生态鱼槽砌块在田心河河道整治工程中的应用

廖 威，肖晓光

(广东珠荣工程设计有限公司，广东 广州 510610)

1 概述

上栗县城乡河道综合整治工程位于江西省萍乡市上栗县，包含田心河、金山河、栗水河、萍水河等10条治理河道。田心河系萍水河上游一级支流，位于萍乡市上栗县东南部。发源于江西省宜春市袁州区水江乡干丘村，自北向南流经水江乡的快荣村、畔龙村后，流入上栗县田心村、民主村，然后转折向东流向上埠村，在上埠村枧田附近汇入萍水河。流域面积为 47.8 km2，主河道长为15.4 km，平均坡降为12.1‰[1]。田心河整治河长为3.12 km，新建沿河两岸护岸为4.29 km，以及沿河岸顶道路和穿堤建筑物，洪水标准按防冲不防淹的原则进行设计。通过对河道采取护岸工程、清淤疏浚等措施，以实现“防灾减灾、河畅岸固、自然生态、安全经济、长效管护”为目标，重点解决河道行洪通畅，提高流域综合防灾减灾能力，以保障人民生命财产防洪安全，支持地方经济社会可持续发展[2-3]。下面对生态鱼槽砌块在田心河整治中的应用情况进行介绍。

2 护岸材料比较

护岸按其结构特点可分为硬质材料护岸和生态护岸[1]。

硬质护岸材料常见的有混凝土、钢筋混凝土、埋石混凝土、浆砌石等，主要适用于村庄、镇区等征地困难或者迎流顶冲的河段。

生态护坡的形式根据材料划分为3大类：自然形生态护坡、半自然形生态护坡及人工形生态护坡。自然形生态护坡主要有植被护坡、塑筋水保抗冲椰垫、干砌石护坡等；植物护坡分为人工种草护坡、草皮护坡和液压喷播植草护坡；半自然形生态护坡主要包括土工材料护坡、格宾石笼或格宾网垫护坡、生态平铺块、网箱生态砌块等。人工型生态护坡主要包括生态混凝土及空心六角块护坡等[4]。

坡式护岸包括护脚部分和护坡部分[5]，本工程护脚材料主要通过混凝土、生态鱼槽砌块、浆砌石、格宾石笼、干砌石、抛石等几种材料进行比选确定[6- 7](见表1所示)。

根据各种护岸材料的优缺点，护脚拟采用C20砼挡墙护脚、生态鱼槽砌块护脚、M7.5浆砌石挡墙护脚3种方案进行比选。从表1可知，M7.5浆砌石挡墙投资最少，生态鱼槽砌块护脚投资最多，C20砼挡墙挡墙居中。根据建设单位反馈，浆砌石挡墙在工程所在地质量难以保证，因此，不推荐采用；C20砼灌砌石挡墙投资仅次于浆砌石，因此，推荐采用C20砼灌砌石挡墙；生态鱼槽砌块护脚投资最高，但生态鱼槽砌块护脚较生态，结合当地需求，田心河河道整治推荐采用生态鱼槽砌块护脚。

表1 护脚材料比较

3 生态型鱼槽砌块特点

生态形鱼巢砖属于刚性护岸的一种，其外形似一个长方体，内部有方正规则的空腔，分层布置于河道护岸之中与河道相通，砖体的空腔即在河道中构筑起鱼巢，为鱼类及水生生物栖息、繁殖提供生存空间。同时，由于水流带起的泥沙等遇到墙体减速后，在重力的作用下会沉积在鱼巢砖的空腔内部，沉积下的冲积物能够给一些水生植物的生长提供营养来源，形成一个水生植物、水生动物等各种水生生物共存的空间。在河流行洪季节，生态形鱼巢砖能有效地抵御外界流速的变化对鱼类等水生生物造成的危害，可提供一个安全的避难场所。与自然植被护岸、传统硬质护岸相比鱼槽砌块具有如下特点：

1)设计断面所耗费主要的石材和水泥较传统的浆砌石节省约70%，减轻对环境影响，特别是目前很多地区正在推进生态文明建设，正在逐步关闭石场，石材供应压力大。

2)既可解决河道防冲固岸，又解决了传统的砼固岸或浆砌石固岸寸草不生的问题，属于生态形硬护坡，治理后河流水生态环境有较好提升，后期管理方便。

3)结构形式美观，建成后将成为一道亮丽的水利风景，为群众提供休闲、散步、旅游的新去处。

4)生态鱼槽砌块开口空间前的入口缩窄，可改变水流紊流，消除部分水波，减少水流的冲击影响，降低了护岸运营期的维修率[8]。

5)断面结构施工所需场地较小，不会因堆放大量砂砾石对周边环境造成破坏影响，场地清理工程量小，对施工现场周边环境影响小；施工时开挖断面小，占地少，对施工条件要求低，工程完成后无需人工养护。

6)断面采取集中预制方式，采用机械制造便于控制砌块质量，安装过程采用自嵌式连接，整体质量易于控制。

7)为便于施工中的搬运与安装，砌块两侧设置了凹槽。结构主要依靠砌块自身重量和上下砌块自锁(利用纤维插销连接)的共同作用保证墙体稳定，单块的预制结构使得护岸施工方便快捷，节省大量施工时间。

8)断面施工受天气影响较小，雨天也可施工，且适应于流水施工，可有效地缩短工期，便于控制施工进度。

砌块尺寸为500 mm×550 mm×200 mm(长×宽×高)，砼强度等级为C20，单块重量为80 kg。砌块临水侧的插孔分别连接上下砌块，插孔采用高分子玻璃纤维插销棒，直径为12.5 mm，长度为400 mm，抗拉强度为750 MPa，抗剪力强度为44 MPa，临水侧顶端设置限位台阶，起到加强砌块整体稳定的作用。施工时交错垒放，左右互锁，既可以增加稳定性，又提升了河道整体视觉效果。砌块结构如图1～2所示。

4 鱼槽砌块护岸设计

田心河河道整治工程沿河两岸护脚采用生态鱼槽砌块，护脚高为1.4 m，埋深为0.8 m，生态鱼槽砌块尺寸为550 mm×500 mm×200 mm，共4层砌块。生态鱼槽砌块下依次设C20混凝土底板及级配碎石垫层，C20砼底板厚为0.5 m，宽为0.7 m，级配碎石垫层厚为 0.1 m，鱼槽砌块顶部设C20混凝土压顶厚为0.1 m，生态鱼槽砌块后设反滤层，从内至外依次为350 g/m2土工布一层、中粗砂反滤层厚0.1 m及碎层反滤层厚0.1 m，砌筑完成后利用开挖合格料回填，需分层回填压实。砂性土相对密度不小于0.6，粘性土压实度不小于0.91。砌块完工整体稳定性好，抗形变能力强，抗冲刷能力强。砌块与周边环境相协调，景观效果良好，满足自然生态需求。经计算内部稳定和整体均满足设计要求。护岸典型断面如图3所示。

图1 鱼槽砌块整体示意(单位：mm)

图2 插销棒连接示意(单位：mm)

图3 鱼槽砌块挡墙断面示意(单位：mm)

5 鱼槽砌块护岸施工

生态鱼槽砌块为预制产品，可在市场采购。砌块结构上属于自嵌式重力挡土墙。

1)基础处理。施工时先打好底端混凝土基础，对基础基座的上部铺平10～30 mm左右的灰浆找平后，将生态鱼槽砌块的下端部分贴于其砼基座上完成第一层砌筑，砼基座每隔10 m设置一道分缝，缝宽20 mm，采用闭气泡沫板填缝。

2)砌块吊装与连接。由于砌块体积较大，单块重量为80 kg，需要进行吊装运输。第一层砌块施工完成后，再铺设上一层砌块，须按设计坡度角度，孔与孔之间对应垒砌，按设计角度插锚固棒(材质为玻璃纤维)，再用上层孔对位下层的锚固棒。安装时生态砖交错垒放，左右互锁，依次安装到设计高程。

3)墙背回填。挡墙背面回填级配碎石及砂性土，并夯实(压实度按照设计要求进行)。此工作需要在完成一层的砌块拼接后同步进行。土工布亦同步铺设且应预留一定的长度，方便后期施工[9]。

4)现浇混凝土压顶。待砌块铺设及回填土夯实完毕，浇筑100 mm厚C20砼压顶。

5)种植适合当地景观要求的水生植物。图4～5为田心河鱼槽砌块护岸施工与完工实景示意。

图4 田心河护岸施工实景示意

图5 田心河护岸完工实景示意

6 建议

1)砌块结构属于自嵌式重力挡土墙。在护岸高度较小时，可利用自重满足整体稳定和内部稳定要求。当护岸高度较高，则需要根据实际情况考虑在墙后增设土工格栅改善砌块受力，增加砌块的稳定性，铺设长度由实际计算确定[10]。

2)目前，市场生态鱼槽砌块单价较传统护岸偏高，国内河道整治护岸工程对鱼槽砌块的应用较少，在实际工程中，可结合当地生态需求，在河道中推荐采用生态鱼槽砌块护岸。

7 结语

鱼槽砌块生态效果显著，采用阶梯式护岸，并配合种植水生植物，可以使河水与土壤相互渗透，增强河道水体自我净化能力，弱化工程结构对河流生态系统的冲击[10]。在完工后可以取得较好的生态植物效应，3个月内可以形成完善的植物效果，整体提升了河道的生态性，满足了景观的观赏性[11]。完工后抵御了汛期洪水，墙身未见明显倒塌或缺陷，满足防冲功能。生态鱼槽砌块具有生态性和抗冲稳定性[12]，符合生态河道治理设计理念，具有良好发展前景，值得类似工程借鉴[13]。