王 洁，王忠凯，李章林，曹 明

(1.扬州市水利局，江苏 扬州 225009；2.泰兴市水务局，江苏 泰州 225400)

现浇绿化混凝土作为一种生态混凝土，萌芽在20世纪中叶的欧洲，由于砂子短缺，英国发明了无砂混凝土。20世纪90年代中期开始，日本进行了混凝土和绿色植物相结合为目标的研究[1]，并于2000年成立了绿化混凝土协会。与此同时，国内学者也进行了大量绿化混凝土研究[2- 9]。现浇绿化混凝土抗冲刷能力强，具有良好的生态型和景观性，是对传统护岸技术的一次重大改变，真正实现了在混凝土上种草的愿望，使刚性护砌与环境绿化完美地结合起来。目前，现浇绿化混凝土广泛应用于上海、浙江、江苏、四川、湖北等地河湖水系、农田水利以及道路交通护岸工程中[10- 16]，2017年扬州市在农村河道整治工程中将现浇混凝土应用于河道护岸工程。

1 扬州市农村河道提标整治工程

农村河道疏浚整治及长效管护是建设水生态文明城市的重要内容，疏浚农村河道、整治农村环境，是农民群众最关心、最直接的现实问题，扬州市委、市政府2014—2015年每年安排1亿元，完成了全市农村河道疏浚整治全覆盖。

随着城镇化建设步伐的加快，对城镇周边水生态环境提出了更高的要求，农村河道疏浚整治及管护需要与水生态文明建设、新型城镇化建设、水美乡村建设相结合，还要积极响应国家“海绵城市”战略要求。市委、市政府在农村河道疏浚整治两年全覆盖基础上，提出开展农村河道提标整治工程建设，加快实施农村水环境、水生态示范工程。

扬州市生态科技新城九圩河先行试点。生态科技新城气候湿润，四季分明，雨量充沛。年平均气温15.2℃，冬冷夏热较为突出。年均降水量1015.9mm，最高1608.6mm(1991年)，最小389.2mm(1978年)，年变幅达3.4倍，且降雨量时空分布不均，年际、年内差异较大，经常出现先旱后涝、旱涝急转、旱涝交替的天气形势。地表沉积以砂壤土为主，俗称“高沙土”。九圩河位于扬州市生态科技新城杭集镇南部圩区，穿越双隆、八圩两个村，与夹江相连，长约2.7km，是圩区内骨干引排河道，保障农田灌溉5000亩，受益人口6000多人。河道自1978年开挖，规划了道路，栽植了水杉，一直处于较好的管理状态。但是，由于河水长期冲刷且“高沙土”，迎水坡多处出现了掏空、断崖式坍塌现象，高大的水杉根部裸露，河床淤积增高，引排能力大打折扣。九圩河提标整治工程涉及整治长度2.43km，河道清淤2.43km，新建护岸4.69km(两岸)，设计河道底宽4.50～6.00m，设计河底高程为0.00m。

2 护岸结构方案比选

项目区河道基本未建护岸，南端排涝站附近建有浆砌块石护坡，其余大部分河段存在岸坡坍塌的现象。规划中该工程的护岸结构主要有绿化混凝土护坡、自嵌式加筋挡墙、浆砌块石挡墙、钢筋混凝土悬臂式挡墙等型式。护岸型式对比见表1。

3 现浇绿化混凝土构造形式及技术要求

3.1 构造形式

绿化混凝土护坡分预制和现浇两种，本工程采用底柱表孔现浇绿化混凝土护坡新技术，主要由底梁、现浇绿化混凝土、客土及营养土、草籽组成。其中绿化混凝土原材料主要为水泥、石子、水、绿化混凝土添加剂。水泥采用强度等级42.5普通硅酸盐水泥，石子粒径为5～20mm。

九圩河现状河道两边为成林成行的参天水杉，风景优美。参照九圩河原设计标准，设计河道底宽4.50～6.00m，河底高程为0.00m；结合现场条件，设计边坡1∶1.60。河道常水位2.20m，护坡底高程0.60m，设0.3m×0.4m底梁；为不破坏现状水杉，护坡顶高程3.20m，不设置隔梗、顶梁，护坡顶部以斜坡连接至原坡面。断面如图1所示。

3.2 关键点控制技术要求

绿化混凝土与普通混凝土相比，其组分缺少沙子，粗骨料之间没有沙子的填充，孔隙增多，孔隙率增大，有些孔隙相互连通，连通的孔隙贯穿混凝

土的厚度方向，贯通孔隙为植物根系生长提供空间，使混凝土上长草具有理论可行性。绿化混凝土保护环境、改善生态条件及基本保持原有防护作用等基本功能的实现，需要注意以下关键点。

3.2.1 孔隙率控制

孔隙率指块状材料中孔隙体积与材料占自然状态下总体积的百分比。绿化混凝土的孔隙率是绿化混凝土一个至关重要的参数，有效孔隙能够储存水分、养料，并且连通孔隙允许植物根系的穿过。有效孔隙率可以用排水法测得。研究表明，绿化混凝土连通孔隙率在25%以上，就能满足植物生长对孔隙率的要求[17]。本工程绿化混凝土使用具有发明专利“底柱表孔型现浇绿化混凝土及制备方法和设备”(申请号201610158057.3)和实用新型专利“现浇混凝土护坡结构”(申请号201621085759.5)规定的原材料组分制备，孔洞孔隙率在25%～35%之间，满足植物生长对孔隙率的要求。

3.2.2 孔隙盐碱环境改造

植物生长需要适宜的酸碱环境，一般适合植物生长的pH值为7～8，而普通混凝土中由于存在大量水泥水化产物，其孔隙间碱性水环境的pH值为12.5～13.5，因此要取得良好的绿化和防护效果必须要降低绿化混凝土的碱性。本工程使用具有发明专利“绿化混凝土添加剂”(申请号201610158058.8)中规定的添加剂组分，其成分主要由水、保水剂、氮磷钾肥、氨基酸、黄腐酸、生根剂、赤霉素等组成，能中和混凝土碱性，储存微量的多种能促进植草生长的营养元素，保障植物正常生长。

表1 护岸型式比选

图1 九圩河CS0+900断面结构图

3.2.3 护坡强度

绿化混凝土不仅要种植出植物，还要保持其基本的结构功能，应具有一定的强度，尤其是应用在河岸护坡的绿化混凝土。绿化混凝土孔隙率越高，强度越低，本工程使用的绿化混凝土孔洞孔隙率在25%～35%之间，能满足护坡强度要求。且底柱表孔制备方法及施工工艺，结构合理，强度大，表面均匀分布的孔洞特别适合根系较粗的植物生长，而且底部插入泥土中的混凝土柱状体像钉子一样牢牢扎入河坡中，能有效防止混凝土的滑落等现象，使护坡更牢固。

4 护坡效果

本工程现浇绿化混凝土护坡整体稳定好，2017年汛前完工后，已经经受住2017、2018年汛期洪水及暴涨暴落水位条件的持久性适应性考验，同时表现出良好的生态功能，生态效果如图2所示。现浇绿化混凝土护坡在自然地形、地貌、不破坏现有水杉的基础上，建立起阳光、水、植物、生物、边坡之间的生态系统。此外，绿化混凝土护坡利用植草生长和自身的多孔隙结构起到缓冲过滤、水质净化的作用，夯实堤坡，防止水土流失，甚至在绿化混凝土上发现了生长的螺蛳，同时还能调节气候，在一定程度上减少城镇热岛效应。总之，通过现浇绿化混凝土护坡，治理后的九圩河“水清、河畅、岸绿、景美”，实现了真正意义上的水生态修复。

图2 九圩河现浇绿化混凝土生态效果图

5 结语

现浇绿化混凝土护坡技术是目前非大流量行洪河道护坡中较先进的技术，具有护坡固土、生态景观、节省材料、广泛适用、施工简便等特点，是治理河坡坍塌、城市黑臭河道生态整治的最佳选择，应用前景广阔。九圩河护坡现浇绿化混凝土整治效果显现后，扬州市陆续在扬泰机场护场河、开发区大寨河、邗江区运西中心河、团结河及江都区农村河道整治工程中进行了应用，效果显著。