特别是耕植土取土场的选定和当地常见草本类植物的类型。其次是做好混凝土喷射机等主要施工机具的调配。

3.2 施工工艺

航道生态护岸施工一般包括以下八个方面的内容，按施工工序分别为：

(1)边坡开挖及清理、平整坡面；

(2)钻孔；

(3)安装锚杆、灌浆锚固；

(4)铺设、固定铁丝网；

(5)拌和基材混合物；

(6)上料；

(7)喷射基材混合物；

(8)前期养护。

生态护岸工程施工工艺见图1。

图1 航道生态护岸施工工序图

4 工程案例

2013年11月开工建设的左江崇左至南宁(宋村三江口)Ⅲ航道工程，位于左江花山岩画文化景观申报世界文化遗产的重点区域，为了最大限度地实现生态和景观保护，对多个滩段的护岸工程采用了生态护岸设计。

4.1 工程概况

左江航道设计起点位于南宁左、右江汇合处的宋村三江口，终点为崇左新环作业区，航道里程长约206 km，按Ⅲ级双线航道标准建设，设计代表船型为1 000吨级货船及一顶2×1 000吨级船队，通航保证率为98%，设计航道尺度为3.0×60×480 m(水深×宽度×弯曲半径)，近期特殊困难河段最小弯曲半径按≥200 m控制，建设内容包括疏浚工程、炸礁工程、陆上土石方开挖工程、护岸工程、航标工程、配套工程、交叉工程等工程。航道地理位置如图2所示。

图2 左江航道工程地理位置图

4.2 航道护岸工程

为了增加航道弯曲半径，调顺航道平面布置，航道整治工程涉及山秀水电站库区崇左江州区公益码头至驮卢镇的驮目细山、中古湾、神仙桥和引示滩等多处滩险的裁弯切滩，其中驮目细山滩为高边坡开挖。各滩开挖后边坡区域裸露，需要实施航道护岸工程。根据本工程河段地质勘察报告及开挖后的地层揭示实际情况，除引示滩局部区域边坡为卵砾石质边坡外，其余均为中风化灰岩质边坡。卵砾石质坡度开挖坡度取1∶3，中风化灰岩质边坡开挖坡度除驮目细山取1∶2之外，其余各滩险均为1∶1。为了达到保护景观和生态环境的目的，摒弃航道工程设计中常规的以浆砌石、模袋混凝土或混凝土预制块为主的护岸结构，选择生态护岸。

根据河段航道水文特点，航道水位常年位于左江山秀水电站库区正常蓄水位86.5 m之上，年均低于该水位的时间很短，低于该水位部分边坡常年浸泡于水中，植物无法生长。因此，生态护坡范围取左江山秀水电站库区正常蓄水位86.5 m至开挖边坡坡顶。

为了方便施工，引示滩卵砾石质边坡与各滩险中风化灰岩质边坡均采用厚层基材喷射植被护坡，典型断面结构如图3所示。

图3 左江航道生态护岸典型断面结构图

左江航道生态护岸工程的实施，使驮目细山、中古湾、神仙桥和引示滩等多处滩险开挖后裸露的坡面得到了妥善修复，既防止了水流对边坡的掏刷，又使护岸工程与原有的岸坡植被浑然一体，用较小的投资最大限度地恢复航道各滩险开挖边坡的原生植被，使之与周围环境相协调，把航道工程施工对自然生态的影响降到最低，最大程度地保护了左江花山岩画文化景观，取得良好效果。

5 结语

左江航道护岸工程的实施，是广西内河航道岩石及卵砾石质边坡首次采用生态护岸，改变了以往以浆砌石或混凝土结构为主的护岸型式，取得了航道工程与自然环境协调融合的良好效果，有效地保护了左江花山岩画风景名胜区，有效地保护了航道生态环境，为左江花山岩画成功申报世界文化遗产奠定了良好基础，为山区河流岩石及卵砾石质航道护岸方案的选取拓展了思路。

上述岩石及卵砾石质边坡航道生态护岸方案，具有投资省、施工方便的特点，可广泛推广应用于山区河流航道设计中，尤其是处于风景名胜区、环境及生态保护、景观要求高的涉水工程项目，具有广阔的应用前景。

[1]JTJ 312-2003，航道整治工程技术规范[S].

[2]JTJ 300-2000，港口及航道护岸工程设计与施工规范[S].

[3]左江崇左至南宁(宋村三江口)Ⅲ级航道工程施工图设计[Z].2013.

Application of Ecological Revetment in Waterway Designs in Mountain Area

HUANG Wei-jun1，WU Shan2，JIANG Feng1

(1.Guangxi Communications Planning Surveying and Designing Institute，Nanning，Guangxi，530029；2.Beihai Port Authority，Beihai，Guangxi，536000)

Relying on Zuojiang waterway regulation project，this article discussed the application of ecological revetment in river waterway slope protection design in mountain area，and analyzed its positive impact on waterway ecology protection.

Waterway；Design；Ecology；Revetment；Application

U612.3

A

10.13282/j.cnki.wccst.2015.04.031

1673-4874(2015)04-0110-03

2015-03-02

黄伟军，高级工程师，主要从事水运工程设计工作。