CN108442320B - 一种含生态栖息地的组合式护岸及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种含生态栖息地的组合式护岸及其施工方法，包括渗透吸附过滤层、板桩护脚、石笼挡墙、底泥生态袋层以及植被层，渗透吸附过滤层布置于河道岸坡和河床的衔接处，渗透吸附过滤层包括两层透水混凝土层和吸附过滤层；板桩护脚底端嵌入紧邻渗透吸附过滤层底层台阶外沿处的河床内；石笼挡墙包括宾格网箱以及支撑物；底泥生态袋层由若干底层生态袋构成；植被层由土壤层及植被网组成；所述施工方法包括以下步骤：在河岸坡面的台阶式坡面依次铺设渗透吸附过滤层、石笼挡墙以及植被层，并坡脚处嵌装板桩护脚。本发明的有益效果是：保证水体充分交换，有效吸附水体中N、P、重金属等污染物，同时确保了自身较强的抗冲刷能力，具有良好的耐久性和适用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种含生态栖息地的组合式护岸及其施工方法。
背景技术
生态护岸是指利用植物或植物与土工材料结合的结构，对河道坡面进行防护的一种护坡形式，是一种具有自然河岸性质的人工护岸，除了防止河岸塌方之外，还具有滞洪补枯、调节水位、净化河道等功能，与周围环境形成相了协调的河道景观。综合看来，生态型护岸是传统型护岸的改进，是治河工程学科发展到相对高级阶段的产物，是现代人渴求与自然和谐相处的需要，它是护岸工程技术发展与进步的必然结果。
另一方面，河底大量淤积的淤泥严重影响防洪、航运及水体的调蓄功能。再者，大量的污染物在河底淤泥中富集，若淤泥受到扰动，部分污染物可能从沉积物重返河水之中，对水域造成持久的影响。同时，河底淤泥中又含有大量植物生长所需的N、P元素等物质，利用淤泥作为培育植物生长的原料具有较高的经济性和可行性。
公开号为103061310B的专利为一种新型生态栖息地护岸，由块石层层砌筑形成生态栖息区，采用连通内外的通水管作为水生动物的进出通道，但该护岸仍大量采用钢筋混凝土、砌块等土工材料，对河道原有的自然生态系统有一定的破坏。
公开号为203890955U的专利为一种生态护岸植生结构，采用合金钢丝笼体在河道岸坡和河床的衔接处逐层堆砌形成台阶状，合金钢丝笼体内部放置植物垫，植物垫包括基质和不同类型的植物根茎或幼苗，但该结构受水流冲击影响大，笼体内部土体基质及植物幼苗受水流冲击易被破坏，土壤颗粒会随水流流失，且水体净化效率较低。
发明内容
为了解决传统护岸技术中存在的问题和目前部分生态护岸技术抗冲刷能力较弱或净水效率不高等问题，本发明提出了一种组合式河道生态护岸结构及其施工方法，该结构可为水生生物提供栖息与繁殖的空间，能够保证河岸与河流充分的水体交换，能够有效吸附水体中 N、P、重金属等污染物，同时该护岸的柔性结构体系确保了自身较强的抗冲刷能力，具有良好的耐久性和适用性。
本发明所述的一种含生态栖息地的组合式护岸，其特征在于：包括渗透吸附过滤层、板桩护脚、石笼挡墙、底泥生态袋层以及植被层，所述渗透吸附过滤层布置于河道岸坡和河床的衔接处，渗透吸附过滤层沿护岸坡面自下而上形成可与河道岸坡的台阶面贴合的第一阶梯式堤岸斜坡，所述渗透吸附过滤层包括内外两层透水混凝土层和夹在两透水混凝土层之间的吸附过滤层，吸附过滤层填充在两层透水混凝土层之间留有的空隙内；所述板桩护脚底端嵌入紧邻渗透吸附过滤层底层台阶外沿处的河床内，二者通过锁扣彼此固接；所述石笼挡墙包括沿第一阶梯式堤岸斜坡自下而上堆叠相连的宾格网箱以及填充在宾格网箱内的支撑物，其中石笼挡墙一侧面与第一阶梯式堤岸斜坡匹配，另一侧面形成用于堆叠底泥生态袋的第二阶梯式堤岸斜坡；所述底泥生态袋层由若干底层生态袋构成，底层生态袋堆叠在第二阶梯式堤岸斜坡的台阶面上，最底层底泥生态袋层的最高点不超出板桩护脚的最高点；所述植被层由土壤层及植被网组成，所述土壤层覆盖在石笼挡墙顶层、底泥生态袋间间隙及其表层，为水生动植物的栖息及微生物的繁殖提供了充足的生长空间；土壤层面向河床的一侧为坡面，除最上层的底泥生态袋外，其余台阶面上覆盖的土壤层内均嵌入一可与该层土壤层表面平齐的木箱，所述土壤层表面种植植被形成植被网，所述植被网根据种植土壤层的环境由下向上依次分为水生植物、地被植物和灌木。
所述透水混凝土层包括间断粒级的粗骨料、普通硅酸盐水泥和水，厚度20～30mm，共两层，内夹过滤层，一面与河岸坡面贴紧形成阶梯状，另一面沿石笼挡墙的内边界铺设，为护岸内外水体提供渗透通道，并对岸内土壤及过滤层起稳定固化作用，防止颗粒随着水流流失。
所述吸附过滤层铺设于两层透水混凝土层之间，厚度50～60mm，为细砾、沸石、碎石灰石及粉煤灰铺设而成的层状结构，所述吸附过滤层中细砾、沸石、碎石灰石及粉煤灰的体积比为4:2:2:2。所述细砾粒径为2～4cm，所述沸石粒径为0.5～1cm，所述碎石灰石粒径为0.5～1 cm，所述粉煤灰粒径为0.5～300μm，确保有效吸附水体中N、P等元素。
所述板桩护脚采用FRP复合板桩嵌入河床并通过锁口互相连接而成，板桩截面有效幅宽600mm，有效高度180mm，厚度13.4mm。
所述石笼挡墙呈长方体结构，由填充有支撑物的长方体格宾网箱逐级沿坡面堆叠连接而成；所述格宾网箱由编织的双绞状、六边形网眼的网片制成，上层网箱三分之一宽度堆叠于下层网箱之上，逐级堆叠，成台阶状，相邻网箱之间通过钢丝绑扎连接；所述支撑物为大粒径的块石、碎石、砾石及土壤的混合物。
所述底泥生态袋层由内部填充底泥及植物生长所需的有机肥料的生态袋堆砌而成，所述底泥为疏浚后得到并经过无害化处理后的河底淤泥土。
所述木箱为立方体箱式结构，等间距埋设于土壤层面向河床一侧的平坡面，木箱底放置卵石。
所述水生植物包括再力花、水烛和/或梭鱼草，所述地被植物包括大花美人蕉，所述灌木包括金钟花、红叶石楠和/或水栀子，植被种类丰富，为水域和周边环境提供遮阴条件，为动植物提供丰富的栖息地和食物来源，植物根系的发展又对护岸体系起加筋稳固的作用。
本发明所述的一种含生态栖息地的组合式护岸的施工方法，包括以下步骤：
1)将河床与河岸坡面交界处岸坡制成台阶式布置，使其形成台阶式坡面；
2)在河岸坡面的台阶式坡面铺设第一层透水混凝土层，起整平作用；
3)在第一层透水混凝土的基础上，铺设一层吸附过滤层，用于吸附进出水体中的N、P或重金属元素，其中吸附过滤层由细砾、沸石、碎石灰石及粉煤灰组成；
4)在吸附过滤层的基础上再铺设第二层透水混凝土层，起整平作用，且仅允许水体的渗透，防止岸内土体颗粒及过滤层中小粒径颗粒随水流流失；
5)垫层铺设完成后，将填充有大粒径的块石、碎石及砾石及土壤的长方体格宾网箱吊装逐一吊装至垫层上，格宾网箱逐级沿坡面堆叠，最终形成石笼挡墙，削弱水流冲击作用并减缓水流流速，其中所述格宾网箱由编织的双绞状、六边形网眼的网片制成，上层网箱三分之一宽度堆叠于下层网箱之上，逐级堆叠，成台阶状，相邻网箱之间通过钢丝绑扎连接；
6)在石笼挡墙的台阶面上堆叠底泥生态袋，并往底泥生态袋之间的大空隙填充土壤形成土壤层，土壤层坡面平整，与河床平面夹角为锐角，土壤层设置平坡面等间距埋设木箱，木箱底放置适量卵石，为水生动植物及微生物的生长繁殖提供充足的空间；
7)土壤层铺设植被网，植被网根据水位情况种植水生植物、地被植物、灌木；
8)坡脚处水流冲刷侵蚀情况通常较为严重，在坡脚处采用板桩护脚，板桩护脚采用FRP复合板桩嵌入河床并通过锁口互相连接而成，板桩顶部高出土壤层约0.2～0.3m，以降低水流对坡脚处的冲刷及侵蚀。
本发明的有益效果是：本护岸利用河底疏浚而来的淤泥土作为植物生长的养分来源，体现了绿色环保、生态循环的理念。护岸采用组合式结构体系，为水生生物提供了较大的栖息与繁殖空间，又充分发挥生态袋受水流冲击产生变形并消耗能量及石笼挡墙结构稳定的特性，强化了护岸抗冲刷能力，适用于水流流速较高的河道。本组合结构体系空隙大，透水性良好，保证了护岸内外水体的流动和交换。本生态护岸采用植被及土工过滤层双重过滤，过滤效果优于普通形式的生态护岸。
附图说明
图1为本护岸结构的横断面示意图(A处代表最高水位；B处代表常水位)。
图2为本护岸结构的俯视示意图。
图3为格宾网箱整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明
参照附图：
实施例1本发明所述的一种含生态栖息地的组合式护岸，包括渗透吸附过滤层1、板桩护脚2、石笼挡墙3、底泥生态袋层4以及植被层 5，所述渗透吸附过滤层1布置于河道岸坡6和河床7的衔接处，渗透吸附过滤层1沿护岸坡面自下而上形成可与河道岸坡的台阶面贴合的第一阶梯式堤岸斜坡，所述渗透吸附过滤层1包括内外两层透水混凝土层11和夹在两透水混凝土层之间的吸附过滤层12，吸附过滤层12填充在两层透水混凝土层11之间留有的空隙内；所述板桩护脚2底端嵌入紧邻渗透吸附过滤层底层台阶外沿处的河床7内，二者通过锁扣彼此固接；所述石笼挡墙3包括沿第一阶梯式堤岸斜坡自下而上堆叠相连的宾格网箱以及填充在宾格网箱内的支撑物，其中石笼挡墙3一侧面与第一阶梯式堤岸斜坡匹配，另一侧面形成用于堆叠底泥生态袋的第二阶梯式堤岸斜坡；所述底泥生态袋层4由若干底层生态袋构成，底层生态袋堆叠在第二阶梯式堤岸斜坡的台阶面上，最底层底泥生态袋层的最高点不超出板桩护脚2的最高点；所述植被层5由土壤层51及植被网52组成，所述土壤层51覆盖在石笼挡墙3顶层、底泥生态袋间间隙及其表层，土壤层51面向河床的一侧为坡面，除最上层的底泥生态袋外，其余台阶面上覆盖的土壤层51内均嵌入一可与该层土壤层51 表面平齐的木箱511，所述土壤层51表面种植植被形成植被网52，所述植被网52根据种植土壤层的环境由下向上依次分为水生植物521、地被植物522和灌木523。
所述透水混凝土层11包括间断粒级的粗骨料、普通硅酸盐水泥和水，厚度20～30mm，共两层，内夹过滤层，一面与河岸坡面贴紧形成阶梯状，另一面沿石笼挡墙的内边界铺设。
所述吸附过滤层12铺设于两层透水混凝土层之间，厚度50～60 mm，为细砾、沸石、碎石灰石及粉煤灰铺设而成的层状结构，所述吸附过滤层中细砾、沸石、碎石灰石及粉煤灰的体积比为4:2:2:2。所述细砾粒径为2～4cm，所述沸石粒径为0.5～1cm，所述碎石灰石粒径为0.5～1cm，所述粉煤灰粒径为0.5～300μm。
所述板桩护脚2采用FRP复合板桩嵌入河床并通过锁口互相连接而成，板桩截面有效幅宽600mm，有效高度180mm，厚度13.4mm。
所述石笼挡墙3呈长方体结构，由填充有大粒径的块石、碎石、砾石及土壤的长方体格宾网箱逐级沿坡面堆叠连接而成；所述格宾网箱尺寸为1.2m×0.5m×3m和0.5m×0.5m×3m两种，格宾网箱由编织的双绞状、六边形网眼的网片制成，上层网箱三分之一宽度堆叠于下层网箱之上，逐级堆叠，成台阶状，相邻网箱之间通过钢丝绑扎连接。
所述底泥生态袋层4由内部填充底泥及植物生长所需的有机肥料的生态袋堆砌而成，所述底泥为疏浚后得到并经过无害化处理后的河底淤泥土。
所述木箱511为立方体箱式结构，木箱尺寸采用400mm×400mm ×400mm，取0.5m等间距埋设于土壤层面向河床一侧的平坡面，木箱底放置卵石。
所述水生植物包括再力花、水烛和/或梭鱼草，所述地被植物包括大花美人蕉，所述灌木包括金钟花、红叶石楠和/或水栀子。
实施例2一种含生态栖息地的组合式护岸的施工方法，包括以下步骤：
1)将河床与河岸坡面交界处岸坡制成台阶式布置，使其形成台阶式坡面，其中台阶宽900～1300mm，台阶高500～600mm；
2)在河岸坡面的台阶式坡面铺设第一层20～30mm厚透水混凝土层，起整平作用；
3)在第一层透水混凝土的基础上，铺设一层50～60mm厚的吸附过滤层，用于吸附进出水体中的N或P元素，其中吸附过滤层由细砾、沸石、碎石灰石及粉煤灰组成，过滤层中细砾、沸石、碎石灰石及粉煤灰的体积比为4:2:2:2；
4)在吸附过滤层的基础上再铺设第二层20～30mm厚的透水混凝土层，起整平作用，且仅允许水体的渗透，防止岸内土体颗粒及过滤层中小粒径颗粒随水流流失；
5)垫层铺设完成后，将填充有大粒径的块石、碎石及砾石及土壤的长方体格宾网箱吊装逐一吊装至垫层上，格宾网箱逐级沿坡面堆叠，最终形成石笼挡墙，削弱水流冲击作用并减缓水流流速，其中所述格宾网箱由编织的双绞状、六边形网眼的网片制成，上层网箱三分之一宽度堆叠于下层网箱之上，逐级堆叠，成台阶状，相邻网箱之间通过钢丝绑扎连接；
6)在笼挡墙层的台阶面上堆叠底泥生态袋，并往底泥生态袋之间的大空隙填充土壤形成土壤层，土壤层坡面平整，与河床平面夹角为30°坡度，土壤层设置平坡面埋设木箱，木箱尺寸采用 400mm×400mm×400mm，取0.5m等间距埋设，木箱底放置适量卵石，为水生动植物及微生物的生长繁殖提供充足的空间；
7)土壤层铺设植被网，植被网根据水位情况种植水生植物、地被植物、灌木，提高植被层吸附N、P元素及重金属污染物的能力及光合作用供氧能力；
8)坡脚处水流冲刷侵蚀情况通常较为严重，在坡脚处采用板桩护脚，板桩护脚采用FRP复合板桩嵌入河床并通过锁口互相连接而成，板桩顶部高出土壤层约0.2～0.3m，板桩截面有效幅宽600mm，有效高度180mm，厚度13.4mm，板桩嵌入河床1.8m，以降低水流对坡脚处的冲刷对侵蚀。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (7)
1.一种含生态栖息地的组合式护岸，其特征在于：包括渗透吸附过滤层、板桩护脚、石笼挡墙、底泥生态袋层以及植被层，所述渗透吸附过滤层布置于河道岸坡和河床的衔接处，渗透吸附过滤层沿护岸坡面自下而上形成可与河道岸坡的台阶面贴合的第一阶梯式堤岸斜坡，所述渗透吸附过滤层包括内外两层透水混凝土层和夹在两透水混凝土层之间的吸附过滤层，吸附过滤层填充在两层透水混凝土层之间留有的空隙内；所述透水混凝土层包括间断粒级的粗骨料、普通硅酸盐水泥和水，厚度20～30mm，共两层，内夹过滤层，一面与河岸坡面贴紧形成阶梯状，另一面沿石笼挡墙的内边界铺设；
所述板桩护脚底端嵌入紧邻渗透吸附过滤层底层台阶外沿处的河床内，二者通过锁扣彼此固接；所述石笼挡墙包括沿第一阶梯式堤岸斜坡自下而上堆叠相连的格宾 网箱以及填充在格宾 网箱内的支撑物，其中石笼挡墙一侧面与第一阶梯式堤岸斜坡匹配，另一侧面形成用于堆叠底泥生态袋的第二阶梯式堤岸斜坡；所述石笼挡墙呈长方体结构，由填充有大粒径的块石、碎石、砾石及土壤的长方体格宾网箱逐级沿坡面堆叠连接而成；所述格宾网箱由编织的双绞状、六边形网眼的网片制成，上层网箱三分之一宽度堆叠于下层网箱之上，逐级堆叠，成台阶状，相邻网箱之间通过钢丝绑扎连接；
所述底泥生态袋层由若干底层生态袋构成，底层生态袋堆叠在第二阶梯式堤岸斜坡的台阶面上，最底层底泥生态袋层的最高点不超出板桩护脚的最高点；所述植被层由土壤层及植被网组成，所述土壤层覆盖在石笼挡墙顶层、底泥生态袋间间隙及其表层，土壤层面向河床的一侧为台阶式坡面，除最上层的底泥生态袋外，其余台阶面上覆盖的土壤层内均嵌入一可与该层土壤层表面平齐的木箱，所述土壤层表面种植植被形成植被网，所述植被网根据种植土壤层的环境由下向上依次分为水生植物、地被植物和灌木。
2.如权利要求1所述的一种含生态栖息地的组合式护岸，其特征在于：所述吸附过滤层铺设于两层透水混凝土层之间，厚度50～60mm，为细砾、沸石、碎石灰石及粉煤灰铺设而成的层状结构，所述吸附过滤层中细砾、沸石、碎石灰石及粉煤灰的体积比为4:2:2:2；所述细砾粒径为2～4cm，所述沸石粒径为0.5～1cm，所述碎石灰石粒径为0.5～1cm，所述粉煤灰粒径为0.5～300μm。
3.如权利要求1所述的一种含生态栖息地的组合式护岸，其特征在于：所述板桩护脚采用FRP复合板桩嵌入河床并通过锁口互相连接而成，板桩截面有效幅宽600mm，有效高度180mm，厚度13.4mm。
4.如权利要求1所述的一种含生态栖息地的组合式护岸，其特征在于：所述底泥生态袋层由内部填充底泥及植物生长所需的有机肥料的生态袋堆砌而成，所述底泥为疏浚后得到并经过无害化处理后的河底淤泥土。
5.如权利要求1所述的一种含生态栖息地的组合式护岸，其特征在于：所述木箱为立方体箱式结构，等间距埋设于土壤层面向河床一侧的平坡面，木箱底放置卵石。
6.如权利要求1所述的一种含生态栖息地的组合式护岸，其特征在于：所述水生植物包括再力花、水烛和/或梭鱼草，所述地被植物包括大花美人蕉，所述灌木包括金钟花、红叶石楠和/或水栀子。
7.如权利要求1～6任意一项权利要求所述的一种含生态栖息地的组合式护岸的施工方法，包括以下步骤：
1)将河床与河岸坡面交界处岸坡制成台阶式，使其形成台阶式坡面；
2)在河岸坡面的台阶式坡面铺设第一层透水混凝土层，起整平作用；
3)在第一层透水混凝土的基础上，铺设一层吸附过滤层，用于吸附进出水体中的N或P元素，其中吸附过滤层由细砾、沸石、碎石灰石及粉煤灰组成；
4)在吸附过滤层的基础上再铺设第二层透水混凝土层，起整平作用，且仅允许水体的渗透，防止岸内土体颗粒及过滤层中小粒径颗粒随水流流失；
5)垫层铺设完成后，将填充有大粒径的块石、碎石及砾石及土壤的长方体格宾网箱吊装逐一吊装至垫层上，格宾网箱逐级沿坡面堆叠，最终形成石笼挡墙，削弱水流冲击作用并减缓水流流速，其中所述格宾网箱由编织的双绞状、六边形网眼的网片制成，上层网箱三分之一宽度堆叠于下层网箱之上，逐级堆叠，成台阶状，相邻网箱之间通过钢丝绑扎连接；
6)在石 笼挡墙层的台阶面上堆叠底泥生态袋，并往底泥生态袋之间的大空隙填充土壤形成土壤层，土壤层坡面平整，与河床平面夹角为锐角，土壤层设置平坡面等间距埋设木箱，木箱底放置适量卵石，为水生动植物及微生物的生长繁殖提供充足的空间；
7)土壤层铺设植被网，植被网根据水位情况种植水生植物、地被植物、灌木；
8)坡脚处水流冲刷侵蚀情况通常较为严重，在坡脚处采用板桩护脚，板桩护脚采用FRP复合板桩嵌入河床并通过锁口互相连接而成，板桩顶部高出土壤层，以降低水流对坡脚处的冲刷对侵蚀。
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