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2016~2018年长兴岛河道整治工程岸坡设计与实践

2020-11-06尹晓明

中国水运 2020年8期
关键词:河道整治实施效果

尹晓明

摘 要:河道护岸、护坡的设计应综合考虑占地、规划、航运、现状、地质、人民生活的需求等多方面因素进行针对性设计。考虑岛域的水生态环境,同时考虑土质粉砂的特性,长兴岛护岸结构的设计需同时具有挡土作用和景观效果,本文以长兴岛2016~2018年近三年河道治理工程为例,对设计所采用的护岸、护坡形式、施工效果及出现的问题进行了介绍,可为以后类似河道整治工程的岸坡设计提供借鉴。

关键词:河道整治;岸坡设计;实施效果

中图分类号:U61             文献标识码:A            文章编号:1006—7973(2020)08-0083-03

长兴岛位于长江入海口,是长江口第二大岛。东临横沙航道,西北侧为青草沙水库,南依长江口南支水道,北望崇明岛,四面环水。经历年围垦,岛内形成6个较大的自然排水圩区,在水利区划上,长兴岛独立成片。护岸、护坡建设是河道整治工程中的主要组成部分,它既是水体与陆地的结合部,也是水体生态和陆地生态之间的过渡带[1]。本文以长兴岛2016~2018年近三年河道治理工程为例,对设计采用的护岸、护坡、实施效果及出现的问题进行了阐述。

1 工程概况

近年以来,随着区域社会经济的高速发展、城市规模的迅速扩张和常住人口的不断增长,长兴岛水污染问题日益突出,存在过水断面不足,除涝能力低下,岸线直立硬质,水陆生境阻碍,护岸稳定性低,直排污染普遍,水质问题凸显,水体动力不足,环境容量下降,生态系统失衡,自净能力丧失等诸多问题。

依据“先沟通、后提标、重点解决黑臭问题”的原则,2016~2018年综合运用新开河道、河道生态治理、河道轮疏、截污纳管、引清调水和长效管理等措施,分三年采用分期推进、分项整治的方式,对长兴岛水系开展水环境综合治理。

2 平面布置

对于达到规划规模的河道,按照规划蓝线实施;达不到规划规模的河道,由于大多数河段现状两岸多为密集的民房,根据现场踏勘和有关部门意见征询的结果,涉及到农用地土地流转,近期不具备实施条件,设计河口线基本按现状布置。

2.1护岸

2.1.1按规划布置断面

对于有条件按规划规模整治的岸段,断面设计考虑耐久性、稳定性、安全性好的硬质护岸。考虑到居民住房沿河密布,应尽可能减小基坑开挖范围以降低对岸上房屋建筑的影响,2016、2017年推荐方案分别为“方桩导梁+生态膜袋”、 “方桩导梁+景观黄石”结构,完工后岸上景观效果较好,但生态性较差,尤其在枯水期,钢筋砼挂板裸露,不能为螃蟹等爬行动物提供栖息场所,不利于水生生境的构建。

硬质护岸阻断了水上水下生态系统的连贯性,维护管理要求高,造价也偏高。考虑到长兴岛定位为生态岛,对生态和景观要求较高,为更好地与两岸现代社区风貌协调一致,2018年推荐采用生态性好、目前应用较广、具有较好透水性和结构稳定性的箱型生态砌块挡墙[2]。因河道临近道路和房屋,开挖条件受限,此护岸型式需要支护。完工后对于河口宽度较大岸段整体效果较好,但对于河口宽度较小岸段,此护岸结构较大,一定程度上束窄河床。各护岸特点详见表1、图1~图3。

2.1.2未达规划规模按现状布置断面

考虑大部分河道河口未达到蓝线规模,为过渡时期采取的措施,护岸设计使用年限较短,约为10年,远期按规划规模实施后护岸即为废弃工程,同时为了适应河道岸后紧邻道路或有房屋的岸段开挖面较小的要求,采用密排松木桩的临时护岸结构型式。

松木素有“水下万年松”之美誉,因此,木桩顶高程设为常水位以下2.00m,木桩长4m,桩径150mm,桩后布置无纺土工布,并在桩后通常设置Φ150mm半圆木,用钢钉固定。

木桩施工简单快速,适应性好,2016~2018年临近道路、房屋岸段均采用木桩护岸,完工后,整体效果较好。

2.2护坡

岸后为桔园或农田的,考虑保留河道本身的生态性,拟采用护坡结构。河道护坡材料选用时要尽量选用接近自然又利于植物生长的抗冲生态材料,目前常用的护坡型式主要有绿化砼护坡、生态袋护坡、原位固化海绵土护坡、水土保护毯护坡、石笼网垫护坡、干砌石护坡[3~5]。

(1)绿化砼护坡。现浇绿化砼护坡新技术(绿化混凝土)是由粒径比较小的碎石、水泥、水与专用添加剂配伍的新型绿化混凝土。其孔隙率高达25%-35%,其最大抗压强度能在8N/mm?左右,适应根系3mm以下的各种草本及水生植物生长。

(2)生态袋护坡。生态袋是由聚炳烯(PP)或者聚酯纤维(PET)为原材料制成的双面熨烫针刺无纺布加工而成的袋子。生态袋护坡,是在生态袋里面装土,用扎带或扎线包扎好,通过有顺序的放置,形成生态护坡。

(3)原位固化海绵土护坡。原位固化海绵土护坡,是根据原位土壤的特性参数,将多种无机材料、高分子材料有机调配成土壤胶凝剂,充分利用土壤中的Si4+、Si2+、Ca2+、Al3+、Fe2+,將其活性激化,形成胶体并组成稳定空间网状结构,把松散的土壤胶结成具有整体强度、承载能力、抗渗能力、耐久性和保水性的护坡技术。

(4)水土保护毯护坡。水土保护毯是进口的一款开放型3D柔性生态水土保护毯,它由聚酰胺(PA)干拉一次成型,可铺设在边坡表面,并播种植物,为各类边坡提供即时性和永久性的保护,适用于全球各种环境的水土流失与园艺工程。

(5)石笼网垫护坡。石笼网片是将抗腐蚀、耐磨损、高强度的低碳高镀锌钢丝、铝锌合金涂层钢丝或包裹聚氯乙烯(PVC)的以上同质钢丝,由专用机械编制成铰合状的六边形网格的网片。根据不同的需要可将石笼网片加工成 “网箱”、“护垫”、“植被挂网”、“加筋网笼”等。石笼网垫及石笼网片护垫,网垫可铺设在边坡表面,为各类边坡提供即时性和永久性的保护,

(6)联锁块护坡。联锁块护坡即水泥混凝土联锁块铺面,具有密实度好、强度高、抗冲击能力强、抗冻、抗腐蚀、持久耐用、可重复使用又能恢复生态、提升环境景观等优点。

3 结语

考虑岛域的水生态环境,同时考虑土质粉砂的特性,长兴岛护岸结构的设计需同时具有挡土作用和景观效果。长兴岛近三年河道整治工程岸坡设计经验可总结为以下几点,为以后类似河道整治工程的岸坡设计提供借鉴。

(1)对于达到规划规模的河段,箱型生态砌块目前应用较广,但此护岸型式对河床有一定的束窄,更适用于河口较宽的河段。木桩护岸作为临时性护岸施工简单,适应性强,应用范围广,但将防腐做好、做生态仍是较难的课题。

(2)长兴岛表层填土层和其下砂质粉土层土质均较差,为保证河道边坡稳定,水上无护砌土坡设计坡比不陡于1:2.5,水下疏浚坡比不陡于1:3,如因空间受限不能满足,应根据河段特点选取适合的护砌材料进行护砌。

(3)天然植被护坡生态性好,造价低,但在植被长出之前汛期易出现雨淋沟,对岸坡稳定不利。绿化混凝土护坡空隙率高,透水性、生态性好,但需专业施工队伍实施方有效果,施工质量应严格把控。土工膜袋护坡植被覆盖率高,生态性好,但不同的土工膜袋价格相差较大,施工单位往往为了追逐暴利选取价格低廉劣质的膜袋以次充好。

参考文献:

[1]胡思捷,霍达.崇明区桩板式护岸生态化改造设计方案探讨[J].中国水运(下半月),2018,18(08):142+144.

[2]钦震杰,朱春蓉.新型生态砌块在河道整治工程中的应用[J].水利规划与设计,2019(01):143-145+152.

[3] 张建. 永定河(北京段)典型生态护岸材料和结构筛选[D].北京林业大学,2019.

[4]林发永,金卫民,翁明华,蔡峰.上海市南汇五灶港绿化混凝土生态护坡试验[J]. 中国农村水利水电,2006,(08):122-124.

[5]刘翰生. 柔性生态水土保护毯在河道生态治理中的应用[J]. 水利科技,2019,No.163(02):15-17.

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