学文网【摘 要】通过生态混凝土对河道进行护坡是一项新型的环保技术，其在一定程度上实现了生态修复和重建、河流水土保持以及水质净化等的功能。本文结合九江中小河流治理工程为例，对生生态混凝土在河流治理中的生态护坡应用进行了探析，并探讨了河流生态护坡设计理念和方法，希望能给同行人员提供一点参考。
【关键词】生态混凝土；河流治理；生态护坡应用
1 引言
九江县是鄱阳湖生态经济区的重要组成部分，是鄱阳湖生态经济区38个重点发展县之一。长期以来由于河道堵塞，缺乏有效的治理和维护，遇到不利的自然条件，造成市区洪水淹没等灾害。丰富的水资源没有得到有效利用。而为防止水土的流失，确保河流岸坡稳定和安全，通常采取传统的混凝土或者浆砌块石来护砌河流岸坡，然而，此类做法仅就河道岸坡的稳定性以及其行洪排涝等的功能角度来进行设计施工，却很少去对生态以及环境影响进行考虑。
2 生态混凝土及预制构件
2.1 生态混凝土制备及特性
通常而言，生态混凝土的水灰比为0.2～0.5，集料的配比伴随着集料粒径的减小而稍有增大；碎石的粒径在10～20mm内，堆积密度为1600～1700 kg/m3；掺合剂则以矿渣和粉煤灰为主，以此来降低孔隙内的碱度和提高生态混凝土强度；化学添加剂通常选用具有高效增黏和增韧以及减水效果的聚合***液，以此来提高其胶胶凝效果。生态混凝土经击实和碾压成型之后，需养护28天，其抗压强度能够达到10～35 MPa，孔隙率为20%～30%，表观的密度可为1800～2000 kg/m3，透水系数为1.5～3.0cm /s，具有良好透气性和的透水性。其多孔的结构增大了混凝土比表面积，给生物富集提供了优良的条件。而添加掺合剂则可以使生态混凝土的内部pH值在28天时，可以控制于11.5之下， 而当90天时，则可控制于10之下，这样就不会对植物的生长产生大的危害。
2.2 生态混凝土预制构件
预制构件式则完全突破了现浇式局限，其可以按照设计的模具进行相应的预制构件制作，有利于生产的流水化与自动化，在成型之后，通过自然养护就可以了，其施工方便以及适用范围较广。其不同构型的预制构件如下：
（1）16球联体进行砌块。其也称作16联球板，是由下部16个圆台以及上部16个半球进行组成，而中间则预留了9个直径为80 mm的圆柱形孔洞，其砌块的高为250 mm，并且在砌块间可通过预留连接件连接，有经济、连接件数目少以及护坡稳定的特点。
（2）单球组合。直径为250 mm，其内部则分别沿着x、y、z三维的方向进行预留连接通道，同时保留了一定偏心距，以防止连接时，在球体内部出现碰撞。而单球间采取Φ18钢筋进行相应的连接，形成了长约为100 mm方孔。此预制构件进行多层铺装时，其球层间也可采取钢筋进行连接，以此来增加护坡的稳定性和装配的简单灵活，而钢筋则可起到配筋作用，从而提高了其整体抗折强度。
（3）圆孔形砌块。其砌块的外形尺寸为510 mm×350mm×250 mm，预留3个直径为80mm的圆柱形孔洞于砌块中间，在进行组合护坡时，其砌块间也会产生直径100 mm的孔洞，而在此砌块间的连接缝中则可供植物进行生长。
3 生态混凝土在九江中小河流治理中的应用
3.1 工程概况
根据实测资料，结合地形、水流、风浪、河势及城市景观需求等情况，对土堤堤身迎水面采用生态混凝土护坡。设计护坡堤段沙河桩号0+000～1+400m及沙河街水桩号0+753～0+800。生态混凝土护坡厚度为0.1m，护坡下铺设反滤土工布。主要工程量：生态砼护坡40343m2，无纺土工布40343m2。在汛期洪水来临时，水深增大，风大浪高，且河道比降较大，水流流速较大，直接破坏大堤岸坡和堤坡。因此，有必要对土堤堤坡需采取防护措施。
3.2 护坡设计
3.2.1 护坡范围
本次治理对沙河桩号0+000～1+400及沙河街水桩号0+753～0+800迎水坡采用硬护坡，背水坡采用草皮护坡，临水侧护坡上至堤顶，下至堤脚，对堤脚为临河陡岸的，护坡与护岸固脚相衔接。背水侧用草皮护坡上至堤顶，下至堤脚。
3.2.2 护坡型式
根据堤防工程的实践经验和城市防洪工程的特点，背水侧均采用草皮护坡，迎水坡则选用了生态砼护坡，其厚0.1m，下设无纺土工布；生态砼分隔框格净内空尺寸为3×3m，框格厚度20cm，宽度25cm，采用C20砼浇筑，生态砼浇筑厚度15cm，底部铺设无纺土工布。
3.2.3 护坡厚度设计及选用
生态护坡厚度计算参照砼预制块护坡厚度计算公式进行计算，护坡厚度按生态护坡在波浪压力和浮力作用下，满足整体稳定要求确定，按《水工设计手册》式（18-10-21）计算：
式中：
t―护坡厚度，m。
k―安全系数，本圩为4级堤防，取k=1.15。
2h―设计波高（m），取H1%。
γc―砼的容重，取2.4t/m3。
γω―水的容重，取1.0t/m3。
b―沿堤坡向板长（m），b=3.0m；
α―堤坡与水平线的夹角，m=2.0，α=26.57°。
护坡厚度计算结果见表1。
表1 砼护坡厚度计算成果表
计算断面 计算风速 吹程 计算护坡厚度 设计护坡厚度
m/s m （m） （m）
1+212 25.9 60 0.092 0.15
根据计算结果，设计砼预制块护坡厚度采用15cm。
3.3 护坡工程量
沙河设计生态砼护坡堤段总长2.8km，沙河街水设计生态砼护坡堤段总长96m。主要工程量为：生态砼砼护坡40343m3，无纺土工布40343m2。
3.4 成果
在经过生态混凝土进行护坡后，目前而言，植物的长势非常喜人，其固水保土的效果非常好，岸坡较为安全和稳定，水烛、芦苇和香蒲等挺水植物错落有致、生机盎然形成了非常优美的生态景观。并且在混凝土的间隙之中可经常的发现有螃蟹等动物，重现了河道岸坡生物多样化的局面。此生态护坡工程在确保岸坡的安全与稳定的同时，也成功的构建了动植物可进行和谐生存的家园，保护了水体的生态环境
4 结束语
综上所述，生态混凝土是非常适合河流岸坡的生态修复和重建的新型绿色环保技术，其不仅融合了材料工程学、环境科学、、生物学以及水力学等的多学科知识，同时也集生态修复、水土保持以及水质净化等于一体。
参考文献：
[1]罗仁安，樊建超，冯辉荣，等.生态混凝土护坡与边坡稳定性[J].土工基础， 2005， 19（5）.
[2]刘荣桂，吴智仁，陆春华，等.护堤植生型生态混凝土性能指标及耐久性概述[J].混凝土，2005 （2）.
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