混凝土花磚草皮護坡在北金堤防護工程中的應(yīng)用

提要：為探討北金堤深水區(qū)堤防工程的防護措施，確保防洪工程的完整與安全，根據(jù)金堤河近年來的來水情況，結(jié)合北金堤的實際情況，提出了混凝土花磚草皮進(jìn)行堤坡防護的設(shè)想。通過對混凝土花磚草皮護坡的試驗、研究與一年運行觀測，收集了一些資料，經(jīng)過資料分析和比較，認(rèn)為混凝土花磚草皮護坡適應(yīng)北金堤深水區(qū)堤防防護的需要，達(dá)到了預(yù)期的防護效果，且經(jīng)濟，環(huán)保，具有較好的推廣應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：黃河北金堤金堤河混凝土花磚草皮

1項目的提出

金堤河位于黃河北金堤滯洪區(qū)內(nèi)，是黃河下游一條重要的支流。1999年金堤河干流一期治理工程完成后，金堤河流域接連發(fā)生幾次較大的洪水，洪水呈現(xiàn)匯流快、偎水時間長、排水入黃困難的局面。造成金堤河洪水長期滯留在金堤河末端20km范圍內(nèi)，形成自然蓄水湖，水深達(dá)5.0～6.0m，水量約1億m3，最長偎堤時間達(dá)9個月。堤防由于長時間受高水位浸泡，加上夏季多風(fēng)浪，對岸地勢開闊，樹株較少，造成堤坡風(fēng)浪坍塌嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計，最大坍塌高度達(dá)2m，使北金堤堤防遭到嚴(yán)重破壞，大堤斷面殘缺不全，殘缺斷面面積16.33m2，土方約30萬m3，嚴(yán)重影響了北金堤防洪安全。

為搞好北金堤深水區(qū)堤防工程的防護，確保防洪工程的完整與安全，根據(jù)金堤河近年來的來水情況，結(jié)合北金堤的實際情況，提出了混凝土花磚草皮進(jìn)行堤坡防護的設(shè)想。通過對混凝土花磚草皮護坡的試驗、研究與一年的運行觀測，防護效果良好。

2.方案選擇

根據(jù)金堤河下游積水水深較大、風(fēng)的吹程不算太大、水流沖刷力相對較小的實際情況，我們在選擇護坡材料時對草皮護坡、亂石護坡或混凝土護坡、空心混凝土花磚草皮護坡三種護坡材料進(jìn)行選擇對比。通過比較，選用了混凝土花磚草皮護坡。

2.1草皮護坡

經(jīng)過分析認(rèn)為草皮護坡在深水區(qū)內(nèi)抗沖刷、抗侵蝕能力較弱，經(jīng)過多年應(yīng)用，不能滿足抗沖刷、抗侵蝕的要求，達(dá)不到堤坡防護的目的。另外，在水下草皮不能長期存活，因此不能使用草皮護坡。

2.2亂石或混凝土護坡

亂石護坡或混凝土護坡防護效果較好，能夠滿足金堤河下游防風(fēng)浪的需要，但亂石護坡或混凝土護坡造價較高，且用亂石護坡或混凝土護坡缺乏生態(tài)效益和綠色景觀。漿砌或干砌塊石護坡、現(xiàn)澆混凝土護坡、預(yù)制混凝土塊體護坡等結(jié)構(gòu)形式的護坡，在保持堤坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、防止水土流失、防洪排澇等方面起到了一定的作用，但這些護坡工程的造價相對較高，且水下維護養(yǎng)護難度較大，不同程度上對景觀、環(huán)境和生態(tài)產(chǎn)生不良影響，造成水體與陸地環(huán)境惡化，威脅人們賴以生產(chǎn)、生活的生態(tài)環(huán)境。

2.3混凝土花磚草皮護坡

隨著經(jīng)濟發(fā)展和各種護坡材料的不斷創(chuàng)新，河道建設(shè)不僅要使堤岸發(fā)揮出水利工程的功效，而且融入園林景觀、生態(tài)環(huán)保、建筑藝術(shù)等多種內(nèi)容?；炷粱ùu草皮護坡既具有生態(tài)護坡的特點，又有水利工程的功效，得到人們的廣泛關(guān)注，進(jìn)行了一系列的較深入的研究與探索，并且逐步運用到河道工程中，逐漸發(fā)揮著一定的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

1)護坡機理

護坡機理是指在邊坡形成以后，通過種植植物，利用植物與土體的相互作用(根系錨固作用)對邊坡表層進(jìn)行防護、加固,使之既能滿足對邊坡表層穩(wěn)定的要求，又能恢復(fù)被破壞自然生態(tài)環(huán)境的一種有效的固坡手段。生態(tài)護坡是“既滿足河道體系的防護標(biāo)準(zhǔn)，又有利于河道系統(tǒng)恢復(fù)生態(tài)平衡”的系統(tǒng)工程，體現(xiàn)了“人與自然和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展”理念。

2）混凝土花磚草皮護坡的功能

混凝土花磚草皮護坡，具有良好的抗風(fēng)浪沖刷能力，比較適應(yīng)金堤河下游深水區(qū)風(fēng)浪沖刷的要求，且在護坡上種植草皮，具有生態(tài)效益和綠色景觀效益，造價較低。

3）混凝土花磚草皮護坡的結(jié)構(gòu)

混凝土花磚草皮護坡是在結(jié)構(gòu)上留出圓孔網(wǎng)格式的土壤用來種植連接水體的植物，以增加抗沖能力?；ùu與堤身處進(jìn)行透水墊層技術(shù)處理，利用植物根系與坡面土壤的結(jié)合，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高迎水坡面的抗蝕性、抗淘刷性，利用混凝土花磚壓蓋來抑制暴雨徑流和風(fēng)浪對邊坡的侵蝕，增加土體的抗剪強度，大幅度提高護坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力。兩者相結(jié)合，不僅美觀大方，而且對避免邊坡水毀和恢復(fù)綠化功能發(fā)揮著較好的作用。

4）混凝土花磚草皮護坡的優(yōu)越性

與傳統(tǒng)的護坡技術(shù)相比，混凝土花磚草皮護坡除具有增強岸坡穩(wěn)定性、滿足防止水土流失等功能外，還成功地解決了“綠化與硬化”的矛盾，對于營造生態(tài)景觀、改善環(huán)境，起到了積極作用?；炷粱ùu草皮護坡只考慮了護坡上的植物，忽略了動物及微生物，忽略了生態(tài)護坡作為一個完整生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)性，忽略了真正意義上的生態(tài)護坡應(yīng)該是在保證邊坡穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，以營造邊坡系統(tǒng)的生物多樣性為主要目標(biāo)。因此，現(xiàn)有生態(tài)護坡技術(shù)，雖帶有一定的生態(tài)色彩，卻是不完善的生態(tài)護坡技術(shù)?！　?/p>

與傳統(tǒng)的工程措施相比，植物工程措施復(fù)合護坡技術(shù)，具有效率高、適應(yīng)性好、環(huán)境景觀協(xié)調(diào)性好等優(yōu)點，在坡面不穩(wěn)定時，可以調(diào)整自身狀況，來適應(yīng)坡面變化，維持較高侵蝕控制能力，不斷發(fā)揮護坡的工程潛能。

3實施過程

為了驗證混凝土花磚草皮護坡防風(fēng)浪的實際效果，本次試驗選位在北金堤堤防的深水區(qū)，相應(yīng)北金堤樁號為0+100-0+150，該處是歷年堤身坍塌最嚴(yán)重的部位。試驗段沿堤線長50m，臨河堤坡的下半部，此處堤頂高程50.2m，兩邊坡均為1:3，堤腳高程為39.8m，歷史上風(fēng)浪沖刷高度一般為43.5m，按超高1m即44.5m計算，凈高4.7m，順坡寬15m，試驗面積為750m2。上鋪砌6cm厚的混凝土花磚，下鋪15cm厚的中砂作為反濾層；三邊修有底寬50cm、頂寬70cm、深40cm的混凝土排水溝，底邊沿堤腳線修建頂寬30cm、高50cm、底寬45cm的砌石阻滑趾墻，埋于地下30cm，即阻滑趾墻底高程為39.5m，阻滑趾墻頂高程為40m。

試驗于2006年5月28日開始實施，6月5日全部完成，共完成混凝土花磚鋪設(shè)750m2，中砂墊層112.5m3，混凝土排水溝80m，砌石阻滑趾墻52m2，植草750m2，總投資4.32萬元。每平方米造價： 57.6元。

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