土工材料在河道生態(tài)治理中的應(yīng)用

李獻(xiàn)華

(喀左縣凌河保護(hù)區(qū)工程建設(shè)管理處，遼寧 喀左 122300)

1 河道現(xiàn)階段存在的主要問題

1.1 河道淤積，水土流失嚴(yán)重

河道淤積、水土流失嚴(yán)重是我國(guó)目前河道生態(tài)存在的最顯著問題。就現(xiàn)階段的數(shù)據(jù)調(diào)查來看，全國(guó)范圍內(nèi)的河流區(qū)域都存在不同程度的水土流失情況，其中最為嚴(yán)重的是黃河流域的黃土高原區(qū)域和云貴高原地區(qū)[1]。河道淤積、水土流失產(chǎn)生的一項(xiàng)重要原因就是不合理的開荒耕種。據(jù)資料分析，云貴高原在現(xiàn)階段發(fā)生比較嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象，最大的人為因素便是區(qū)域勞動(dòng)者在土壤層相對(duì)薄弱的喀斯特地貌區(qū)進(jìn)行農(nóng)業(yè)耕種。就水土流失的具體危害來看，一方面，其造成了營(yíng)養(yǎng)土壤的流失，對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生了消極影響；另一方面，泥沙在河流中下游淤積造成了河道抬升，增加了水患災(zāi)害的發(fā)生率，給沿岸區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和百姓生活帶來了安全威脅。所以，重視并解決水土流失問題是目前河道生態(tài)治理的重要內(nèi)容。

1.2 行洪能力薄弱

行洪能力比較薄弱也是目前我國(guó)河流存在的顯著問題。出現(xiàn)這一問題的主要原因有三方面：第一，我國(guó)現(xiàn)階段的水土流失情況比較嚴(yán)重，河流的泥沙含量比較高，泥沙的沉積造成了河道的淤積，降低了河道行洪的能力。第二，現(xiàn)階段我國(guó)的河流兩岸人為活動(dòng)比較頻繁，工程建設(shè)以及一些生活設(shè)施的堆積造成了河道有效泄洪區(qū)域減少，使泄洪的渠道發(fā)生了人為堵塞，造成河道的行洪能力比較薄弱。第三，水利設(shè)施的管理和更新存在著問題。自1998年特大洪水發(fā)生后，國(guó)家高度重視河流的行洪泄洪能力建設(shè)，花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力進(jìn)行河道的整治，從當(dāng)時(shí)的效果來看，我國(guó)河流的行洪能力有了顯著的提高。但是在近年來的發(fā)展中，人們?cè)谝庾R(shí)上逐漸松懈，對(duì)于水利工程設(shè)施的維護(hù)和管理懈怠，老化的水利設(shè)施沒有得到及時(shí)修繕，出現(xiàn)了目前行洪能力弱的局面[2]。

2 某工程的具體治理

某區(qū)域的河道問題嚴(yán)重困擾了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，當(dāng)?shù)卣嘘P(guān)部門決定進(jìn)行河道的全方面整治，確定了河道綜合整治項(xiàng)目，以下便是對(duì)此項(xiàng)目的具體分析。

2.1 工程概況

此工程位于北方地區(qū)，工程建設(shè)的目的是要將防洪、蓄水、造地、交通和美化等功能融為一體，發(fā)揮工程的綜合性作用。此工程的等級(jí)為Ⅲ級(jí)，堤防的等級(jí)是2級(jí)；橡膠壩工程的等級(jí)是3級(jí)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)和100 a一遇的洪水校核標(biāo)準(zhǔn)。此工程包含防洪大堤、人工湖、防洪撤退路，以及橡膠壩和湖島工程等內(nèi)容，其工程的綜合性較為完善。

2.2 主要治理措施

此工程建設(shè)的主要目的是進(jìn)行河道整治，具體采用了三方面的措施：首先，進(jìn)行了生態(tài)防洪大堤的建設(shè)。為了保證河流兩岸的供水、城建等安全，在河流與城市的毗鄰區(qū)修建了超過50 km的綠色防洪大堤。城區(qū)段的大堤長(zhǎng)度為5.7 km，平均高度為5.1 m，堤頂寬52 m。其余各段的防洪大堤，均高為5.6 m，頂寬在30 m左右。大堤的建設(shè)主要采用的材料是河床砂礫填料，堤身采用了漿砌石、干砌石和復(fù)合土工膜等。在大堤的背水坡，進(jìn)行了植物的栽種。其次，進(jìn)行了橡膠壩工程的建設(shè)。從工程設(shè)計(jì)來看，在河道兩岸一共要修建6座橡膠壩，從而實(shí)現(xiàn)分級(jí)蓄水的目標(biāo)，同時(shí)，區(qū)域生態(tài)可以得到很好的恢復(fù)。最后，進(jìn)行湖島工程的建設(shè)，此工程的建設(shè)要求將湖區(qū)和生態(tài)防洪的其他設(shè)施進(jìn)行組合，從而起到更好的生態(tài)恢復(fù)作用。在湖島工程的建設(shè)中，土工材料使用復(fù)合土工膜和工程塑網(wǎng)等。

3 土工材料的應(yīng)用

在工程建設(shè)的過程中，土工材料發(fā)揮了重要的作用，其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和突出的應(yīng)用效果使得工程的整體質(zhì)量和性能有了明顯的提升，以下就是對(duì)土工材料具體應(yīng)用的探討。

3.1 利用復(fù)合土工膜進(jìn)行防滲防護(hù)處理

在該工程的建設(shè)中，復(fù)合土工膜主要在大壩的防滲防護(hù)處理中使用。大壩是此工程建設(shè)的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，如果大壩建成后發(fā)生滲漏等問題，就會(huì)影響整個(gè)工程的安全性，所以必須做好防滲工作。復(fù)合土工膜具有弱透水性和反濾性能，可以防止液體的滲漏和氣體的揮發(fā)。為了發(fā)揮復(fù)合土工膜的具體作用，在大壩的迎水坡和坡腳處均須要敷設(shè)復(fù)合土工膜。從具體的應(yīng)用來看，復(fù)合土工膜采用兩布一膜的模式，上下兩層的無紡布單位面積質(zhì)量保持150 g，膜厚按照0.3 mm的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，單位面積的總質(zhì)量為525 g。就施工的具體工藝分析來看，首先，須要對(duì)鋪設(shè)表面進(jìn)行清理，當(dāng)其達(dá)到鋪膜的基本要求后才可進(jìn)行鋪膜。其次，在鋪膜的時(shí)候要按照從上到下的順序進(jìn)行，兩膜之間的距離要適中，對(duì)于緊鄰的膜面要進(jìn)行焊接處理。第三，在坡腳處鋪設(shè)的土工膜需要利用塑網(wǎng)石籠裝塊石壓住，有效的防止高速水流對(duì)其進(jìn)行沖擊。最后，在復(fù)合土工膜上進(jìn)行一定厚度土樣的回填，防止土工膜遭到破壞。

3.2 工程塑網(wǎng)的應(yīng)用

工程塑網(wǎng)也是此次工程建設(shè)中利用到的重要土工材料，其應(yīng)用的主要目的是保護(hù)大堤安全可靠。此種材料主要應(yīng)用區(qū)域是防洪大堤迎水坡的坡腳開挖處和人工筑島的邊坡防護(hù)。從應(yīng)用實(shí)效來看，工程塑網(wǎng)的應(yīng)用可以有效地應(yīng)對(duì)流水的沖刷，進(jìn)而保證大堤和人工筑島的邊坡安全和穩(wěn)定。工程塑網(wǎng)的使用規(guī)格網(wǎng)眼為74 mm×74 mm，寬幅2.0 m。 工程塑網(wǎng)的主要施工分為三個(gè)大的環(huán)節(jié)：第一，將工程塑網(wǎng)展開鋪好，并在其中間部分用石塊將其砌成一定的規(guī)格；第二，進(jìn)行塑網(wǎng)的接搭，在接搭的時(shí)候需要注意其寬度(寬度≥兩排網(wǎng)眼)和縫隙(尼龍繩縫制雙道)；第三，進(jìn)行塑網(wǎng)石籠的分層平鋪。

3.3 土工格室的應(yīng)用

在此次河道治理工程的建設(shè)中，土工材料第三種顯著的應(yīng)用是土工格室。土工格室較突出的性能是伸縮性比較好，且具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，能夠和填土構(gòu)筑成柔性結(jié)構(gòu)層，使土體的強(qiáng)度大大的提升，有效地解除堤身沉降以及水流沖蝕的威脅。在此次的工程建設(shè)中，防洪大堤的護(hù)坡普遍采用了土工格室，使得大堤的穩(wěn)定性有了顯著的提升，有效地抑制風(fēng)浪對(duì)堤岸的沖刷，水土流失的現(xiàn)象得到了緩解。在此次工程的施工中，應(yīng)用的土工格室總面積達(dá)到了1.06×106m2，其施工工藝分三步：第一，進(jìn)行坡面的整理，對(duì)墊層進(jìn)行鋪設(shè)并對(duì)其進(jìn)行壓實(shí)；第二，在迎水的面坡將土工格室展開拉緊并使用防滑釘對(duì)四周進(jìn)行固定，需要注意的是防滑釘?shù)拈g距要保持在1.5 m左右；第三，固定工作完成后將填料在格室中進(jìn)行填充，然后做好壓實(shí)工作[3]。表1是土工格室基本規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 土工加筋帶的應(yīng)用

在此次河道整治工程的建設(shè)中，土工材料的第四種顯著應(yīng)用是土工加筋帶。在此工程分段大堤建設(shè)中，某些施工段會(huì)存在斷面狹窄，工程場(chǎng)地不夠用的情況，此種情況對(duì)于解決河道的行洪問題和堤防問題存在著不利的影響。為了解決這一問題，設(shè)計(jì)人員經(jīng)過分析和討論，最終決定在這些堤段使用加筋擋土墻技術(shù)。此技術(shù)中使用的加筋材料和周圍土?xí)a(chǎn)生較大的摩擦力，限制土體產(chǎn)生側(cè)向的變形，土體的整體承受能力會(huì)有顯著的提升。土工加筋帶的施工主要分三步：首先，進(jìn)行施工清理，主要是做雜物的清除；其次，進(jìn)行加筋帶的鋪設(shè)；最后，對(duì)墻體進(jìn)行土料的填充。

表1 土工格室基本規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié) 語

河道治理工程對(duì)于河道的行洪能力和河流沿線安全有著重要的意義。所以，在我國(guó)目前的生態(tài)工程建設(shè)中河道治理是一項(xiàng)重要的內(nèi)容。土工材料在河道整治的過程中利用效果顯著，分析其利用并對(duì)其施工工藝做探討，總結(jié)出更加完善的河道治理工藝，進(jìn)而為我國(guó)的大范圍河道有效治理提供理論參考。

[1] 李洪清. 黃土高原地區(qū)水土流失問題[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì), 2016(18):97-99.

[2] 黃金池.我國(guó)中小河流洪水綜合管理探討[J].中國(guó)防汛抗旱,2010,20(5):7-8，15.

[3] 孟博, 朱永濤, 張志華,等. 土工材料在河道生態(tài)治理中的應(yīng)用技術(shù)研究[J]. 山西建筑, 2015(23):220-222.