滨水区装配式护岸结构的生态化应用浅述——以宜昌点军长江岸坡生态治理工程为例

滨水区装配式护岸结构的生态化应用浅述——以宜昌点军长江岸坡生态治理工程为例

陈庆泽

长江勘测规划设计研究有限责任公司 湖北武汉 430000

摘要：近年来，装配式护岸结构在水工护岸领域的研究与应用正持续展开，并产生了坡式、墙式、板桩式等多种类型。本文对国内外装配式护岸结构的研究现状进行简要总结，并以宜昌点军长江岸坡生态治理工程为例，对生态框、棕榈石模块等装配式护岸结构的生态化应用进行探索、提出了一种典型的组合应用模式，以期为相关研究和实践的持续推进提供助力。

关键词：装配式护岸结构；生态框；棕榈石模块；生态化应用

一、引言

长期以来，我国滨水区护岸工程等项目实践中以现浇混凝土体系为主，设计重点在于维护岸线的安全稳定、确保行洪及航运顺畅。近年来随着社会经济水平的提高，人们对于护岸的生态性、景观性也提出了更高要求，各种生态护岸形式如生态混凝土、土工复合材料、生态石笼等逐步得到了推广应用。但从整体上看，仍存在着施工工业化水平不高、质量及成本不可控、后期管理维护困难等问题[1]。

二、装配式护岸结构的概念及研究现状

所谓装配式结构，是“装配式混凝土结构”的简称，指由预制混凝土构件通过可靠的连接方式装配而成的混凝土结构，包括装配整体式混凝土结构、全装配混凝土结构等[2]。由于装配式结构本身具备的生产效率高、节省人工、构件质量好、环保节约等特点，再加上其非常符合生态护岸的生态持续性、因地制宜性、景观亲水性等原则，装配式护岸结构逐步在水工护岸领域得以展开应用，并产生了坡式、墙式、板桩式等多种类型。

国外对于装配式护岸结构的研究开展较早，具备较为先进的技术水平和较为完善的标准体系。早在十九世纪后半叶，英美国家就有人将预制混凝土梁、混凝土板应用到实际工程中，并取得了相关专利[3]。二战后，随着战后重建工作的展开和欧美发达国家城市化进程的加速，装配式技术的研究与使用突飞猛进。美国、加拿大等北美国家在二十世纪六七十年代广泛应用了装配式技术，建立了相关组织（PCI协会等），并形成了完善的规范标准；欧洲特别是北欧国家由于纬度高、气候条件差，在装配式方面有着大量经验、形成了系统性理论；日本战后城市化进程迅速，其装配式技术水平先进、设计合理，且在地震区得到了良好应用，值得称道[4]。在水工护岸方面，欧美国家从八十年代开始将装配式技术应用到护岸工程中、创造了现在广泛使用的连锁式植生块护岸结构[5]，并逐步演化改进。

受到前苏联影响，建国初期我国就将建筑工业化、装配式作为发展重点，但受制于技术水平有限、加上改革开放后人们对于建筑（尤其是住宅）的要求不断提高，装配式技术进入低潮。直到近年来随着绿色建筑要求不断提升、劳动力成本持续上涨，这一技术才开始了又一个蓬勃发展时期[6]。装配式护岸的研究也从本世纪初开始不断突破。2001年淮河水利委员会申报了《混凝土预制块护堤技术》，开发了两大类十余种预制块产品，初步提出包括设计、生产、品控等方面的技术体系[7]；刘建华、张云鹏等探索了混凝土预制板围坝结构形式在平原水库的应用效果[8]；邓海忠、李沐春等对堤坝混凝土护坡预制块的结构与功能进行了改进[9]；宗秋果、邢振贤等提出了装配式生态混凝土结构体系、并总结其特点[10]；2022年安徽省市场监督管理局、安徽省水利厅发布了《装配式生态护岸技术规范》的地方标准，界定了装配式生态护岸的分类，并规定了各类型护岸的材料与制品、设计、施工、检验要求[11]。

三、装配式护岸结构在宜昌点军长江岸坡生态治理工程中的应用

接下来本文将以宜昌点军长江岸坡生态治理工程为例，对滨水区装配式护岸结构的生态化应用进行探索。

1、工程概况

宜昌点军长江岸坡生态治理工程位于宜昌市点军区长江沿线，其一期范围北起牛扎坪、南至谭艾路，岸线长10公里、研究范围385公顷，工程内容主要包括护岸治理工程、绿道连通工程、景观绿化工程、沿江截污工程等。其中，护岸治理工程是其他工程实施的基础和安全保障。

根据工程区岸坡地质情况，将岸坡划分为11段，包括土质岸坡5段、碎屑岩质岸坡4段、岩土质复合岸坡2段，详见图1。其中第Ⅱ段为人工堆积土质岸坡，坡度30°～45°，本岸坡段距葛洲坝较近，多年来坡脚受冲刷淘蚀强烈，局部岸坡顶部已产生变形，岸坡稳定性差，是本次岸坡治理工程的实施重点，现状情况详见图2。

图1 护岸治理工程地质分断图

图2 沿线部分人工堆积土质岸坡现状图

2、设计要点

（1）结构选型

生态框表面镂空，可填充石材、沙袋、土壤等，起到固土防护的作用同时可生长植被、保持水体交流，其中空隙为鱼虾等水生物提供空间。根据坡度不同，其主要有两种形式：阶梯式和平铺式。上述工程区岸坡水流速较大，利用生态框内部填充抗冲刷的生态种植基质，保证植被土壤稳定性。

棕榈石模块是在多孔混凝土表面覆盖了椰壳纤维层的重力式连锁型预制砌块。椰壳纤维层固定水分、养分，为植物提供生长空间，并使植物进一步扎根进多孔混凝土中。其特点为：整体性强，施工后能与环境融为一体；后续无需过多维护；施工成本低，绿化周期短。

图3 生态框及棕榈石模块结构图

（2）岸坡及生态设计

本段重点岸坡采取生态框+棕榈石模块相结合的治理方式。在非汛期水位以下，保留原有石滩并进行修整，重塑自然岸线、防止水土流失；在非汛期至主汛期水位范围之间，铺设抗冲刷及流速的棕榈石模块，种植疏花水柏枝、狗牙根、牛鞭草、荻类等耐水耐冲刷草本；在主汛期水位至《长江流域综合规划》确定的防洪水位之间，铺设生态框，种植低维护、抗性强的灌木及草本，美化护岸同时，净化入江径流；在防洪水位高程以上，保护并梳理现有植物，并种植池杉、中山杉、水杉、立柳、枫杨等乡土乔木。根据不同坡度下生态框的组装模式，两种典型断面分别见图4、图5。

图4 岸坡及生态设计典型断面图一（平铺式生态框+棕榈石模块）

图5 岸坡及生态设计典型断面图二（阶梯式生态框+棕榈石模块）

3、后续工作

项目施工完成后，应定期对所使用的装配式护岸结构的安全性、生态与景观效益进行监测，开展使用后评价，为装配式护岸结构的持续优化与后续应用提供更高效的指导。

四、结语

装配式护岸结构的研究与应用是当前我国滨水区护岸工程的重点之一。其关键在维护护岸稳定性的基础上、提升其生态与景观效益，并尽可能优化结构、降低成本。未来应结合更多的实践经验，持续推进滨水区装配式护岸结构的生态化应用。

参考文献

[1]杨帆,郑洁.浅谈多层预制箱型装配式护岸结构设计[J].中国水运(下半月),2021,21(9):97-98.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ1-2014装配式混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2014.

[3]张超.基于BIM的装配式结构设计与建造关键技术研究[D].东南大学,2016.

[4]李晓明.装配式混凝土结构关键技术在国外的发展与应用[J].住宅产业.2011(06):16-18.

[5],[7]刘凌.装配式植草混凝土护岸的结构设计及性能试验研究[D].南昌工程学院,2017.

[6]刘琼,李向民,许清风等.预制装配式混凝土结构研究与应用现状[J].施工技术,2014,(22):9-14,36.

[8]刘建华,张云鹏,徐又建等.平原水库土工膜防渗和混凝土预制板护坡研究[J].人民黄河,2000,22(6).

[9]邓海忠,李沐春,张建华等.堤坝凹形反滤排水式混凝土护坡预制块[J].资源环境与工程,2009,23(5).

[10]宗秋果,邢振贤,王青峰等.装配式生态混凝土护岸应用现状与试验研究[J].山西建筑,2014,40(32):223-225.

[11]中华人民共和国安徽省市场监督管理局.DB34/T 4146-2022装配式生态护岸技术规范[S].