生態土工固袋在河道治理工程設計中的應用

□孫秀艷（遼寧省東港市水利工程建設質量與安全監督站）

生態土工固袋在河道治理工程設計中的應用

□孫秀艷（遼寧省東港市水利工程建設質量與安全監督站）

河道岸坡的整治工程具有多方面的作用，一是保護堤防與岸線的安全，二是控制河勢變化，加強河道縱深沖刷以擴大泄洪能力，同時也增添河道兩岸的自然景觀。生態土工固袋可適用于大多數岸線，河道、水庫的邊坡治理工程，應用方法十分靈活，既可靠又美觀，實現了工程措施和植物措施相結合，在河道的邊坡治理中起到了很好的效果。

河道治理；岸坡；生態土工固袋

1 前言

河道岸坡的整治工程具有多方面作用，一是保護堤防與岸線的安全，二是控制河勢變化，加強河道縱深沖刷以擴大泄洪能力，同時也增添河道兩岸的自然景觀。長期以來，人們比較注重河道本身的功能，如行洪、排澇等。因此很多河道斷面形式單一，走向筆直，大多采用漿砌或干砌塊石護坡、現澆混凝土護坡、預制混凝土塊體護坡、土工模袋混凝土護坡等。河道的生態治理日益緊迫，在保證防洪安全的同時,充分考慮生態效果,把河堤改造成水系統、土壤系統以及生物系統三者相互涵養的近自然狀態，已成必然。生態土工固袋護坡就是一種非常好的生態護坡。

2 工程概況

2.1 自然概況

地疃河位于遼寧省東港市十字街鎮宏天村、盛山村、赤榆村，北起十字街鎮北部的通天溝，延伸到前陽鎮的石佛溝，最后流入黃海，河流長度為15.12 km。地疃河所在區域屬北溫帶濕潤地區季風氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，無霜期短，四季分明，多年平均降雨量為967 mm，多年平均氣溫8.50℃，最大凍土深度1.02 m。

2.2 氣象與水文

地疃河所在區域屬北溫帶濕潤地區季風氣候，多年平均降雨量為967 mm，年最大降水量1 320.70 mm，降水年內分配極不均勻，主要集中在七八月份。流域多年平均氣溫8.50℃，多年平均最低氣溫在-15℃,多年平均無霜期167-198 d，多年平均日照數2 483.50 h左右。最大凍土深度1.02 m，多年平均最大風速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 地質

本工程場地為岸坡地形，河道有一定彎曲，由西北流向東南，兩岸以側切為主。河谷主要由河床、漫灘和一級階地組成，其中一級階地較發育，地勢向外延展逐漸抬高。主河床寬度約為5～20 m，高程為35.92～41.96 m；河漫灘寬度約為2～10 m，高程為36.22～43.60 m；階地高程為37.80～44.30 m。

3 護坡結構設計

根據實地測量資料及現場考察，根據岸坡地形及地質狀況，本工程采用坡式護岸。根據目前常用的護砌材料結合本工程的具體情況，坡式護岸擬選用干砌石護坡（方案一）、生態土工固袋（方案二）、蜂巢約束系統（方案三）三種方案進行方案比較。

各方案護坡形式的適用范圍及特點：

方案一：迎水坡坡比為1：2，護砌型式采用300 mm干砌石，下設200 mm卵石墊層，400 g/m2土工布，采用干砌石護腳，岸頂采用500 mm寬干砌石壓頂。優點：此結構在本市以前應用較多，護坡表面比較平整美觀，造價很低。缺點：整體性較差，由于地基變形容易使個別塊石脫落離位，遇風浪作用后迅速發展成大面積破壞，維修管理困難而且費用高。

方案二：先將土方平整后，固定好鍍鋅網片，將生態土工固袋置于鍍鋅網箱內，然后填充、壓實土料，填滿后將頂部土石料整理平整，再以黏扣帶黏合，再結扎邊框線與石籠網封蓋。由于袋內填裝的是土壤，可以為植物提供良好的生長環境，在可視面也可設置植物纖維毯，提高植物覆蓋速度，生態效果良好。

結構型式：護坡由1 100 mm×1 400 mm×500 mm生態土工固袋置于鍍鋅網箱內然后填充、壓實土料。護腳采用固濱籠護腳，埋深1 m。優點：結構面通過植被的發達根系與坡體組合成一個同質整體，使人工邊坡和原自然邊坡之間不會產生分離、坍塌等現象。并且隨著時間的延續，日趨強壯的植被根系使邊坡結構的穩定性及牢固性更強。施工簡單，現場取料，土裝入固袋，整體性好，利于岸坡穩定，并且此結構生態效果很好。缺點：新興工藝，引入時間較短，但國內已有使用先例。

方案三：蜂巢約束系統護坡，根據水利條件和要求進行設計，采用蜂巢格室平鋪（或疊砌）式進行施工，采用懸掛錨固結構，替代傳統護坡的坡腳支撐結構，解決坡腳基礎淘空造成的防護層失穩問題。優點：此結構生態效果好，施工材料不分解不降解，施工過程對水體無污染，可以帶水作業，該護坡形式具有工期短、以機械為主施工便捷、生態效益明顯等優勢。缺點：新興工藝，引入時間較短,在本市未有已建成的范例。巢室適用于中等坡度和流速，當流速較大時，會對格室內土壤產生沖刷。如護坡局部損壞，維修較困難。

本次設計各方案標準斷面每延米工程造價，詳見表1。

表1 3種方案標準斷面每延米工程量造價比較表

綜上比較，干砌石雖然造價較低，但有整體穩定性較差、抗凍能力差、生態效果一般等缺點，本次設計不采用。對另外二個方案進行比較：從生態角度看，生態土工固袋和蜂巢約束系統生態效果都較好；從投資上看，生態土工固袋比蜂巢約束系統價格較高；從抗沖刷看，蜂巢約束系統抗沖刷能力教差，生態土工固袋抗沖刷能力較強。結合本工程實際情況，為在保障河岸長期穩定，保持河道生態，美化周圍環境，本工程新建護岸推薦采用方案為生態土工固袋護坡。

4 生態土工固袋護坡的施工過程

①按照設計要求，平整土方→②將重力模袋裝入鍍鋅網箱中，將重力模袋四個上角用鉛絲固定在鍍鋅網箱上→③按照設計要求位置，連續架設鍍鋅網箱→④在網箱外側綁扎木板，防止填充時外鼓，填充結束后，將木板挪移至下一個工作面→⑤機械填裝土石，填料的含水量不宜過大，應避免含有腐質雜質，每次填方不超過0.50 m3→⑥土石填充高度應略高于鍍鋅網箱高度，保證沉降后仍符合設計要求,機械夯實，人工配合→⑦重力模袋封蓋前，應確認袋內土石料已經填滿，將頂部土石料整理平整，再以黏扣帶黏合，再結扎邊框線與鉛絲網封蓋。

5 結語

水利設計與工程是非常悠久的行業，人類通過協調水與土的關系，解決生產生活對水的需求。隨著國家對生態水利的重視，岸線與邊坡的設計成為解決水與土之間的重點。現代水利對邊坡的要求：安全、生態水利。更穩定的結構形式，更加自然化的效果，更快速方便的施工，可接受的工程造價。生態土工固袋可適用于大多數岸線，河道、水庫的邊坡治理工程，應用方法靈活，既可靠又美觀，實現了工程措施和植物措施相結合，在河道的邊坡治理中起到了很好效果。

編輯：韋詩佳

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2016-12-13