李超

摘要：水利工程作為國家惠民工程，其建設(shè)施工一直都是人們所重視的內(nèi)容。隨著各新型技術(shù)與材料的不斷推出，逐漸被應(yīng)用到水利工程建設(shè)中，這對提高工程施工質(zhì)量具有重要的推動作用。加強(qiáng)對水利工程施工技術(shù)的研究，探索分析實際施工中存在的問題，對進(jìn)一步改善施工效果意義重大。本文主要針對水利工程中河道生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)進(jìn)行分析，結(jié)合以往施工經(jīng)驗，確定施工技術(shù)要點與基本要求，總結(jié)施工原則，爭取為后續(xù)的工程施工提供一定指導(dǎo)，降低各類因素對工程建設(shè)效果產(chǎn)生的不利影響。

關(guān)鍵詞：水利工程;河道生態(tài)護(hù)坡;施工技術(shù)

一、前言

河道生態(tài)護(hù)坡是水利工程施工建設(shè)的重要內(nèi)容，功能性非常強(qiáng)，包括抗旱防洪、景觀以及保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)等，越來越受到施工單位的重視。我國水利工程建設(shè)越來越多，如果不對施工作業(yè)加以科學(xué)管理，工程建設(shè)將會對周邊生態(tài)環(huán)境以及水源產(chǎn)生一定不利影響。加強(qiáng)對河道生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)的研究，對提高水利工程建設(shè)綜合效益具有重要意義，更加符合我國可持續(xù)發(fā)展基本理念，值得做更深一步的研究分析。

二、水利工程建設(shè)產(chǎn)生的影響

（一）水利工程施工影響

水利工程建設(shè)的根本性目的在于改善當(dāng)?shù)厮到y(tǒng)，為生產(chǎn)生活創(chuàng)造更佳用水條件，是重要的惠民工程。但是往往在施工過程中因為管理不當(dāng)而對周邊環(huán)境產(chǎn)生很多不利影響。

1.地下水位浮動變化大，水面上升或下降導(dǎo)致土地出現(xiàn)沼澤化以及地面不平整等問題，影響工程的正常建設(shè)，加速道路損壞，產(chǎn)生一系列不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

2.隨著整個行業(yè)的快速發(fā)展，在實際施工中，逐漸應(yīng)用新型材料，以混凝土為例，施工時產(chǎn)生的粉末塵埃擴(kuò)散在到空氣中產(chǎn)生環(huán)境污染[1]。

3.水利工程施工會促使周邊地基情況產(chǎn)生變動，甚至?xí)刑目赡苄?，危險性非常大。

（二）河道治理現(xiàn)存問題

河道治理也是水利工程建設(shè)以及管理需要研究的內(nèi)容，以往所采取的管理要點在于水體污染，但是生態(tài)護(hù)坡的建設(shè)中會應(yīng)用到抗凍劑、膨脹劑等輔助材料，對周邊環(huán)境以及生物的生存產(chǎn)生威脅，加速水質(zhì)的惡化，長時間持續(xù)下來就會造成周邊環(huán)境的破壞。

尤其是現(xiàn)在很多水利工程建設(shè)，多會選擇應(yīng)用混凝土、漿砌石等原材料進(jìn)行護(hù)坡施工，雖然可以達(dá)到良好的穩(wěn)固堤岸效果，但是對生態(tài)系統(tǒng)的影響非常嚴(yán)重，導(dǎo)致植被成活率大大降低，甚至還會降低河道內(nèi)水體功能的正常作用，破壞水體的生態(tài)平衡，壓縮周邊野生動植物的生存空間[2]。

三、河道生態(tài)護(hù)坡功能性分析

（一）防洪抗旱功能

生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在我國水利工程建設(shè)中應(yīng)用越來越廣泛，施工技術(shù)也逐漸完善，相比傳統(tǒng)護(hù)坡形式其所具有的優(yōu)勢也逐漸的凸顯出來。最為重要的一點即防洪抗旱作用，生態(tài)護(hù)坡技術(shù)可以根據(jù)水域特點來調(diào)整河道內(nèi)水流情況，并且設(shè)置的豐富植被能夠在較大程度上抵御洪水帶來的侵蝕，確保周邊環(huán)境的安全性[3]。

遇到氣溫較高的氣候條件，護(hù)坡上的植被還可以將水分釋放到河道內(nèi)，有效緩解河流干旱問題，實際應(yīng)用功能性顯著。

（二）生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)

水利工程傳統(tǒng)的護(hù)坡形式會對周邊生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一定影響，壓縮原有動植物的生存空間，擾亂生態(tài)系統(tǒng)的平衡。而選擇應(yīng)用生態(tài)護(hù)坡技術(shù)施工，可以更大程度上在遵循自然規(guī)律和生態(tài)環(huán)境特征的前提下進(jìn)行施工，盡量維持物種之間的平衡，做到人與自然之間的和諧相處。

生態(tài)護(hù)坡施工時，可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況，充分考慮水文地質(zhì)條件、氣候以及植被狀況等條件，來合理選擇合適的植被種類，既可以達(dá)到護(hù)坡效果，又可以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，促使護(hù)坡植被能夠有效融入當(dāng)?shù)卦猩鷳B(tài)環(huán)境中，為河道周圍動物提供一些生活場所以及食物[4]。

（三）系統(tǒng)景觀功能

以往水利工程河道護(hù)坡多以混凝土、漿砌石等原材料施工，可生存植被較少，雖然可保持較高的穩(wěn)固效果，但是相比原有生態(tài)景觀視覺上存在較大差異。選擇生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)，完全可以解決此問題，多選擇原生態(tài)植被施工，包括林木、花草等，合理安排植物間距與種類，降低工程建設(shè)對環(huán)境破壞的同時，保持良好的景觀效果。

通過原生態(tài)植物護(hù)坡這一方法，還可以對工程施工破壞掉的河道水域進(jìn)行修復(fù)，促使原有自然生態(tài)景觀的恢復(fù)，提高環(huán)境的美化效果。但是需要注意所選植被種類的科學(xué)性，將其與河道護(hù)坡要求有機(jī)結(jié)合起來，達(dá)到最佳施工效果。

四、河道生態(tài)護(hù)坡施工基本原則

（一）設(shè)計施工原則

水利工程建設(shè)選擇應(yīng)用河道生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)，想要將其所具有的功能性完全發(fā)揮出來，前提必須要遵循專業(yè)設(shè)計原則進(jìn)行合理設(shè)計，綜合多項因素做好前期充分準(zhǔn)備，為后續(xù)的實際施工打好基礎(chǔ)。

基本原則主要涉及以下幾個方面：

1. 護(hù)坡植被選擇多樣性，應(yīng)與原有生態(tài)系統(tǒng)保持良好的共通性，可以適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，能夠有效生長繁殖。

2. 滿足河道岸坡以及水利工程基本功能需求，例如灌溉、排澇。

3. 重視經(jīng)濟(jì)性原則，綜合多項因素制定科學(xué)可行的施工方案，合理控制施工成本，通過對技術(shù)材料的選擇與搭配，來達(dá)到最佳施工效果。

4. 科學(xué)性設(shè)計，一切從實際情況出發(fā)，根據(jù)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)以及氣候條件，確定各技術(shù)要點，通過科學(xué)設(shè)計來削弱各類因素帶來的不良影響，加強(qiáng)生態(tài)護(hù)坡與周圍環(huán)境的聯(lián)系。

5. 充分利用原則，即提高自然環(huán)境以及自然材料的利用率，避免水利工程施工材料對原有生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生污染，將影響控制到最低。

（二）生態(tài)護(hù)坡植被選擇

生態(tài)護(hù)坡施工形式可選擇性比較多，靈活性較強(qiáng)，足以應(yīng)對不同的現(xiàn)場條件。其中，護(hù)坡植被種類的選擇與搭配是一項要點，需要提前統(tǒng)計了解周圍環(huán)境植物種類和特征，綜合考慮環(huán)境特點，完成科學(xué)性選擇。

1. 基于當(dāng)?shù)刈匀粴夂蚺c氣象條件，所選植被能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。

2. 考慮植物生長對土壤的需求，可以當(dāng)?shù)刂参餅橹鳎乙獋?cè)重于對土質(zhì)要求低的植物種類，提高植物與環(huán)境的融合性[5]。

3. 選擇抗病蟲害能力強(qiáng)的植物種類，且以生命周期長的植物為主。

4. 具有較強(qiáng)的觀賞性，改善護(hù)坡景觀效果。

5. 以后期養(yǎng)護(hù)管理難度小的植物為佳，盡量不要選擇成本較高的植物種類，將此方面的經(jīng)濟(jì)投入控制在一個合理范圍。

五、河道生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)要點

（一）植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡

植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡是目前我國水利工程河道護(hù)坡施工常用形式，其實應(yīng)用多孔混凝土與適量混合料、粗骨料、水泥等原材料混合后，在于保水劑進(jìn)行結(jié)合，通過有機(jī)材料聯(lián)合無機(jī)材料的方式，在提高土壤與巖石連接力的同時，為植被生長提供充足水分。

相比傳統(tǒng)護(hù)坡形式，其具有更強(qiáng)抗沖擊能力，植被型生態(tài)護(hù)坡具有良好的防水效果，可改善土壤情況，進(jìn)一步增加植被成活率，提高對水體流失等問題的抵御力，降低土壤被侵蝕力度，保證河道堤岸的穩(wěn)固性[6]。

此種護(hù)坡形式施工的重要一點就在于植被種類以及數(shù)量的確定，一般應(yīng)適當(dāng)?shù)脑黾雍拥乐苓呏参?，在保證生態(tài)環(huán)境與護(hù)坡技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展的同時，搭配應(yīng)用生態(tài)磚嵌固處理的方式，來進(jìn)一步提高護(hù)坡封鎖能力，避免生態(tài)磚之間產(chǎn)生移動。

生態(tài)磚常見的處理方法包括聯(lián)鎖式砌塊與鉸接式砌塊，其中后者是應(yīng)用繩索連鎖型矩陣鋪設(shè)，通過高效護(hù)坡強(qiáng)化生態(tài)磚與地面、坡面的契合度，提高生態(tài)性的同時，促使護(hù)坡結(jié)構(gòu)適應(yīng)性更強(qiáng)，達(dá)到河道護(hù)坡高整體性、抗沖擊性施工效果，避免水土流失問題的發(fā)生。

（二）基于土工材料生態(tài)護(hù)坡

應(yīng)用土工材料進(jìn)行河道生態(tài)護(hù)坡施工，即應(yīng)用噴塑金屬網(wǎng)進(jìn)以及碎石型種植土壤結(jié)合，以此來提高結(jié)構(gòu)護(hù)坡的抗腐蝕性，形成有效的復(fù)合種植基，優(yōu)化護(hù)坡結(jié)構(gòu)性能的同時，為周邊植物的生長創(chuàng)造有利條件。

就實際應(yīng)用效果來看，土工材料生態(tài)護(hù)坡實用性比較強(qiáng)，可適用于不同地理水文條件，尤其是水流速度比較快的河道優(yōu)勢更加明顯。

實際施工中，可選擇土工與草皮材料結(jié)合建立土工格或土工網(wǎng)墊護(hù)坡形式。一般可選擇聚丙烯、聚乙烯等材材料與碎石進(jìn)行結(jié)合，通過高分子材料輔助實現(xiàn)網(wǎng)墊與種植型土壤的有效配合，撒上草種即可完成新型復(fù)合種植護(hù)坡。

網(wǎng)墊結(jié)構(gòu)是應(yīng)用多層網(wǎng)結(jié)構(gòu)以熱熔焊接的方式對各網(wǎng)點進(jìn)行有效連接，并通過設(shè)置網(wǎng)狀空間來進(jìn)一步提高基土穩(wěn)定性。基于周邊環(huán)境地質(zhì)水文條件，來向網(wǎng)格內(nèi)填入土壤、砂礫碎石，營造植物生長條件，待植被生長發(fā)育后便會與網(wǎng)墊層相互結(jié)合成為一個整體，不僅可以滿足植被生長要求，同時又可以提高護(hù)坡的摩擦阻力，進(jìn)一步改善護(hù)坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[7]。

（三）植物固土生態(tài)護(hù)坡

生態(tài)護(hù)坡技術(shù)應(yīng)為更適應(yīng)持續(xù)發(fā)展理念，被越來越廣泛地應(yīng)用于水利工程施工，且能夠根據(jù)實際情況來靈活選擇護(hù)坡形式，適應(yīng)性更強(qiáng)。在所有生態(tài)護(hù)坡形式中，以植物固土法應(yīng)用最為廣泛，其主要是通過植物發(fā)達(dá)根系來對護(hù)坡土壤進(jìn)行固定，并輸送氧氣，利于護(hù)坡植被的生長，減少水土流失，改善原有土壤環(huán)境的生態(tài)情況，避免因為施工而造成環(huán)境破壞。選擇此種方法施工的關(guān)鍵在于植被的合理選擇，以根系發(fā)達(dá)的植物種類為最佳，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、氣候條件以及工程資本等，合理選擇并搭配最佳種植植被[8]。

需要對待施工、待種植區(qū)的實際條件進(jìn)行全面考察，制定科學(xué)可行的實施方案，確保能夠為植被生長提供充足養(yǎng)分，維持良好的生長狀態(tài)。面對不同的河道環(huán)境，在選擇護(hù)坡栽種植物種類時，還需要將植物自身抵抗能力考慮在內(nèi)，且要注意景觀搭配，在提高護(hù)坡功能性的同時，具有良好的觀賞性與經(jīng)濟(jì)性。

植物固土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)已經(jīng)相對成熟，能夠更大程度上滿足護(hù)坡植物的多樣性與實用性，確保達(dá)到與預(yù)期一致的施工效果。

（四）基于網(wǎng)格生態(tài)護(hù)坡

網(wǎng)格生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在水利工程建設(shè)中也比較常見，其實以混凝土、石頭等材料為主體，進(jìn)行網(wǎng)格結(jié)構(gòu)規(guī)劃，完成河道生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在網(wǎng)格中間種植合適的植物種類，形成綜合有效的網(wǎng)格生態(tài)護(hù)坡模式。實際施工中技術(shù)工藝落實比較簡單，受外部因素的干擾比較小，且效果顯著，成本控制合理，既可以達(dá)到護(hù)坡功效，又能夠提升護(hù)坡觀賞性。

綜合多方面來講，與其他生態(tài)護(hù)坡技術(shù)相比，基于網(wǎng)格生態(tài)護(hù)坡形式前期所需投入的成本較多，必須要綜合多方要素進(jìn)行全面分析，做好預(yù)算設(shè)計，充分考慮護(hù)坡資金的可承受能力，根據(jù)不同階段實際情況選擇最優(yōu)施工方案，確保資金具有較高的利用率[9]。

網(wǎng)格生態(tài)護(hù)坡技術(shù)更適用于農(nóng)村大型排水罐區(qū)，在資金允許的條件下，對周圍河岸周邊環(huán)境提供可靠保護(hù)，同時植被又具有較高的穩(wěn)定性，實用性比較強(qiáng)。

（五）多元化生態(tài)護(hù)坡

雖然我國水利工程建設(shè)數(shù)量在不斷的增加，但是因為不同區(qū)域地理條件千差萬別，在選擇河道護(hù)坡形式上也就存在很強(qiáng)的差異，還需要根據(jù)當(dāng)?shù)厮亮魇嶋H情況，以及水文地質(zhì)條件等，來綜合必選確定最佳方案。應(yīng)堅持因地制宜基本原則，從當(dāng)?shù)匦枨笠约皩嶋H特點出發(fā)，有針對性地進(jìn)行施工設(shè)計，并采取有效措施督促目標(biāo)實現(xiàn)。

對待施工區(qū)域進(jìn)行全面考察，分析并確定水土流失的可能性與狀態(tài)，以便于確定針對性修復(fù)辦法。包括對當(dāng)?shù)赝寥狼闆r、溫度濕度以及氣候條件等元素的分析，同時要掌握植被生長特點，科學(xué)選擇植物種類，確定搭配方案，在達(dá)到護(hù)坡功效的同時，維持當(dāng)?shù)刂脖坏亩鄻有?，建立多層次、多元化的生態(tài)系統(tǒng)，避免因為施工而影響到當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)穩(wěn)定性，這樣不僅可以延長工程可使用年限，同時有可以降低后期維護(hù)的投入，保持較高的經(jīng)濟(jì)效益。

可以將生態(tài)修復(fù)看作重要的研究方向，即在工程建設(shè)過程中，采取科學(xué)方法積極有效的模擬生態(tài)體系，最大程度上來還原自然環(huán)境原有狀態(tài)，實現(xiàn)工程與自然、人與環(huán)境之間的和諧相處。

六、河道生態(tài)護(hù)坡施工優(yōu)化策略

（一）工程概述

以某河道治理工程為例，河道全長為11.63 km，周邊地質(zhì)基本上衣粉土細(xì)沙為主，水土流失比較嚴(yán)重。同時，現(xiàn)場勘查確定邊坡較大，加速水土流失。修復(fù)改造施工要求提高護(hù)坡穩(wěn)定性，減少水土流失的同時，保持較強(qiáng)的景觀效果，要求施工后邊坡完整率在95%以上，進(jìn)行植物培植后 ≤ 20 d產(chǎn)生綠化效果。

（二）河道護(hù)坡施工

1.六棱框格植草防護(hù)

對河道坡面做夯實處理，以設(shè)計圖紙為依據(jù)進(jìn)行坡腳放樣，針對護(hù)腳做淺挖基坑處理并要夯實達(dá)標(biāo)。將提前準(zhǔn)備好的土工布鋪滿溝槽底部，進(jìn)行混凝土澆筑，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后按照由上至下的順序鋪筑提前預(yù)制的混凝土六棱框格[10]。要求六棱框格安裝就位必須要準(zhǔn)確，做到線條順直、清晰、表面平順，保證相鄰兩塊之間距離與設(shè)計規(guī)范相符。鋪筑完成后想六棱框格內(nèi)回填碎石，最后播撒草籽，形成生態(tài)護(hù)坡，如圖1所示。

2. 格賓護(hù)墊植草護(hù)坡

選擇格賓護(hù)墊植草護(hù)坡技術(shù)施工，需要對河道邊坡進(jìn)行夯實處理，并在處理后的坡面上鋪設(shè)一層10 cm的中粗砂，以設(shè)計圖紙為依據(jù)，完成格賓護(hù)墊位置的放線，并完成相應(yīng)的安裝與綁扎作業(yè)。向格賓護(hù)墊之中裝填石料，并應(yīng)用絞合鋼絲將蓋板與邊板、隔板以及端板全部連接成一個整體結(jié)構(gòu)。完成格賓護(hù)墊鋪設(shè)后，向其中回填50 cm左右的種植土，夯實后鋪設(shè)草皮完成護(hù)坡施工。圖2為格賓護(hù)墊植草護(hù)坡斷面。

3. 加筋麥克墊植草護(hù)坡技術(shù)

實際施工時，需要對河道坡面進(jìn)行全部夯實處理，在坡面上鋪設(shè)一層40 cm左右的種植土，并在此做夯實處理。以設(shè)計圖紙為依據(jù)，鋪設(shè)加筋麥克墊并將其固定，向其中回填10 cm的種植土，保證所選種植土達(dá)到施工要求。回填的種植土同樣進(jìn)行夯實處理，并鋪設(shè)草皮完成護(hù)坡施工。如圖3為加筋麥克墊植草護(hù)坡斷面示意圖。

4. 方案對比選擇

從技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)效益以及施工效果等不同方面進(jìn)行比較分析，確定三種不同河道護(hù)坡方案均具有較高的可行性。

（1）技術(shù)角度來講現(xiàn)場可操作性均比較強(qiáng)，且能夠達(dá)到穩(wěn)定護(hù)坡與景觀綠化的效果。

（2）經(jīng)濟(jì)角度加筋麥克墊植草護(hù)坡技術(shù)相比，前兩者的57.23元/ m2與61.92元/ m2，其38.61元/ m2經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢顯著。

（3）施工效果角度分析，加筋麥克墊植草護(hù)坡技術(shù)更為簡單，且成坪效果快，因此可確定其為最佳施工方案。

七、結(jié)束語

水利工程河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)越來越成熟，且實際施工中可根據(jù)現(xiàn)場條件來綜合比對選擇，在工程建設(shè)中優(yōu)勢明顯，尤其是其更符合可持續(xù)發(fā)展理念，因此具有持續(xù)研究的意義，應(yīng)不斷在施工中總結(jié)經(jīng)驗，爭取為后續(xù)的工程建設(shè)提供可參考依據(jù)，提高工程施工綜合效果。

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