生态格网工艺在河道整治工程中的应用

摘要：生态格网技术是一种将工程结构和自然环境有机结合的生态工艺，是工程结构回归自然的首选形式。上海地区河网密布，按照现代水利发展要求，河道整治工程不单纯是防洪、治污，而要与城市的发展结合在一起，要在确保水安全的基础上创建水景观，恢复水生态，生态格网护坡结构与刚性、半刚性结构相比，具有生态性、稳定性、透水性、抗冲刷、抗震性强等优势。本文结合淀浦河河道综合整治工程实例，介绍了该项技术的特点、工艺、流程等。

关键词：生态格网河道整治生态护岸航道

1 概述

长期以来，河道边坡防护主要关注边坡稳定性和防汛、排涝功能，较少考虑硬质化护坡对河道生态系统产生的巨大负面影响，以及人们对城镇水系景观美化的需求。在大力倡导人与自然和谐相处的今天，河道生态问题倍受关注，把城市河道融入和谐自然的呼声日渐增高，国内许多大城市的水利建设开始从都市水利发展向生态水利转化，各种新技术、新工艺逐步应用在河道整治工程中。生态格网工艺便较好地实现了工程结构与生态环境的有机结合，在上海地区内河整治中广泛应用。

生态格网是将抗腐蚀、耐磨损、高强度的低碳高镀锌钢丝、铝合金涂层钢丝或包覆聚氯乙烯（PVC）的以上同质钢丝，经过专用机械编织成绞合状、六边形网目的网片，再根据工程设计要求裁剪、加强、制作而成的不同规格的网制品。常见的有网箱、护垫、网兜、植被挂网、加筋网笼等，广泛应用于江河湖海护坡、护岸、交通工程、水土保持等领域。

2 生态护岸技术分析

2.1 定义

生态护岸应是“既满足河道的防护标准，又利于河道恢复生态平衡”的系统工程。既体现人对自然的要求，即人们为了社会经济的发展和安全改造自然；又反映了人们对自然的尊重，即改造自然但不破坏自然的平衡，二者结合体现了“人水和谐”理念。

2.2 分类

1) 全系列生态护岸：从坡脚至坡顶依次种植沉水植物、浮叶植物、挺水植物、湿生植物(乔、灌、草)等一系列护坡植物，形成多层次生态防护，兼顾生态功能和景观功能。主要应用在那些出现表层土壤侵蚀、植被稀少、景观要求较高的河段。

2）土壤生物工程护岸：采用生命力较强的植物根、茎(杆)或完整的植物体作为结构的主要元素，按一定的方式、方向和序列将它们扦插、种植或掩埋在边坡的不同位置，在植物生长过程中实现稳定和加固，控制水土流失和实现生态修复。这类护坡养护要求低、费用低廉、景观效果较好。一般运用在土壤侵蚀较严重、土质松散、景观要求较低的郊区河段。

3）新型材料生态护岸：新型材料生态护岸技术是工程材料与工程结构结合的产物，其技术核心是通过以生态网格、绿化混凝土、土工模袋、连锁块等作为植被生长的基质材料，达到对坡面进行防护的目的。该技术主要用于修复那些侵蚀非常严重，出现整体滑塌的河道、航道，生态格网护垫护岸就属于该类护岸。

3 生态格网工艺特点

3.1 生态性优势

生态格网工艺在保护岸坡的同时也恢复了生态平衡，网垫间的空隙可实现水土交换，空隙内沉积的土体为植物的生长创造了条件，也为水中生物创造了生存环境，从而改善和恢复生态环境。

3.2 结构性优势

1）整体性：单元箱笼与隔片、箱笼之间均用同质材料绑扎连接，大面积连续组装，不设缝，整体结构稳固。

2）柔韧性：试验资料表明生态格网结构（填满块石后）受压达到极限强度时能承受相当大的变形，生态格网结构抗压强度达300~400t/，抗拉强度达到495N/以上。因此，在地基有不均匀沉陷或遇地震等突发性灾害时，结构自身能进行适应性的微调，达到新的平衡，整体结构不会遭到破坏。

3）透水性：生态格网内填充块石之间存在空隙，地表水一旦渗入墙后土体，则可通过网箱较快排出，从而减小墙体后的地下水压力。

4）抗风浪、防冲刷：生态格网结构的防冲系数是一般抛石防护工程的两倍，其空隙结构可破坏浪压力造成的真空，退浪时不会形成真空吸力。

3.3 经济性优势

1）宏观分析―工程结构的耐久性：经验证明，采用高镀锌低碳钢丝使用寿命可达40-50年，如果在外表加涂高分子树脂模或使用铝锌合金钢丝，使用寿命更加长久。生态格网结构使工程循环建设周期延长，从宏观上节约了开支。

2）微观分析―造价经济：生态格网防护工程块石填充物在有条件的地区可以就地取材，也可以采用粗加工的小块石或拆下的旧砼碎块，只要能满足抗风化，具有高强度即可。

另外，生态网格结构对地基处理要求较其他结构低，因而在土质、地基较差的地段，可以大大节约地基处理费用，并且养护简单，工程速度快，因而造价明显低于混凝土及浆砌块石结构。

4 工程实例―淀浦河河道综合整治工程

4.1 基本情况

淀浦河是黄浦江主要支流之一，西起淀山湖，东至黄浦江，全长45.6km，属市管河道，其主要功能定位是防汛排涝、水资源调度、内河航运和生态环境。在《上海市水景观规划》中，淀浦河为主体景观水系框架中重要的一条，定位为“淀浦河景观走廊”水道，是上海市“五廊”水道之一。

本次整治范围从朱泖河到淀浦河西闸，整治河道长度4.6公里，这一段水面宽阔，水质良好，具有典型的江南水乡特色，旅游资源丰富。因此，其护坡结构必须注重防汛除涝安全又要兼顾生态景观建设。工程共新建护岸6.4公里，近三分之二采用了生态格网护岸。原状河道由于长期受船行波及风浪侵蚀，多处护岸出现破损，无护岸段水土流失严重。

4.2 断面设计

综合考虑工程的性质、防护目的、地形、水文、地质条件以及堤防的重要等级，采用了素砼格梗结合生态格网护垫、网箱结构，标准断面如下图。

该护岸自河底以1:3边坡至2.30m高程，在2.30m高程设3.00m宽平台，种植水生植物，然后以1：3坡度向上至3.30m高程，在2.30m高程坡脚处设置石笼格埂，在2.30m高程至3.30m高程船行波冲刷范围内采用网格石笼护坡，在3.30m以上设3.0m宽的条石路面人行通道。在3.30m～4.20m植草护坡进行绿化，防止水土流失。

为确保工程质量，各参建单位共同研究，制定了生态石笼验收评定办法。材料要求：钢丝锌层含量Φ2.7mm≥250g/、抗拉强度≥400Mpa、延伸率≥12%；聚酯膜包裹层抗拉强度≥15Mpa、延伸率≥160%；填充块石应质地坚硬、耐风化，粒径70~250mm石料所占比例不小于80%，其余为较小粒径碎石填充；石笼容重≥1.8t/m³。

4.3 施工流程

施工围堰整理边坡石笼护脚铺设土工布、碎石垫层铺设网垫、架设拉筋机械填充块石并人工整理绑扎网盖素砼格梗防汛通道种植水生植物拆除围堰陆域整坡绿化

网垫是在工厂制作半成品，在工地进行组装成型、填石、封盖等步骤，合理的配给机械与人工的比例可以在控制施工质量的情况下使施工速度达到最优化。

5 结语

本文结合淀浦河河道综合整治工程的设计和施工，阐述了生态格网工艺的特点以及该项技术在实践中应用的几个关键环节，对生态护岸技术的应用进行了初步的探讨。随着经济社会的发展和城市化建设步伐的加快，生态网格技术以其在优化城市景观、保护堤防安全、修复河流生态、改善河道水质等多个方面的技术经济优势，必将获得广泛应用。

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