黃 峰,汪 培
(陜西省安康市漢濱區(qū)水利局,陜西 安康 725000)
月河是漢江左岸較大的一級支流,發(fā)源于漢陰縣鳳凰山主峰鐵瓦殿,由西向東流經(jīng)安康市漢陰縣、漢濱區(qū)兩地,在安康市漢濱區(qū)建民街道辦事處紅蓮村匯入漢江,流域面積2 830 km2,干流長95.2 km,平均比降2.79‰。月河流域降水豐沛,常出現(xiàn)暴雨,形成洪水。整個流域呈扇形,漢濱區(qū)境內(nèi)較大支流有恒河、洋溢河、花園溝及付家河等。嵐河漢江右岸一級支流,發(fā)源于平利縣大巴山馬家埡口,在漢濱區(qū)嵐河鎮(zhèn)匯入漢江,流域面積2 130 km2,干流長153 km,平均比降6.03‰。黃洋河漢江右岸一級支流,發(fā)源于平利縣鳳凰尖山,在漢濱區(qū)張灘鎮(zhèn)奠安村匯入漢江,流域面積964 km2,干流長126 km,平均比降7.9‰。
漢濱區(qū)地處北亞熱帶邊緣濕潤季風氣候區(qū),氣候溫和、四季分明、雨量充沛、無霜期長,熱量充足、光照適中。區(qū)域多年平均氣溫為15.6 ℃;極端最高氣溫為41.7 ℃,極端最低氣溫為-9.5 ℃;多年平均日照時數(shù)為1 739.4 h;多年平均霜日數(shù)為47.8 d;初霜日期為11月18日,終止日期為3月12日;多年平均降雪日數(shù)為12.9 d,積雪日數(shù)為2.1 d,最大積雪深為11 cm;最大凍土深為7 cm,多年平均降水量為825.6 mm;多年平均蒸發(fā)量為1 477.8 mm(20 cm蒸發(fā)器)。
漢濱區(qū)在境內(nèi)的月河流域,以及漢江的嵐河、黃洋河從2011年開始實施中小河流治理項目,到目前已分段分批次實施了七個項目(見表1),其中月河干流實施4段次,支流實施1段次,嵐河、黃洋河各實施1段次。采用了多種護坡形式,經(jīng)過幾年運行,其中優(yōu)缺點逐步顯現(xiàn),本文作者從自己親身實施、管護出發(fā),總結(jié)各類護坡特點,分析較適合當?shù)氐谭雷o坡形式的類型,為以后該類工程建設提供借鑒和參考。
由表1可以看出,在月河干流段已采用的護坡形式有生態(tài)砼護坡和干砌石護坡,在支流采用的護坡形式有鉸接式護坡,嵐河堤防采用漿砌石擋墻,黃洋河堤防采用漿砌石護坡。這些堤防均已經(jīng)過了至少一個汛期的考驗,算是成功的護坡形式。
生態(tài)砼護坡也叫無砂生態(tài)砼護坡,是近年廣泛推廣應用的新型砌護材料,也稱環(huán)保型綠化混凝土,是適應植物生長、可進行植被作業(yè)的砼,具有砌護功能、通過利用生態(tài)砼孔隙植草改善自然環(huán)境功能。該項技術(shù)于2011年首次在月河干流“恒口段堤防工程”中引進并成功使用,經(jīng)過近10個汛期,特別是經(jīng)受住了2012年7月4日月河接近20 a一遇洪水的考驗。隨后在干流大同至五里鎮(zhèn)、五里集鎮(zhèn)段兩處應用,效果也比較好。
表1 安康漢濱區(qū)已實施堤防工程匯總表
在月河大同至五里鎮(zhèn)段采用的干砌石護坡,是漿砌石框格網(wǎng)內(nèi)嵌干砌石,算是漿砌石護坡與干砌石護坡的改進型。干砌石縫隙間充填粘土,撒草籽,自然生長草皮護坡??蚋癫捎肕7.5漿砌石,橫截面尺寸40 cm×50 cm,框格間距為2.4 m×2.4 m(中線距離),框格內(nèi)凈間距2.0 m×2.0 m;框格內(nèi)填干砌石厚40 cm,干砌石下鋪設厚10 cm砂礫石墊層。沿水平方向每六個方塊為一個單元,每個單元長度為14.8 m,單元與單元之間留2 cm伸縮縫,內(nèi)填閉孔泡沫板。
鉸接式生態(tài)護坡設計在月河左岸最下游支流—付家河建民辦事處段,該種護坡形式是由一組尺寸、形狀和重量一致預制混凝土塊,用鍍鋅的鋼纜或聚酯繩相互連接而形成的連鎖型護坡矩陣。具有較強的適應性和耐久、抗水流沖性能。
3.1.1 生態(tài)砼護坡
(1)生態(tài)砼解決了傳統(tǒng)堤防防護工程中“綠化”與“硬化”的矛盾;它集防護、綠化、生態(tài)為一體,使混凝土的防護功能和植物的生態(tài)功能完美結(jié)合。在堤壩安全得到保障的同時,又保護了各種生物的棲息環(huán)境,使堤壩變得郁郁蔥蔥,景色宜人,環(huán)境優(yōu)美,建立起陽光、水、植物、生物、邊坡、山體之間的生態(tài)系統(tǒng)。
(2)生態(tài)砼采用無砂砼,與堤身接觸面鋪設一層無紡土工布,滲透性能與砌石工程相近,工程性能相同。并在無紡布與砼之間加有特效肥膜,同時生態(tài)砼對其堿性進行改善,十分有利于植物生長。
(3)施工采用基礎(chǔ)開挖砂料與粉碎骨料,可避免使用塊石大面積開山取石而破壞植被,對生態(tài)環(huán)境有利。
(4)綠化混凝土生態(tài)護坡工程的實施,改變了過去的那種整齊劃一的邊坡斷面的靜態(tài)美,其外觀感觀質(zhì)量及實際運行完全符合當前國家提倡的生態(tài)環(huán)保要求。
3.1.2 干砌石護坡
(1)適應性強:砌石護坡施工主要依照設計砌筑符合規(guī)格的漿砌石框格,框內(nèi)砌筑干塊石。漿砌石形成整體連片防護,不易破損。
(2)透水性強:由于砌石護坡框格內(nèi)填充物為塊石等,透水性強,有利于堤身安全。
(3)施工便易:砌石護坡施工為常規(guī)作業(yè),施工面易于展開。
(4)塊石間自然空隙,有利于自然植被生長,對環(huán)境有利。
3.1.3 漿砌石護坡
漿砌石護坡能夠有效提高堤防的穩(wěn)定性,增強堤防抗沖擊能力,在水利工程建設中得到廣泛應用。
3.1.4 鉸接式護坡
用混凝土預制塊體代替?zhèn)鹘y(tǒng)護坡形式,即保證了堤防抗沖刷要求,又可以利用預制塊體預留的孔洞植草,增加岸坡生態(tài)效果。
3.1.5 漿砌石擋墻
漿砌石擋墻在狹窄河谷區(qū)具有優(yōu)勢,因坡式堤防無法布置,而漿砌石擋墻占地少,深受當?shù)厝罕姎g迎。
3.2.1 生態(tài)砼護坡
生態(tài)砼護坡現(xiàn)多為專利產(chǎn)品,受專利保護。施工工藝流程多,工序復雜,施工技術(shù)難度大。坡面植草需選用根系發(fā)達的草種,養(yǎng)護期內(nèi)需人員專業(yè)維護。在正常運行期需安排專人養(yǎng)護。造價相較傳統(tǒng)的砌石護坡較高。
3.2.2 干砌石護坡
砌石護坡采用塊石,需大量塊石,開山采石易破壞環(huán)境植被,對環(huán)境不利,也增加了后期環(huán)境恢復的工作量及投資。完成后的干砌石護坡靠自然生長雜草,美觀程度較生態(tài)砼綠化效果稍差。大同至五里鎮(zhèn)段干砌石護坡實際運行效果是,砌石縫隙人工植草成活率較差,野生雜草也很少生長。
3.2.3 漿砌石護坡
傳統(tǒng)護坡形式,缺乏生態(tài)景觀效應。
3.2.4 鉸接式護坡
混凝土預制塊漢濱區(qū)當?shù)剡€沒有生產(chǎn)廠家,塊體需在外地購置,付家河建民街道辦事處段塊體來自咸陽興平市,運距大,成本高,工程造價與生態(tài)砼護坡相當,但運行后坡面植草效果不佳。
3.2.5 漿砌石擋墻
漿砌石擋墻無生態(tài)景觀效應。
安康漢濱區(qū)已實施的中小河流防洪工程七處,采用護坡形式五類,有傳統(tǒng)的漿砌石擋墻、漿砌石護坡、干砌石護坡,也有引進新型的生態(tài)砼護坡和鉸接式護坡,后兩種均屬專利產(chǎn)品。七處工程最晚建的也已經(jīng)過了一個汛期檢驗,質(zhì)量均滿足設計要求,達到了設計預期。從生態(tài)效果看,生態(tài)砼護坡生態(tài)效果最佳,鉸接式護坡次之,其余無生態(tài)效果;從節(jié)地、受當?shù)厝罕姎g迎程度看,漿砌石擋墻最佳,其他均無此功效;從工程造價角度看,干砌石護坡最經(jīng)濟,其它類型造價都相當。
通過對安康漢濱區(qū)五類運行良好的堤防護坡形式進行比較,在安康漢濱區(qū)月河干流上,使用無砂生態(tài)砼護坡形式比較可行,不僅有安全的防洪功能,而且具有良好的生態(tài)效果,缺點是需加強后期堤坡草養(yǎng)護。漿砌石擋墻在河道較窄的支流上比較實用,主要是減少堤防占地,深受當?shù)厝罕姎g迎。