長江南京以下12.5 m深水航道一期工程生態護灘設計及施工

阮學成，劉滔，王建涌（.中交第三航務工程勘察設計院有限公司，上海　0003；.蘇交科集團股份有限公司，江蘇　南京　0000）

長江南京以下12.5 m深水航道一期工程生態護灘設計及施工

阮學成1，劉滔1，王建涌2
（1.中交第三航務工程勘察設計院有限公司，上海200032；2.蘇交科集團股份有限公司，江蘇南京210000）

摘要：長江南京以下12.5 m深水航道整治工程需要對通州沙河段部分灘涂進行固灘、護灘，為保護、修復灘涂生態環境，提出了“護灘+保護原有植物，鋪設生態排+人工種植水生植物”的設計方案，在保護原有生態環境的基礎上，進一步提出生態修復技術，對生態護灘技術進行了有益的研究與實踐，取得了明顯效果。

關鍵詞：深水航道；生態護灘；設計；施工

1　工程概況

通州沙域標段潛堤里程號T11+650—T12+685段為灘涂（高程為1.0耀-0.5 m，85國家高程），經現場踏勘，灘面部分區域有蘆葦等水生植物，但生長參差不齊，并不茂盛，大部分無地表植物，受水流、波浪沖刷影響岸灘邊界持續后退。根據工程的平面布置，整治建筑物需穿過灘涂，原工程計劃方案在灘面上鋪設軟體排后采用壓排石壓護，已有的水生植被將遭到破壞。

為保護原生植物，保護生態環境，同時根據交通運輸部頒發的《公路水路交通運輸環境保護“十二五”發展規劃》中提出的目標，“堅持生態保護與修復并重理念，加強工程建設中的生態保護，實施重大工程生態修復措施”，提出了在保護原有生態環境的基礎上，進一步研究提出生態修復技術，實施生態護灘工程。

2　生態護灘總體設計思路

根據灘面植物生長情況，結合灘面高程，生態護灘設計分為生態修復區設計、生態保護設計兩部分[1]。設計示意圖見圖1。

2.1生態修復區護灘設計

針對在低水位時有露灘時間的無植被或植被稀疏的高灘段，采用人工干預方式，研究采取護底結構護灘，同時實施后期栽種植物，修復生態環境。

圖1　生態護灘設計示意圖Fig.1　The design layout of ecological bank protection

生態修復區的護灘設計采用生態軟體排護底，排體上壓載380 mm伊380 mm伊120 mm的混凝土聯鎖塊，每塊間四面均留有120 mm空間，排體鋪設后留出了空間進行后期植物栽種。生態軟體排（排體布體不同于一般軟體排，該布體具有高孔隙率、局部加強、具反濾功能等特點）既有護灘的功能，同時又具備植物生長的條件，護灘的同時作為植物生長的載體，為植物生長提供條件，實現生態修復的目標。

2.2生態保護區護灘設計

針對灘面高程較高、已有植被處于沖刷縮小的灘面區，研究保護原有植物，同時實施護底結構保護生態區范圍不再繼續因沖刷而減小。

生態保護區的護灘設計分兩段。1）對易受潮流、波浪沖刷的灘面邊界先采用自然修坡的方法將其修整為緩于1頤3的自然坡，然后鋪設生態軟體排。高灘邊緣鋪設的生態軟體排與灘面大網格土工格柵（格柵采用高性能聚酯雙向格柵，網孔尺寸100 mm伊100 mm）牢固搭接，形成護坡，達到既保護高灘邊緣不再因沖刷而后退，又保護灘面高程不再因沖刷而降低。2）對于植物生長良好的高程較高灘面，設計采用割除植物表面植株后鋪設大網格土工格柵，格柵上采用混凝土十字塊進行勾連壓護，既保護灘面又為原有植物留出了生長空間，灘面原有的植物在施工后將恢復生長。

3　生態護灘施工技術

3.1生態修復區的施工

生態修復區施工主要為生態軟體排鋪設和植物種植，軟體排鋪設選用適宜高灘段作業的吃水淺的小型鋪排船施工，從生態修復區水道側往生態保護區（1）灘面側的邊緣選擇高潮施工，高潮時鋪排船移船至鋪排工作區開始鋪排，鋪至水深無法滿足吃水后坐底，漲潮至鋪排船起浮后繼續鋪排，利用多個高潮鋪設完成，同時聯鎖塊及砂船選用200耀300 t吃水小于1.0 m的運輸船。運輸船調整配載，重載時與鋪排船吃水相當；每高潮作業臨近結束時提前把聯鎖塊吊存至躉船上，運輸船離開鋪排船至待泊區下錨等待下一潮水。鋪設時要求聯鎖塊垂直于加筋帶方向的邊緣，聯鎖塊每塊均應與綁扎環相連接；鋪設后乘低潮位人工巡檢，保證聯鎖塊間距為120 mm，為植物留下生長空間。施工工藝流程詳見圖2。

圖2　施工工藝流程圖Fig.2　The flow diagram of construction process

根據實地踏勘調查，高灘區的主要原生植物為蘆葦，本工程生態恢復區的種植植物主要采用蘆葦，同時試驗菖蒲、蘆草的種植效果。蘆葦種植采用直徑大于1.5 cm、長度約30 cm、有3節以上節牙的根莖。栽種方式有以下3種（見圖3），1）種植架栽種：蘆葦種植架為聚丙烯（PP）材質，經過模具注塑而成，具有能使蘆葦根莖穿透但不破壞排布，并且具有在幼草時不被浪流沖走的固定作用，把種植架四角和蘆葦插入到排體以下的沙土中，用尼龍扎帶把蘆葦和種植架綁扎成一體完成種植。2）竹竿栽種：用螺紋鋼制作的鋼釬在生態排聯鎖塊間隙鉆出一個洞，將蘆葦或蘆根插入（入土10 cm左右），旁邊插入竹竿，用尼龍扎帶綁扎完成種植。3）生態營養袋栽種：用現場的沙土摻入緩釋肥鳥糞石、保濕劑、植物生長促進劑，裝入生態營養袋，將蘆根橫向植入生態袋中用尼龍扎帶扎緊袋口后，利用生態袋上自帶的扣環固定在聯鎖塊間完成種植。

圖3 蘆葦種植Fig.3　Planting reeds

3.2生態保護區的施工

生態保護區施工技術主要是利用潮水把工程材料運輸至灘面，人工鋪設土工格柵；配合履帶吊和小型機械設備完成混凝土十字塊壓護。

土工格柵鋪設前將突出灘面的較硬蘆葦桿莖割除，保證鋪設時具有適當的平整度。土工格柵間的橫向連接采用相同材質的連接扣或連接繩，縱向連接采用搭接，搭接尺度不小于1 m[3]。

生態保護區十字塊鋪設主要是利用起重設備將預制好的十字塊乘潮運輸到鋪設現場存放，利用小型運輸設備進行聯鎖塊的區域調配，用準14丙綸繩穿過十字塊預留孔綁扎在土工格柵上，確保了十字塊的牢固壓載。

4生態護灘實施效果

生態修復區軟體排鋪設完成后，進行蘆葦、菖蒲、蘆草種植，菖蒲、蘆草主要種植在較高灘面，蘆葦種植采用修剪后的根莖，菖蒲、蘆草整植株移植。受蘆葦修剪根莖自身存活能力減弱因素影響，同時修復區處于潮汐區域，剛種植的蘆葦耐風浪性較差，大潮汛來臨時完全被淹，因而部分未能成活，特別是較低灘面段存活率較低，灘面越高存活率越好，總體來說有一定的生態修復效果（見圖4）。

圖4 修復區效果Fig.4　Effect of protecting area

生態保護區采用土工格柵鋪設后進行十字塊壓護，既避免了灘面沖刷，又為植物留出了生長空間。灘面施工選擇在3月，施工時合理選擇鋪設路線，乘潮高效施工，確保對原有植物的破壞最小。生態保護區4月完成了施工，在洪季來臨前保護了灘面，避開生長旺季對植物的破壞。從現場看，十字塊中間的空隙植物生長茂盛，達到了生態保護的目的（見圖5）。

圖5保護區效果Fig.5　Effect of restoring area

5　生態護灘技術分析

生態軟體排的排布是軟體排的核心結構，既起到覆蓋防沖刷作用，又適宜植物生長，且滿足鋪設施工中強度要求，在植物茂盛之前能防止自身的老化破壞。排布采用250 g大孔徑機織布+ 150 g生態無紡布復合而成，采用2000D滌綸長絲為原料，經緯密度5.7根/cm（14.5根/英寸），大孔徑機織布質量為250 g/m2，較工程排布（350 g/m2）下降100 g/m2，生態無紡布采用改性滌綸無紡布，抗紫外線強度保持率300 h達到60%[4]。

生態軟體排排布在相應減少排體強度的同時，盡量減薄排體，使整個軟體排不至于過分厚重，在保證基布強度的情況下放大孔徑，利于植物根系穿透，給植物根莖留出生長空間。

雖然創新的排布設計給植物生長提供了良好的載體，但從生態護灘的效果考慮還應注意：蘆葦等水生植物必須選擇最佳生長季節進行種植，錯過季節移植植株不易成活且受風浪潮影響大。不同植物有其各自的生長環境要求，不同的水深必須選擇不同植物，選擇合適的植物品種對移植的成活率非常重要，較低灘面的植物移植存活難度較大。對移栽植物采用適當的技術保障措施，如植物根系的圍護，帶樁苗種植技術等，對促進植物生長提高植物成活率可起到較好的作用。提高植物抵抗自然界風吹浪打水擊流沖的能力，提高成活率。

根據種植試驗的經驗，植物的存活率與土壤、水文、水質、氣候等因素密切關聯，要抓住工程開工前期階段，在種植區先行開展所選植物的適應性試種，為正式種植植物提供依據，減少今后大面積種植時的風險。

為提高植物的成活率，可采用一定的人工手段進行適當的促淤。人工促淤對減小涌浪在聯鎖塊溝槽中形成對植物的沖擊，促進植物生長，并保護生態軟體排形成穩定的“植物-生態軟體排”共生結構體有很大的促進作用。適度的促淤是改善植物生長環境，保護生態排的有效措施。

6　結語

通過本工程的實踐，長江深水航道的生態護灘技術取得了較好的效果。

本工程的研究及實踐成果具有較大的推廣應用價值，特別是即將開展的長江南京以下深水航道二期工程，有很多利用自然洲灘布置整治建筑物的高灘，可以借鑒采用生態保護與生態修復的理念和設計方案，在有原生植物處施以生態保護方案，在條件適合處施以生態修復方案，使長江航道整治工程有更多的生態工程段，在凸顯深水航道的經濟效益的同時兼顧環境效益。本研究成果對江河湖海的邊灘、護岸、圍海造地工程的岸灘生態保護也具有積極的借鑒意義。

參考文獻：

[1]中交第一航務工程勘察設計院有限公司，中交第二航務工程勘察設計院有限公司.長江南京以下12.5 m深水航道一期工程施工圖[R].2012. CCCC First Harbor Consultants Co.,Ltd.,CCCC Second Harbor Consultants Co.,Ltd.Construction drawing of the phase I project of 12.5 m deep-water navigation channel from Nanjing in the Yangtze River[R].2012.

[2]中交一航局第二工程有限公司.長江南京以下12.5 m深水航道一期工程通州沙整治建筑物工程施工組織設計[R].2012. No.2 Eng.Co.,Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co.,Ltd. Organization plan of Tongzhousha regulation structure engineering construction of the phase I project of 12.5 m deep-water navigation channel from Nanjing in the Yangtze River[R].2012.

[3]阮學成，徐加峰，郭云飛，等.長江12.5 m深水航道工程新型生態聯鎖塊排十字塊預制及施工工藝[J].中國港灣建設，2014 （8）：47-49. RUAN Xue-cheng,XU Jia-feng,GUO Yun-fei,et al.Precasting and construction technology for the cross block of new-type eco-interlocking block-mattress in project of 12.5 m deep-water navigation channel in the Yangtze River[J].China Harbour Engi原neering,2014(8):47-49.

[4]JTS 257—2008，水運工程質量檢驗標準[S]. JTS 257—2008，Standard for quality inspection of port and waterway engineering construction[S].

E-mail：ndrxc@126.com

中圖分類號：U617.8

文獻標志碼：A

文章編號：2095-7874（2016）01-0019-04

doi：10.7640/zggwjs201601005

收稿日期：2015-08-18修回日期：2015-11-01

作者簡介：阮學成（1971— ），男，福建寧德市人，高級工程師，建筑工程專業。

Design and construction of ecological bank protection for phase I project of 12.5 m deep-water channel from Nanjing in the Yangtze River

RUAN Xue-cheng1,LIU Tao1,WANG Jian-yong2
（1.CCCC Third Harbor Consultants Co.,Ltd.,Shanghai 200032,China; 2.Su Jiao Ke Group Co.,Ltd.,Nanjing,Jiangsu 210000,China）

Abstract：Part of the requirement for the 12.5 m deep-water channel restoration project from Nanjing in the Yangtze River is to stabilize and protect stream bank along Tongzhousha Reach,in order to protect and restore the mudflat ecological environment,we put forward the design plan which is to protect the stream bank,and to protect the original plants,and laying the ecological row and artificially planting aquatic plants.Based on protecting the original ecological environment,we further put forward the ecological rehabilitation techniques,put the ecological bank protect techniques into beneficial research and practice,and have significant improvement.

Key words：deep water channel;ecological bank protection;design;construction