內河生態護岸的選型與設計

戴超 天津水運工程勘察設計院

河岸帶護岸能減少地面徑流、抵抗沖刷、保持水土，保障航道穩定。常見的內河護岸多采用砌石、混凝土等結構形式。但傳統結構形式往往不利于景觀效果及生態、環保的新要求。近年來各種生態型護岸型式越來越多的應用在實際工程中。

1.傳統護岸結構形式及其存在的問題

護岸型式一般包括直立式和斜坡式。直立式護岸斷面小、占地少，在限制性河道的使用中比較有優勢；斜坡式護岸則占地較多，造價低。內河傳統型護岸存在的主要問題有以下幾個方面。

1.1 缺乏滲透性的護堤隔斷了土壤中的水氣交換和循環

傳統護岸使用的工程材料多為水泥、混凝土、石料，這樣的堤岸較缺乏滲透性，不利于土體的水氣交換和循環，使用中也有較高的維護費用，也較難兼顧景觀性，護岸的人工痕跡明顯，視覺效果單調生硬。

1.2 對水體水質產生影響

天然河道具有自我凈化的能力，傳統型護岸使水土分離，破壞了水、土、生物之間形成的循環系統，加上各種閘涵等涉水工程建設也會阻礙水動力條件，造成水質下降。

圖1 國內外生態護岸實例

1.3 對人類生存生活環境的影響

人工建設護岸段的河流基本失去了生態性，按傳統方法整治以后的河道，邊界規整、河岸僵硬、濱水環境改變，也破壞了河道的親水性。

2.生態護岸理念及類型

2.1 生態護岸理念

生態型護岸是在保護生態的基礎上兼顧護岸功能的新型護岸，其設計原則主要為：

（1）生態環保功能設計：通過水域及綠化平面布置、并結合景觀及植被選型實現。

（2）濱水景觀設計：通過建筑平面布置，保證環境和諧及濱水景觀的連續性和自然性。

（3）親水功能設計：通過不同高程，及斜坡、臺階等結構拉近親水距離。

（4）循環型空間設計：利用多孔材料及結構，盡量避免工程環境污染。圖1為國內外生態護岸實例。

2.2 生態護岸的類型

根據護岸所采用材料的不同，將生態護岸分為以下三種型式：

（1）天然型護岸。該類型護岸是只設置植被，保持自然堤岸特性。采用喬灌混合種植，充分利用高度和高度的空間和光照條件。同時利用植物生物力穩固堤岸，增強河堤防護能力。

（2）自然型護岸。該類型護岸不僅設置植被，還增加部分工程結構，其材料也使用木材、石料等自然材料，以增強路堤的抗侵蝕能力。自然型護岸的抗侵蝕能力進一步提高的同時還為水下生物的生長留出了空間。

表1 各新型生態護岸結構對比表

（3）多自然型護岸。該類型護岸是在自然型護岸的基礎上設置混凝土、鋼筋的工程結構以大幅提高抗沖能力的護岸型式。多自然岸防比天然原型護岸和自然型護岸具有更強的抗沖刷能力，同時具有與其他生態護岸相同的生態效應、景觀效應和自凈效應。因此，它是目前應用最為普遍的生態護岸型式。

3.幾種新型生態護岸形式及分析

3.1 弧型立面生態護岸

弧形立面生態護岸特點為外形美觀，且利于消能，在實際應用中主要針對老舊護岸沖刷、坍塌的損毀改造。圓弧型護岸與以往直立護岸相比，外觀上曲折優美，弧形結構能夠消散一定的波能，對于護岸的保護有一些效果。結構內部設置空腔結構，放置老護岸拆除的廢棄混凝土，減少對環境的污染。護岸以上設置二級護岸，植草護坡達到美化生態航道的效果。但其也有一些地方有待改進，如大量運用混凝土導致結構自身重力較大，使得一些地方需要軟基處理。在結構中雖然設置了一些排水管，但是結構的透水性不強，岸坡水體不能充分交換，只能護岸上部通過植被護坡來滿足透水性不足的遺憾，在以后的結構設計中，可以采用上部圓弧形，下部多設置透水孔的結構形式。

3.2 透空式沉箱結構生態護岸

達到良好的景觀效果同時結合沿線的地形和植物布置，一級護岸結構采用具有可透水鋼筋混凝土箱式結構，二級護岸則采用黃石砌塊或者鑄造石、木樁+三維土工網植被護坡或透水磚墻小擋墻的結構，在保證結構應具有足夠的強度和耐久性基礎上，具有良好的生態性。

透水鋼筋混凝土箱式結構護岸具有占地少、結構合理、用料省、造價低的特點，在強調經濟合理的同時，還加強了生態綠化的功能，使得航道生態護岸整體景觀效果有非常大的改善。

3.3 自嵌塊護岸

自嵌塊護岸為混凝土磚塊，采用臺階式自下而上逐層干壘相嵌筑成擋土墻，在高度上根據土（水）壓力分布情況，設置土工格柵（或土工帶）加筋帶，減少墻后土（水）壓力對墻身的作用力，加筋帶間距采用的下密上疏的形式，在磚塊留有的豎向孔內植草，適用于水域較寬、岸坡較陡、水深較淺的航道邊坡。

自嵌塊護岸施工簡單，施工技術單純，對地基的要求低，施工限制少，占用土地少，造型美觀，在保護護岸的同時，更大程度上美化生態環境。

3.4 新型生態護岸選型對比

生態護岸選型需要結合地質、航道條件、船行密度等各方面情況，合理分析生態護岸結構的優劣，并最大程度的提高其生態性，如表1所示。

4.結語

生態護岸是將來內河航道發展的趨勢，在新形勢下的護岸工程設計與建設需要不斷向環境友好型轉變，以自然生態和諧為目的來合理設計。本文通過對現有的經驗總結，為新型生態護岸設計提供參考。