水利工程中铰接式河道生态护坡技术的应用

水利工程中铰接式河道生态护坡技术的应用
◎ 刘强 宋文飞 王光生 莒县兴源水务有限公司
摘 要：铰接式河道生态护坡技术采用铰接式混凝土砌块作为护坡材料，通过砌块之间的铰接连接，形成具有一定柔性的护坡结构，具有施工简便、护坡效果好、生态环保等优势，通过合理选择砌块的尺寸和形状，可以满足不同河道的护坡需求。

在施工过程中，可以将砌块按照一定规则进行拼接，形成坚固的护坡结构，通过在砌块中设置植物栽培孔，实现护坡与生态的双重功能。

通过实际工程的应用验证，铰接式混凝土砌块河道生态护坡技术可以有效地保护河道的稳定性和生态环境，减少了护坡工程的施工难度和成本。

此外，该技术还具有抗水蚀、抗冲刷等优势，能够有效地解决河道护坡工程中的问题。

关键词：水利工程；铰接式；河道；生态护坡
河道生态护坡强调保护和恢复河道附近的植被，通过植被的根系系统来增强土壤的抗侵蚀能力，减少水流冲刷的速度和力度，从而减少河道侵蚀和土壤流失的发生[1]。

此外，河道生态护坡还可以提供生态系统服务，如净化水质、保持生物多样性
等，对于维护河道生态平衡和提供生态功能具有重要意义。

1.铰接式河道生态护坡特点及组成1.1铰接式河道生态护坡特点铰接式河道生态护坡技术是一
种以混凝土砌块为基本单元，通过连
接件将砌块连接在一起构成一道护
坡。

铰接式河道生态护坡与传统护坡
优缺点比较如表1所示。

1.2铰接式河道生态护坡组成
1）地基土：地基土是指护坡工
程中用于支撑铰接式混凝土砌块的土壤层，要求具有一定的稳定性和承载能力，能够承受来自水流冲击和岸坡土体的压力。

2）过滤层：过滤层是位于地基
土和铰接式混凝土砌块之间的一层材料，用于过滤水流，防止土壤颗粒被冲刷走，过滤层一般采用土工布，具有良好的透水性和过滤功能[2]。

3）铰接式混凝土砌块：铰接式
混凝土砌块是护坡工程中的主要构件，由多个相互连接的混凝土砌块组成，形成一个连续的护坡体系。

铰接
式设计使得砌块可以相互倾斜和旋转，适应不同的河道坡度和曲线。

4）线缆：线缆是用于固定铰接
式混凝土砌块的一种构件，通过穿过
砌块的预留孔洞并锚固在地基土中，起到增强结构稳定性的作用。

线缆一般采用镀锌钢缆或聚酯缆绳制作，能够承受来自水流和土体的力作用。

2.铰接式河道生态护坡技术2.1铰接式混凝土砌块
砌块的形状应该与河道坡面的形
状相匹配，以确保砌块能够紧密地衔接在一起。

常见的砌块形状包括长方形、梯形和三角形等，一种常用的混
凝土砌块如图1所示。

砌块的长度、
护坡形式优点
缺点
传统护坡
采用土石方工程，施工方法简单，施工人员容易掌握。

不需要定期维护和管理，维护成本较低。

没有植被覆盖，对生态环境的保护效
果较差；容易受到水流冲刷和滑动的影
响，稳定性较差；无法适应河道的变化，
一旦发生变化需要重新施工。

铰接式河道生态护坡采用植被覆盖，具有良好的生态效益，能够保护生态环境，提供栖息
地和食物来源；采用铰接式结构，能够适应河道的变化，具有良好的
抗冲刷和抗滑动能力。

采用模块化设计，可以快速组装，施工周期短，
降低了施工难度和成本；由于采用植被覆盖，减少了土石方工程的使
用，降低了工程成本。

铰接式结构的设计和施工需要专业技
术人员，对工程施工质量要求高。

由于
采用植被覆盖，需要定期维护和管理，
增加了维护成本。

表1 铰接式河道生态护坡与传统护坡优缺点比较
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3.铰接式河道生态护坡技术应用实例3.1工程概况
某河道两岸坡体裸露、没有植被
覆盖，土壤侵蚀和坡体滑坡现象时有发生，为此对该河道进行生态护坡工程，经对比选择铰接式生态护坡。

生态护坡工程全长约958米，护坡面积约5000平方米，工程内容主要有：清理
护坡区域内的杂草、杂物等；进行地
表整平处理，确保护坡面平整；铰接式混凝土砌块的制作和安装，砌块采
用环保材料，具有良好的水利性能和生态性能；砌块的安装采用预埋方式，确保砌块的稳固性；在护坡区域内进行植被恢复，选择适宜的植物种类进行种植，增加生态环境的稳定性。

3.2铰接式河道生态护坡施工
1）施工现场平整。

清理施工现场上的杂物、垃圾
和其他障碍物，确保施工区域清洁整齐；使用挖掘机或推土机等工具清除施工现场上的土坡、岩石和树木等不平整地面；使用平地机或压路机等设备对施工区域进行平整处理，使地面平整、均匀。

检查施工现场是否有明显的坑洞、凹凸不平的地面或其他不符合施工要求的问题，及时修复或调
整[5]。

根据设计要求，确定施工现场
的标高，确保施工的高度和坡度符合要求。

2）过滤层铺设。

过滤层的铺设是为了过滤和排除水中的泥沙和杂质，保持水质清
洁，同时也能提供生态环境的基础。

将300g /m 2非织造土工布按照设计要求进行裁剪，然后铺设在施工区域上，务必将土工布完全展开，并且保
证没有皱褶和重叠。

使用固定钉将土
工布固定在施工区域的地面上，确保土工布不会被风吹动或移位。

在铺
设土工布后，需要仔细检查施工区域是否平整。

如果发现有凹凸不平的地方，需要及时修整。

3）护坡块铺设。

宽度和厚度等尺寸应该根据具体的工
程要求进行设计，要能够适应河道坡面的变化，并保证砌块的稳定性和可靠性，厚度越大抗冲击能力越强[3]。

砌块的材料应该选用具有良好的耐水、耐候和耐久性能的混凝土材料，同时砌块的表面应该经过特殊处理，以提高其抗水侵蚀和抗冲刷的能力。

铰接式混凝土砌块之间的连接应该设计成可拆卸和可调整的形式，以便于施工和维修。

砌块的布置应该根据
河道坡面的坡度和曲率进行合理地规划，以确保砌块能够紧密地衔接在一起，并形成一个稳定的整体结构。

2.2铰接式混凝土砌块铺设形式铰接式混凝土铺设形式是指将
混凝土砌块铺设成一定的形状，然后通过铰接连接，形成一个连续的护坡结构，设计时需要确定铺设形式的尺寸、形状和铰接方式，以及混凝土块的材料和强度等。

在设计中要考虑保护河道生态环境的要求，保
留河道的自然河床和岸坡形态，保护河道中的植被和动物栖息地等，设计
时需要合理布置铰接式混凝土块，以便与自然环境相融合，并为生态系
统提供适宜的生境[4]。

设计时需要考
虑施工的难度和成本。

铰接式混凝土砌块铺设形式需要一定的工艺和施工设备，因此需要合理安排施工步骤和施工工艺，以减少施工难度和成本。

铰接式混凝土砌块铺设形式需要具备一定的抗冲刷和防水性能，以保护河道岸坡免受水流冲刷和侵蚀，设计时需要选择适当的混凝土材料和结构形式，以提高抗冲刷和防水性能。

铰接式混凝土砌块铺设现场
图如图1所示。

2.3混凝土砌块重量和护坡坡度使用FLAC分析软件计算不同坡度、不同重量铰接式混凝土砌块质量稳定系数，结果如表2所示。

从表2数据可以看出，护坡坡度范
围在35°～45°之间，混凝土砌块重量
范围在35kg～55kg之间时，铰接式护坡的质量稳定性能够容易得到保证，并且混凝土砌块的使用量可以得到节
省，且易于搬运，施工更为方便。

表2 不同坡度、不同重量铰接式混凝土砌块质量稳定系数
图1 铰接式混凝土砌块铺设现场图
坡度/
（°）砌块重量/kg
30
35
40
45
50
55
60
65
20 2.42
2.41
2.40 2.40
2.40 2.40
2.40
2.40
2.40
30 1.69 1.68 1.67
1.67 1.66 1.66 1.66
1.66
1.66
35
1.69 1.68 1.67
1.67
1.67 1.66 1.66 1.66 1.6640 1.47
1.44 1.45 1.44
1.45 1.45 1.44 1.44 1.4445 1.10 1.10
1.10 1.10 1.09 1.09
1.09
1.09
1.09
50
0.98
0.97
-
-
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珠江水运
2024年03月
学术 · 水利工程中铰接式河道生态护坡技术的应用 ·
5.结语
铰接式河道生态护坡技术能够
灵活适应不同河道的形状和变化，提高了施工的适应性和效率，通过在混凝土砌块中设置植被种植孔，可以将生态要素引入护坡结构，增加了生态功能，铰接式混凝土砌块的使用可以减少施工对环境的影响，降低了施工成本和施工难度。

铰接式混凝土砌块河道生态护坡技术在水利工程中具有重要的应用价值和发展潜力，需要进一步的研究和实践，不断完善和优化这项技术，为水利工程的建设和生态环境的保护提供更好的解
决方案。

[1]郑晓津.用[J].陕西水利,2021(12):85-86+92.
[2]徐名悦.生态护坡新模式——铰接式混凝土砌块护坡[J].大坝与安全,2020(04):30-32.[3]魏崇昊.生态护坡技术在河道治理工程中的比选与应用[J].城市建设理论研究，2018(29):153.
[4]刘丽萍.水利工程中的河道生态护坡施工技术应用要点分析[J].工程建设与设计,2023(03):192-194.
[5]李建荣.水利工程中河道生态护坡施工技术探究[J].四川水泥,2021(08):105-106.[6]施稳萍,樊婧妍,陈见青,等.城市河道中生态护坡研究分析[J].城市建设理论研究,2019(01):36-37.
护坡块铺设有两种方式：一种是在施工现场准备好护坡块和镀锌钢绞线，将一段钢绞线穿过一个护坡块的连接孔，将两端的钢绞线拉紧并拧紧，接下来将另一段钢绞线穿过另一个护坡块的连接孔，同样将两端的钢绞线紧紧拉紧并拧紧。

如此反复，将所有的护坡块都用钢绞线连接起来，最后用吊车将连接好的护坡块放置在河道边坡上固定。

一种是将护坡块放置在护坡上，
将一段钢绞线穿过一个护坡块的连接孔，将两端的钢绞线留出一定长
度，然后将另一段钢绞线穿过另一个
护坡块的连接孔，同样将两端的钢绞
线留出一定长度，并用钢绞线的两端
将其固定住，如此反复，边铺护坡块边穿插钢绞线，直到所有的护坡块都铺设完毕。

以上两种方法都可以有效地连接护坡块，并保证护坡块的稳定
性和整体性，根据现场具体情况选择合适的方法进行施工。

4）填缝压实。

将准备好的填缝材料均匀地填入
缝隙中，确保填满缝隙，同时要注意
不要过度填充，以免造成压力过大。

使用专门的工具对填缝材料进行压实，确保填缝材料紧密结合，提高护坡的整体稳定性[6]。

填缝压实完成后，要对填缝部分进行检查修整，确保填缝平整、无裂缝，同时修整护坡表面，使
其符合设计要求和美观要求。

5）护坡块内植草。

植草能够有效地增强护坡的稳
定性和抗冲刷能力，同时也能够美化护坡环境，提高生态效益。

在护坡块表面进行适当的平整和松土处理，去除杂草和石块等障碍物，保持土壤湿润。

根据设计要求和实际情况选择适宜的草种均匀地撒播在护坡块表面，注意控制草种的数量和密度，避免过密或过稀。

播种后，及时进行浇水，保持土壤湿润，促进草种的生长和生根，草种生长初期要注意施肥，
提供足够的营养物质，促进草种的快速生长。

草种生长一段时间后进行定期修剪，保持草坪整齐美观，同时也能够促进草种的分枝和繁殖。

在草
种生长的过程中，注意及时除草，防止杂草的生长和竞争。

4.铰接式河道生态护坡应用效果4.1生态修复效果
铰接式河道生态护坡采用植被
覆盖方式，可以有效修复河道两岸的
生态环境，提高植被覆盖率，恢复植物生长状况，增加生物多样性，同时，护坡结构的设计也考虑了水流对植被的影响，能够保护植被不被冲刷和破坏，增加植被的生存能力，提高生
态修复效果。

4.2护坡稳定效果
铰接式护坡结构采用了铰接连
接方式，能够适应河道地质条件的变化，提高了护坡的稳定性。

铰接式连接可以使护坡结构更加柔性，能够吸收和分散水流的冲击力，减少对护坡结构的冲刷和破坏，同时，合理的护坡结构设计也能够提供足够的抵抗
力，保证护坡的稳定性。

4.3生态保护效果
铰接式河道生态护坡在施工过
程中会选择适宜的植被种类进行覆
盖，这些植被对于保护河道生态有着重要的作用。

植被能够减少土壤侵蚀，防止土壤流失，保护河道水质的清洁，同时，植被的根系也能够固定土壤，增加护坡的稳定性，防止坡面
塌方。

4.4经济效益
铰接式河道生态护坡采用的是
可再生的植被材料，降低了工程建设的成本，同时，护坡结构的柔性设计也减少了维护和修缮的成本，延长了护坡的使用寿命。

此外，通过生态修复和生态保护，能够提高河道的生态功能，增加生态旅游和观光的吸引
力，带动当地经济的发展。

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