《生态毒理学报》
河道既是重要的水利设施,又是生态环境的重要组成部分。河道综合整治是一项长期工程,主要包括河道疏浚、护岸结构、绿化景观以及水生态修复等。
本文对河道整治工程中常用的护岸结构型式进行了归纳和总结,分析了各种护岸结构的优缺点和适用条件,希望能为以后的河道整治工程提供参考。
一、河道断面型式
常见的河道断面型式分为斜坡式、复合式及直立式三种,各断面型式的主要特点如下:
(一)斜坡式断面
斜坡式断面是河道的自然特性,具有更好的生态景观效果。斜坡上可布置生态型护坡,减少了工程建设对河道自然面貌和生态环境的破坏。斜坡式河道断面护坡结构及堤身施工技术简单,维修方便,但一般占地较多,抗冲刷能力也一般,适合河口较宽的河段。
(二)直立式断面
直立式河道断面一般用在河口较窄、放坡余地的河段,两岸可采用直立式高挡墙或桩基护岸,护岸结构应尽量选用透水透气性好的材料,为水生生物、陆生生物和两栖生物的生存繁育创造条件。
直立式挡墙主要有重力式、悬臂式、扶壁式或空箱式等。直立式挡墙一般用于基础条件较好、水深中等的岸段,挡墙材料可采用混凝土、浆砌块石、自嵌式砌块、黄石堆砌等。但由于挡墙高度高,不利于景观布置,因此,只是在挡土高度较高、用地有限制的河段采用。
(三)复合式断面
复合式断面是斜坡式断面与直立式断面的综合,即河岸下部为斜坡式,在适当的高程设置平台,平台至堤顶之间设直立式高挡墙或桩基护岸。复合式断面占地稍小,亲水、亲绿及景观效果较好,兼顾了斜坡式断面与直立式断面的优点,因此,应用也最为广泛。
二、传统的护岸结构
(一)传统的护岸结构型式
1.浆砌石挡墙
浆砌石挡墙是一种传统的护岸结构,在河道整治工程中有着广泛的应用。浆砌石挡墙抗冲刷效果较好,具备一定的景观效果,但其透水性较差,不利于河道水土交换,对河道水质有一定影响。
2.钢筋混凝土挡墙
钢筋混凝土挡墙为现浇混凝土结构,相比浆砌石挡墙而言施工更为便捷,质量也更容易控制,但其景观效果相比浆砌石挡墙略差。
3.生态砌块挡墙
生态砌块挡墙是近几年常采用的一种新型护岸结构,生态砌块挡墙为预制结构,运到现场直接安装,施工方便。生态框为钢筋混凝土结构,耐久性、抗冲刷效果均较好。生态框内填充碎石和种植土,方便水中生物筑巢及生长,有利于墙顶绿化的生长和水体生态链的形成。
(二)挡墙结构计算
挡墙计算采用北京理正挡墙稳定计算软件(网络版5.0)。原理如下。
抗滑稳定系数:
式中:
W—挡土墙及上部覆土的总重(kN);
Ex—墙后主动土压力的水平向分量(kN);
Ey—墙后主动土压力的竖直向分力(kN);
f—墙底与地基土之间的摩擦系数;
Wj—基础的重量(kN)。
地基承载力:
式中:
Nγ、Nq、Nc—承载力系数,按内摩擦角设计值φd查表确定;
cd—地基土的粘聚力设计值(kPa);
b—基础宽度(m);
d—基础埋置深度(m);
γ—基础地面以下土的重度(kN/m3),地下水位以下取浮重度;
γ0—基础地面以上土的加权平均重度(kN/m3),地下水位以下取浮重度;
ζλ、ζq、ζc—基础形状系数:
l—矩形基础的长度(m);
b—矩形基础的宽度(m),对于圆形基础,取l=b=D,D为圆形基础直径。
根据不同的工况进行计算,结构基底应力fa(kPa)、抗滑系数Kc,不均匀系数均要满足规范要求,否则则需要重新调整结构断面或者进行加桩基处理,桩基计算常规可采用M法进行计算。
三、常用的生态护坡
(一)常用的生态护坡
1.水土保护毯
水土保护毯又叫三维水土保护网垫,是一种新型的环保护坡材料,材料为聚酰胺单丝纤维,设计时常在其表面铺5cm耕植土进行籽播植物播种,具有绿化效果好、抗冲刷能力强、施工用寿命长、施工简便等优点,常见的型号有7220、7020和A20等。
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