生态土工固袋在河道治理工程设计中的应用

□孙秀艳（辽宁省东港市水利工程建设质量与安全监督站）

生态土工固袋在河道治理工程设计中的应用

□孙秀艳（辽宁省东港市水利工程建设质量与安全监督站）

河道岸坡的整治工程具有多方面的作用，一是保护堤防与岸线的安全，二是控制河势变化，加强河道纵深冲刷以扩大泄洪能力，同时也增添河道两岸的自然景观。生态土工固袋可适用于大多数岸线，河道、水库的边坡治理工程，应用方法十分灵活，既可靠又美观，实现了工程措施和植物措施相结合，在河道的边坡治理中起到了很好的效果。

河道治理；岸坡；生态土工固袋

1 前言

河道岸坡的整治工程具有多方面作用，一是保护堤防与岸线的安全，二是控制河势变化，加强河道纵深冲刷以扩大泄洪能力，同时也增添河道两岸的自然景观。长期以来，人们比较注重河道本身的功能，如行洪、排涝等。因此很多河道断面形式单一，走向笔直，大多采用浆砌或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡、土工模袋混凝土护坡等。河道的生态治理日益紧迫，在保证防洪安全的同时,充分考虑生态效果,把河堤改造成水系统、土壤系统以及生物系统三者相互涵养的近自然状态，已成必然。生态土工固袋护坡就是一种非常好的生态护坡。

2 工程概况

2.1 自然概况

地疃河位于辽宁省东港市十字街镇宏天村、盛山村、赤榆村，北起十字街镇北部的通天沟，延伸到前阳镇的石佛沟，最后流入黄海，河流长度为15.12 km。地疃河所在区域属北温带湿润地区季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，无霜期短，四季分明，多年平均降雨量为967 mm，多年平均气温8.50℃，最大冻土深度1.02 m。

2.2 气象与水文

地疃河所在区域属北温带湿润地区季风气候，多年平均降雨量为967 mm，年最大降水量1 320.70 mm，降水年内分配极不均匀，主要集中在七八月份。流域多年平均气温8.50℃，多年平均最低气温在-15℃,多年平均无霜期167-198 d，多年平均日照数2 483.50 h左右。最大冻土深度1.02 m，多年平均最大风速14.80 m/s。10a一遇洪峰流量Q=93.49 m3/s，20a一遇洪峰流量Q=118.06 m3/s

2.3 地质

本工程场地为岸坡地形，河道有一定弯曲，由西北流向东南，两岸以侧切为主。河谷主要由河床、漫滩和一级阶地组成，其中一级阶地较发育，地势向外延展逐渐抬高。主河床宽度约为5～20 m，高程为35.92～41.96 m；河漫滩宽度约为2～10 m，高程为36.22～43.60 m；阶地高程为37.80～44.30 m。

3 护坡结构设计

根据实地测量资料及现场考察，根据岸坡地形及地质状况，本工程采用坡式护岸。根据目前常用的护砌材料结合本工程的具体情况，坡式护岸拟选用干砌石护坡（方案一）、生态土工固袋（方案二）、蜂巢约束系统（方案三）三种方案进行方案比较。

各方案护坡形式的适用范围及特点：

方案一：迎水坡坡比为1：2，护砌型式采用300 mm干砌石，下设200 mm卵石垫层，400 g/m2土工布，采用干砌石护脚，岸顶采用500 mm宽干砌石压顶。优点：此结构在本市以前应用较多，护坡表面比较平整美观，造价很低。缺点：整体性较差，由于地基变形容易使个别块石脱落离位，遇风浪作用后迅速发展成大面积破坏，维修管理困难而且费用高。

方案二：先将土方平整后，固定好镀锌网片，将生态土工固袋置于镀锌网箱内，然后填充、压实土料，填满后将顶部土石料整理平整，再以黏扣带黏合，再结扎边框线与石笼网封盖。由于袋内填装的是土壤，可以为植物提供良好的生长环境，在可视面也可设置植物纤维毯，提高植物覆盖速度，生态效果良好。

结构型式：护坡由1 100 mm×1 400 mm×500 mm生态土工固袋置于镀锌网箱内然后填充、压实土料。护脚采用固滨笼护脚，埋深1 m。优点：结构面通过植被的发达根系与坡体组合成一个同质整体，使人工边坡和原自然边坡之间不会产生分离、坍塌等现象。并且随着时间的延续，日趋强壮的植被根系使边坡结构的稳定性及牢固性更强。施工简单，现场取料，土装入固袋，整体性好，利于岸坡稳定，并且此结构生态效果很好。缺点：新兴工艺，引入时间较短，但国内已有使用先例。

方案三：蜂巢约束系统护坡，根据水利条件和要求进行设计，采用蜂巢格室平铺（或叠砌）式进行施工，采用悬挂锚固结构，替代传统护坡的坡脚支撑结构，解决坡脚基础淘空造成的防护层失稳问题。优点：此结构生态效果好，施工材料不分解不降解，施工过程对水体无污染，可以带水作业，该护坡形式具有工期短、以机械为主施工便捷、生态效益明显等优势。缺点：新兴工艺，引入时间较短,在本市未有已建成的范例。巢室适用于中等坡度和流速，当流速较大时，会对格室内土壤产生冲刷。如护坡局部损坏，维修较困难。

本次设计各方案标准断面每延米工程造价，详见表1。

表1 3种方案标准断面每延米工程量造价比较表

综上比较，干砌石虽然造价较低，但有整体稳定性较差、抗冻能力差、生态效果一般等缺点，本次设计不采用。对另外二个方案进行比较：从生态角度看，生态土工固袋和蜂巢约束系统生态效果都较好；从投资上看，生态土工固袋比蜂巢约束系统价格较高；从抗冲刷看，蜂巢约束系统抗冲刷能力教差，生态土工固袋抗冲刷能力较强。结合本工程实际情况，为在保障河岸长期稳定，保持河道生态，美化周围环境，本工程新建护岸推荐采用方案为生态土工固袋护坡。

4 生态土工固袋护坡的施工过程

①按照设计要求，平整土方→②将重力模袋装入镀锌网箱中，将重力模袋四个上角用铅丝固定在镀锌网箱上→③按照设计要求位置，连续架设镀锌网箱→④在网箱外侧绑扎木板，防止填充时外鼓，填充结束后，将木板挪移至下一个工作面→⑤机械填装土石，填料的含水量不宜过大，应避免含有腐质杂质，每次填方不超过0.50 m3→⑥土石填充高度应略高于镀锌网箱高度，保证沉降后仍符合设计要求,机械夯实，人工配合→⑦重力模袋封盖前，应确认袋内土石料已经填满，将顶部土石料整理平整，再以黏扣带黏合，再结扎边框线与铅丝网封盖。

5 结语

水利设计与工程是非常悠久的行业，人类通过协调水与土的关系，解决生产生活对水的需求。随着国家对生态水利的重视，岸线与边坡的设计成为解决水与土之间的重点。现代水利对边坡的要求：安全、生态水利。更稳定的结构形式，更加自然化的效果，更快速方便的施工，可接受的工程造价。生态土工固袋可适用于大多数岸线，河道、水库的边坡治理工程，应用方法灵活，既可靠又美观，实现了工程措施和植物措施相结合，在河道的边坡治理中起到了很好效果。

编辑：韦诗佳

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2016-12-13