生態岸坡防護技術在河道生態綜合治理工程中的應用

郭立新

（河南省陸渾水庫管理局，河南 洛陽 471003）

0 引言

某縣河道生態綜合治理工程整合資金項目是某縣灌河生態綜合治理工程的一部分，由于受整合資金使用要求限制，治理范圍煙北頭溢流堰—鲇魚山總干渠渡槽段，灌河樁號4+035—15+750段，長度11.72 km。工程建設內容包括河道清淤疏浚、生態岸坡防護工程、河道岸緣整治工程和生產路工程，為下一步灌河生態綜合治理建設，做好工程銜接。

1 工程現狀

灌河為山區、丘陵區河道，流域面積大，洪水匯流快，河道比降陡，河水暴漲暴落，加之河道灣多，座灣頂沖和主流靠岸，河岸沖刷嚴重；河道岸坡多為自然坡地，無人工護岸措施，岸坡地層巖性主要為細砂、中砂、粗砂，局部表層為素填土和粉土，結構松散，抗侵蝕能力弱，現狀河道彎曲，河槽橫向穩定性差，在水流的侵蝕浸泡下，強度降低，隨著洪水快速退卻，河岸土體極易坍塌，形成險工危及岸坡安全。

2 治理原則

岸坡護砌以消除險情、滿足工程防洪要求為目標，以生活、生產、生態和可持續發展為基本原則，盡量少削灘或不削灘、保持河道岸坡原貌、維持河道原有生態和水流條件為基準，采取合理的工程結構型式對險工進行除險加固，達到護灘固堤，穩定河槽河勢，確保沿岸保護區人民群眾的生命財產安全。

3 防護范圍

此次防護區域確定的原則為：①河岸處于河道轉彎，坐灣頂沖，河流容易沖蝕岸坡；②河槽靠近岸坡處，岸坡陡立，岸坡坍塌發育，崩岸退灘發展較快。根據以上原則及河道疏浚后的中心線，確定某縣河道生態綜合治理工程生態防護段共有2處，總長度1 345 m，一處位于灌河河道右岸，一處位于左岸支溝處。位置見表1。

表1 生態護岸統計表

4 沖刷深度計算

4.1 沖刷深度計算

根據河道地形、地質條件，選擇典型斷面進行沖刷深度計算。水流平行于岸坡產生的局部沖刷計算采用《河道整治設計規范》附錄B.2.1公式計算。

式中：hB—局部沖刷深度（m）；hp—沖刷處水深（m）；Vcp—平均流速（m/s）；V允—河床上允許不沖流速，（m/s）；n—與防護岸坡在平面上的形狀有關，一般取n=1/4。

4.2 水流斜沖河道凹岸沖刷深度計算

水流斜沖護岸產生的沖刷采用《河道整治設計規范》附錄B計算公式：

式中：Δhp—從河底算起的局部沖深（m）；α—水流流向與岸坡夾角（度）；m—彎道護岸邊坡系數，取m=3；d—坡腳處土壤計算粒徑。對非黏性土，?。?5%（按重量計）的篩孔直徑（cm）；Vj—水流的局部沖刷流速（m/s）。

水流斜沖河道凹岸局部沖刷深度計算結果見表2。

表2 水流斜沖河道凹岸沖刷深度計算表

結合表2中局部沖刷深度計算結果，為安全考慮，設計中取河岸坡腳處齒墻防護深度為2 m。

5 防護措施

5.1 河道現狀岸坡坡度

根據河道現狀岸坡坡度，某縣河道生態綜合治理工程采用直墻式和坡式防護型式，現狀河岸岸坡較緩，坡比1:1～1:2，按設計坡比1:2，削坡后即可護坡，土方開挖量較??；現狀岸坡較陡，河槽靠近岸坡處，為避免大量開挖，結合現狀河岸高度和岸坡坡比，采用直墻式防護，由于岸坡高度4～9 m，岸坡高度較高，某縣河道生態綜合治理工程采用擋墻型式。

5.2 河道岸坡防護設計內容

結合《某縣灌河生態治理工程可行性研究報告》內設計內容，兼顧水生態修復要求，某縣河道生態綜合治理工程采用格賓石籠護岸。格賓石籠護岸既能滿足岸坡穩定的防護要求，又能達到綠化環境的效果，同時還經濟便捷。格賓石籠應用到岸坡防護后，在人為和自然因素的雙重作用下，石塊之間的縫隙不斷被泥土充填。植物種子逐漸在石塊之間的泥土中生根發芽，茁壯生長，根系牢牢固定石塊和泥土。如此可以對邊坡實現防護和綠化的目的，改善生態、保持水土的效果也十分顯著。此外格賓石籠工藝具有4個方面的優勢：一是施工簡便；二是費用低廉；三是生態防護效果好，采用工程措施和植物措施相結合的方式，能有效防止水土流失，效果更自然、更豐富；四是使用壽命長，一般可達幾十年，且不用維修。

5.3 河道岸坡防護設計型式

灌河河道樁號4+550—5+415右岸生態防護時，采用石籠擋墻型式。由于此段河道外側岸頂地形相對平整，100～200 m之外為鲇魚山干渠左側大堤，其堤頂高程高于灌河50年一遇設計水位1～2 m，所以此段河道岸坡防護高程至現狀岸頂以上0.50 m，不再做過高防護。

5.3.1 河道樁號4+940段右岸生態護岸型式

陶家河入灌河口—灌河河道樁號4+940段右岸生態護岸為二級擋墻型式，此段擋墻長度565 m。下部擋墻高度3 m，底寬3.50 m，擋墻頂部寬1 m，頂部高程至71 m；上部擋墻墻高3 m，底寬3 m，擋墻頂寬1 m，頂部高程至73 m；擋墻均采用錯臺型式，錯臺臺階寬1 m，臺階高1 m；上下兩級擋墻之間采用1 m厚格賓石籠水平防護，寬度2 m，上部回填一層種植土，厚度1 m，臨水側邊坡1:3，撒播草籽綠化。兩級擋墻后部和擋墻之間的水平防護層下部均鋪設1層無紡無紡布，規格400 g/m2。下部擋墻坡腳處采用拋塊石防護，拋石深度2 m，寬度5 m，防護頂部高程至68 m。

5.3.2 河道樁號4+940—5+260段右岸生態護岸型式

灌河河道樁號4+940—5+260段右岸生態護岸也為二級擋墻型式，此段擋墻長度320 m。下部擋墻高度3 m，底寬3.50 m，擋墻頂部寬1 m，頂部高程至71 m；上部擋墻墻高3 m，底寬3 m，擋墻頂寬1 m，頂部高程至73 m；擋墻均采用錯臺型式，錯臺臺階寬1 m，臺階高1 m；上下兩級擋墻之間采用1 m厚格賓石籠水平防護，寬度2 m，上部回填一層種植土，厚度1 m，臨水側邊坡1:3，撒播草籽綠化。兩級擋墻后部和擋墻之間的水平防護層下部均鋪設一層無紡布，規格400 g/m2。下部擋墻坡腳處采用拋塊石防護，拋石深度3 m，寬度5 m，防護頂部高程至68 m。

5.3.3 河道樁號5+260—5+415（北環路橋）段右岸生態護岸型式

灌河河道樁號5+260—5+415（北環路橋）段右岸生態護岸為“護坡+擋墻”型式，此段防護長度132 m。下部采用1 m厚格賓石籠護坡型式，坡比結合現狀岸坡坡度，采用1:2；上部擋墻墻高4 m，底寬3 m，擋墻也采用錯臺型式，錯臺臺階寬1 m，臺階高1 m，擋墻頂寬1 m，頂部高程至73 m；下部護坡頂部和擋墻之間采用1 m厚格賓石籠水平防護，上部回填1層種植土，厚度1 m，臨水側邊坡1:3，撒播草籽綠化；河底緊接護坡坡腳處設置1 m厚格賓石籠護底，頂部高程66 m；護坡和擋墻下部均鋪設1層無紡無紡布，規格400 g/m2。

5.3.4 河道樁號6+600左岸支溝處生態護岸型式

灌河河道樁號6+600左岸支溝處，上游防護至跨支溝生產橋，下游防護至灌河匯入口，并設置上下裹頭，防護總長度328 m。采用一級石籠擋墻型式，墻高4.50 m，底寬3 m，墻身采用錯臺砌筑，錯臺臺階寬度1 m，防護頂部高度71.80 m，至現狀支溝左右岸岸頂。

生態防護坡腳施工時需將地基淤泥、雜物等清除干凈，確保坡腳坐落于原狀土或基巖上。此外要保證護岸工程沿河灣是光滑、平順的曲線，不可斷斷續續或為波浪、鋸齒等不規則形狀。生態岸坡防護主要工程量詳見表3。

表3 生態岸坡防護主要工程量表

6 結語

某縣河道生態綜合治理工程建成后，能夠有效提高河段的防洪能力，保證沿岸及下游人民群眾生命財產安全，確保各項生產、生活的正常進行，具有可觀的防洪減災效益；有助于修復沿河生態環境，提高河道生態修復能力，改善區域生態環境，具有明顯的生態環境效益；同時可改善居民生活環境質量，利于人民身體健康，另外通過生產路建設，可以服務鄉村生產、生活，帶動城鎮化建設和鄉村振興，有助于鞏固沿線鄉鎮脫貧攻堅成果，助推沿岸經濟社會持續穩定發展，具有顯著的社會效益。