刘晓平
(广州市水务规划勘测设计研究院有限公司,广东 广州 510640)
碧道是以水为纽带,以江、河、湖、库和河口岸边带为载体,并统筹安全、生态、文化、景观和休闲功能为一体的复合型廊道,形成“三道一带”,即安全行洪通道,自然生态廊道,文化休闲漫道和活力滨水经济带。碧道建设关注公众多样的需求,提倡融入生态与共享的理念,强调安全、生态、景观和游憩功能的复合[1]。
在碧道“三道一带”建设中,临水山体的慢行系统贯通是建设的难点,常能遇到因水土流失导致临水山体塌方或因临水道路贯通开挖山体导致临水山体破坏,需进行山体高边坡防护的情况。而临水山体往往是碧道滨水带的制高点,可提供俯瞰全局的大视野和不同高度、角度的游憩与观赏体验,做好了往往了成为碧道的最佳观景点。
常见的传统山体高边坡防护技术功能单一,偏重结构安全功能,生态、景观效果差,综合效益低,无法满足碧道建设强调安全、生态、景观和游憩功能复合要求,同时也无法满足公众多样的需求。
本文以广州增江碧道建设中的“立体碧道”工程实践为例,探索临水山体高边坡防护与景观游憩系统结合的立体碧道做法。
增江碧道北起光辉大桥,南至初溪拦河坝,总长度约13km,这是广东万里碧道建设的试点项目,其中全线贯通且对生态环境、景观休闲功能要求很高,其中打通交通断点和贯通滨水慢行系统是一项首要工作。
位于增江碧道中段的圣皇洲附近临水山体滨水交通断点长约450m,这是增江碧道最大的交通断点,此处曾经在山脚的岸边开挖山体形成低标准的狭窄滨水步道,经过近10 年的雨水、洪水冲刷,大部分道路基础掏空造成路面破裂等情况,且由于缺少防护措施,松垮的路边山体边坡在大雨过后水土流失严重,多处出现塌方,堵住唯一的滨水通道成为交通断点。
此处山体地质类型属土山类型,山体面层有较厚的残积土层,土层以下为花岗岩全风化带;山体边坡类型属于较陡峭型边坡,现状临水山体的坡度较大,在40°~80°,部分临水位置接近垂直,因水土流失和塌方需防护的山体竖向高差超过10m,属于高边坡防护。
此处山体由于山体土质松软,局部被掏空和坍塌,加上属陡峭型破损土山高边坡,极易发生山体滑坡等地质灾害,需通过削坡开台、格梁锚固、基质喷播等技术修复受损山体,消除地质灾害隐患。另外,此处山体基部直接没入增江水面,山脚经常受洪水侵蚀,需做护岸措施加以安全防护。受破坏的临水山体如图1 所示。
在水利、市政工程建设中常用的传统高边坡防护措施主要包括挂网客土喷播防护、挂网喷射混凝土防护、挡土墙+拱护+喷播植草防护、重力式路肩高挡墙防护、锚杆或锚索框架梁防护、抗滑桩防护等高边坡防护方式[2]。
这些防护技术可有效防止坡面水土流失、山体垮塌、保证山体高边坡稳定等优点。但同时也具有以下缺点:①边坡防护功能单一,一般不具备景观游憩和旅游观光功能。②边坡防护常用的混凝土喷锚会产生地表硬化,而植草护坡则由于植物种植品种单一,与原有自然山体环境不相融合。这些缺点与碧道强调复合生态、安全和景观游憩功能的要求不相符。
从圣皇洲附近受损临水山体地质类型和边坡类型分析,适合采用锚索框架梁防护+挂网喷播植草防护技术进行改良,加上结合景观游憩需求削坡开台、生态护岸、生态修复等手段防护和修复受损山体边坡。
1.3.1 总体思路
按照碧道建设的理念,综合考虑安全、生态、景观和游憩功能的复合,解决传统高边坡防护措施功能单一,生态、景观效果差的缺点,创造性的将边坡防护的结构平台与碧道景观游憩空间有机结合,构建“三层立体碧道”;坡面复绿优选多品种组合,快速覆绿,四季常绿,最终达到“虽自人工,宛若天开”的生态修复效果;让粗大难看的结构物变成与自然环境融合、具有高亲和力的景观游憩观光亮点,提升工程的综合效益。
立体碧道系统主要由锚索格梁护坡+石笼生态护岸结构系统、景观游憩系统、边坡绿化系统组成[3],自下而上依次为增江河道、山脚生态护岸、一层结构平台(亲水道、骑行道)、雨水花园、下层锚索格梁护坡系统、二层结构平台(慢行道)、上层锚索格梁护坡系统、三层结构平台(登山道)、自然山体(山顶公园)。立体碧道系统设计如图2 所示。
图2 立体碧道系统设计
1.3.2 安全防护系统——锚索格梁护坡+石笼生态护岸结构系统
针对此处山体属陡峭型高边坡,加上山体土质松软,部分山体受雨水、洪水冲刷产生塌方,极易发生山体滑坡等地质灾害的情况,采用削坡开台、格梁锚固、基质喷播等技术修复受损山体,消除地质灾害隐患,对没入增江水面的山脚做护岸措施加以防护应对洪水的侵蚀。安全防护系统的构成自低往高的设计如下。
(1)山脚生态护岸。由生态性好的抛石基础和格宾石笼护脚组成坡脚防护主体,石笼护脚与一层结构平台间用绿化斜坡衔接。
(2)上、下层锚索格梁护坡系统。横梁和纵梁纵横交叉形成格梁,横梁和纵梁交叉位处设置锚索与山体锚固在一起,锚索格梁护坡系统分上、下层两层,两层间设机构平台,保证坡身整体稳定;纵横格梁间的山体边坡采用三维土工网喷播种子加泥浆形成绿化植被边坡防护,防止水土流失。
(3)排水系统。上、下层锚索格梁护坡系统的底部设置横向截水沟,中部每隔15~20m 设置纵向排水沟,山体边坡植被护坡中间设排水花管,以保证护坡系统的排水效果避免冲刷破坏和浸润破坏。下层锚索格梁护坡系统与一层骑行道间设雨水花园,滞缓山体雨水的流速以减轻对山脚生态护岸的冲刷。
1.3.3 景观游憩系统——三层慢行休闲观光道
巧妙利用临水山体护坡结构平台与碧道休闲观景廊道相融合,构建“三层立体碧道”立体型景观游憩系统,为公众提供多层次的游憩空间,从不同高度不同视野去体验碧道之美。
(1)一层位于岸边,设计为亲水道和骑行道,联系上下游亲水慢行系统的主通道。
(2)二层位于半山腰,设计为观赏慢行步道,局部扩大形成观景大平台,近观圣皇洲“千鸟归巢”,远眺“双塔锁江”,俯瞰增江碧道之美。
(3)三层为顶层平台,设计为登山步道,连接山体公园各个景点。
1.3.4 边坡绿化系统——山体边坡生态修复
以棕地及破损山体修复理论和恢复生态学为指导[4],优选优配绿化植被,全面修复受损的山体,前期以人为干预为主、后期以自然演替为主,使受损的生态系统恢复至自然状态,达到“虽自人工、宛若天开”的自然效果。
(1)绿化系统包括山脚护岸浅水区湿地及岸边植被绿化带,雨水花园绿化带,主体山体边坡植被护坡绿化,顶层(陡峭边坡)藤本植物绿化带。
(2)施工工艺。山体主体边坡采用三维土工网喷播种子加泥浆形成绿化植被边坡防护。
(3)植物选择和配置原则。绿化植物选择和配置重点考虑生态修复的要求,浅根性植物和深根性植物的结合配置,速生植物和生长速度慢的植物结合配置,普通植物与固氮植物结合配置,植物多样性结合配置,重点选择适应性和抗逆性强、低维护的植物品种,特别陡峭的边坡配置藤本植物[5]。
(4)植物品种优选配置。主体山体边坡植被优选狗牙根为主建种群,暖性地被“白灰毛豆+望江南”为补充,“木豆+山麻黄+龙船花”为点缀的组合模式[2];陡峭边坡藤本植物采用常春藤和爬山虎;雨水花园和护岸湿地带选用翠芦莉、鸢尾、花叶芦竹等植物搭配。
“立体碧道”建成后,打通了增江碧道最大的交通断点,实现了碧道滨水慢行系统的全线贯通;护坡生态修复实现3 个月快速覆绿,四季常绿,一年后实现自然更替,短期快速覆绿与长期良好自然更替的绿化效果;三层立体碧道景观游憩系统为公众提供多层次的游憩体验和碧道观光视野,既可以远眺上游的增城地标“双塔锁江”景点和城区的城市天际线,又可以多角度近距离感受圣皇洲“千鸟归巢”的生态奇观,成为老百姓美好生活的好去处。立体碧道系统建成后如图3 所示。
图3 立体碧道系统建成后效果
“立体碧道”技术已获得专利批准,首次在增江碧道工程中应用实践,效果广受好评,助力增江碧道作为广州市河长办“第一条水岸共治碧道”、广东省河长办“广东万里碧道特色案例”、水利部“美丽河湖、幸福河湖”,先后被广州日报、中央广电总台、新华网等多家媒体进行过专题报道。并助力作为增江碧道依托的建设项目——增城区增江“一江两岸”水利综合整治工程(光辉大桥—初溪拦河坝段)获得中国风景园林学会科学技术奖(规划设计奖)一等奖和中国水利工程最高奖大禹奖等十多项奖项。
与临水山体护坡及景观游憩系统结合的立体碧道系统作为创新技术,有效的解决了碧道建设中遇到临水山体贯通难的问题和传统山体护坡不符合碧道多功能复合要求的问题,在增江碧道中应用并建成后广受好评,为今后碧道建设中类似工程的实施提供参考案例,助力广东万里碧道建设和“绿美广东”建设。