自嵌式生態擋墻結合砼擋墻在河道整治中的應用

周必翠　杜光志

摘 要：擋土墻是支撐河岸土體，防止填土或土體變形失穩，而承受側向土壓力的建筑物。在汛期起到防洪度汛的作用，是河道整治工程中的重頭戲。由于人和自然和諧發展的理念提出，生態擋土墻也起到一種保護生態環境的作用，在該次河道綜合整治中自嵌式生態擋墻與懸臂砼擋土墻相結合的應用在句容水利工程史上屬于首例。工程實施后，提高了當地防洪標準，穩定了句容河河岸岸坡，恢復了水生態環境，進一步拓展了擋土墻結構形式應用空間，為河道岸坡整治提供了一種更為生態、經濟的護岸形式。

關鍵詞：河道治理 自嵌式 生態擋墻 應用

中圖分類號：TV85 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（c）-0065-03

隨著全國中小河流治理工程建設的推進，句容市的句容河上段河道納入了規劃進行綜合整治。該河道位于句容市城區，河道斷面受限于兩岸土地開發利用，河道整治主要采用直立式護岸型式，保證河道行洪過流斷面。目前，傳統的直立式河道護岸型式主要有漿砌石護岸或混凝土護岸的方式，雖然能夠滿足城市防洪要求，但砌筑成型后顏色單調，而且根據長久以來的經驗發現，這兩種傳統護岸破壞了河道生態環境，影響了河道水質，容易使水變得黑、臭。為此，對句容河上段的整治，我們需要應用新型生態擋墻，不但滿足河道城市防洪行洪功能要求，還能滿足城市人民的生態環境需求，實現以“回歸自然”和“以人為本”相結合的河道整治思路，在工程功能滿足的同時兼顧生態、景觀和經濟。經過一系列的分析和優化，句容河整治采用自嵌式生態擋墻和砼擋墻相結合的護岸型式。下面就該種擋墻在河道整治工程中的應用做一些探討。

1 工程概況

句容河上段河道橫穿句容市區，是市區的一道亮麗風景線，由于河道寬窄不一，河道淤積、堵塞、占河嚴重，有些河段成為當地居民排污和傾倒垃圾的場地，當遭受暴雨襲擊，城區極易產生內澇災害，澇災給當地人民群眾的生命財產造成了較大威脅，環境也受到了較大破壞，該河段已成為當地社會經濟發展的制約因素。隨著城區社會經濟的發展，兩岸商業住宅區的形成，防災減災的問題日益突出，為創造良好的投資環境，保護城區人民群眾的生命財產安全，改善內河水質和景觀，提升人民的生活質量，對句容河上段進行整治以滿足排澇、生態和景觀的需要是十分必要的。

因此，該河道的整治要從生態、經濟、人文、社會效應和全面建設小康社會等多方面來考慮。以“回歸自然”與“以人為本”相結合的河道治理思路，以“治污水、清河水、防洪水、還生態”為目的，既恢復該河道的防洪功能，又滿足人水和諧相處的環境。綜上所述，該河道的整治工程宜采用自嵌式生態擋墻對河道兩岸進行護砌，自嵌式生態擋墻內外上下左右連通的孔洞構造能夠維持原土壤與水體環境生態上的相互影響與左右，并能以迅速、低成本和可持續的最優技術實現護岸的綠化，為河道景觀和城市景觀的構造增添一抹亮色，使人與自然得到和諧的統一。

句容河上段自嵌式生態擋墻整治總長為2.31 km，河底高程為13.02～13.46 m，河道正常水位為15.9 m，堤頂高程控制在16.9 m，擋墻高度為3.44～3.88 m。

2 自嵌式擋土塊與懸臂砼擋墻基礎的結構型式

自嵌式擋土墻是由塊體、塑膠棒、加筋材料、濾水填料和土料組成，由單排自嵌式擋土塊一層層直接干壘而成，無需用砂漿砌筑。自嵌式擋土塊的規格主要為400 mm×305 mm×150 mm（長×寬×高），應用于高度小于3 m的擋土墻。擋土墻高于3 m時，需到廠家訂購大尺寸的擋土塊或者采用臺階式擋墻。

句容河上段整治工程中的擋土墻高度大于3 m，若訂購大尺寸的擋土塊，勢必增加工程投資。另外，一塊大尺寸的自嵌式擋土塊需要兩個人才能搬運，增加施工成本，并影響施工進度。由于該次河道治理總長4 620 m，需要大量的人工，加上人工工資的增加，顯然訂購大尺寸的擋土塊不合理。若采用臺階擋墻，勢必需要增加擋墻土方開挖面，由于河道處于城市中心，兩側均有建筑物，為確保工程減少矛盾和危險，臺階式擋墻也不合理。

綜上所述，我們將自嵌式擋土塊與懸臂砼擋墻相結合，形成了新型的生態擋墻結構型式，并成功在句容河上段整治工程中得到了應用。擋土墻結構型式見圖3所示。

句容地區為黃棕壤土、土質松軟、土攘固結能力適中。在句容河上段整治工程中，以懸臂式擋土墻為基礎支撐，然后在懸臂式擋土墻上砌筑自嵌式生態擋土塊，綜合使用懸臂式擋土墻和生態擋土墻，能保證懸臂式擋土墻基礎的穩定性，在水流沖刷下不易失穩，為生態擋土墻提供堅固的支撐基礎，又能發揮生態擋土墻的優點，不隔斷河水與堤岸土的聯系，達到河道整治的生態與水利的雙重目的。這種型式應用于河道整治工程中，不僅使擋墻具備生態擋土墻的特性，而且結構更加牢固，可以應用于更高的河道擋土墻中。

3 自嵌式擋墻的優缺點

3.1 自嵌式擋墻的優點

3.1.1 經濟性

自嵌式擋土墻占地少、體積小、耗材少、施工快、一次成型，無須任何表面處理或裝修，因此，綜合造價一般比現澆混凝土結構的擋土墻造價低25%～40%，并且墻體越高綜合成本就越低。由于工廠化生產，其高強性、耐久性使它具有更高的品質保障，后期無須維護，可循環重復利用。

3.1.2 耐久性

除了自嵌式擋土墻結構本身耐久外，塊體本身也具有極高的抗壓強度和抗沖擊能力（特別體現在水下使用情況），同時低吸水率使它具有非常高的抗凍融能力。產品采用天然礦物質顏料并且同體材質，在急劇惡劣的環境下也不易褪色。采用的拉接網片具有非常高的抗蠕變、抗老化能力。

3.1.3 結構性能優越性

由于層與層之間無砂漿或其他固結措施，塊體坐落在柔性骨料或條形混凝土基礎上，因此，對小規模基礎沉陷或遇到短暫的非常荷載組合（如地震、碰撞、水位驟降等）時具有相當高的適應能力。

3.1.4 友好生態性

工廠從原材料的選擇到生產都嚴格執行品質控制標準，產品必要時摻加一定的添加劑，使產品更有利于生物生長和多樣化。墻體結構更有利于空氣、水、動植物、土壤形成自然的生態循環系統。由于自嵌式擋土墻材料用量少，也減少了開山劈嶺，從而大大節省了天然資源。

3.2 自嵌式擋墻的缺點

3.2.1 開挖面大

由于自嵌式擋墻必須結合土工格柵才能穩定，擋墻高度越高，需要的土工格柵越長，在施工時就需要更大的開挖面，增加了施工難度。特別是對于城市中的河道，當河道兩岸有建筑物或景觀限制時，過大的開挖面會導致工程造價增加，甚至無法施工。

3.2.2 需要大量的人工

隨著社會經濟的不斷發展，人工越來越緊缺，特別是在水利工程建設中，人工工資與市場價相比普遍較低，工程建設過程中，大量的人工會增加工程成本，降低施工的利潤。

3.2.3 墻后回填土的要求高

自嵌式生態擋墻主要依靠墻后回填土與土工格柵片之間的摩擦力來穩定擋土墻，因此，對墻后回填土的土質和壓實度有較高的要求。

3.2.4 擋土墻的拉筋范圍內嚴禁開挖擾動

擋土墻的土工格柵不能被擾動和挖斷，因此，當河道整治采用自嵌式生態擋墻以后，在擋墻土工格柵范圍內，無法進行其他建筑物施工。

根據自嵌式生態擋墻的優缺點分析，對于較高河道的護岸（大于3 m以上）采用自嵌式生態擋墻與砼懸臂擋墻基礎的型式比較經濟、可靠，并減少施工難度。

4 自嵌式生態擋墻與砼懸臂擋墻的施工技術要點

自嵌式擋土塊與懸臂砼擋墻基礎相結合的擋土墻施工順序是基槽開挖→懸臂砼擋土墻→墻后土方回填→自嵌式砌塊砌筑→墻后土方回填→砼壓頂。

該種復式擋墻結構中，懸臂式砼擋土墻為傳統擋土墻結構形式，按照傳統工藝進行施工，其施工技術要點主要是自嵌式生態擋土墻的施工。

4.1 砌塊安裝要點

將第一層擋土塊的底部后緣敲掉，使擋土塊與懸臂擋土墻的頂完整接觸，并保證所有擋土塊的標高統一，同一標高上的擋土塊在長度方向要保證按設計要求的曲線放置，必須采用拉線定位。

第二層擋土塊必須錯縫擺放，無需砂漿或其他黏合劑。擺放上面一層擋土塊前必須將下面塊體表面清理干凈，轉彎處如果錯縫遇到問題，則需要敲掉一部分，但不論是切割或后緣被敲掉的塊，都必須要用水泥砂漿或其他混凝土黏合劑粘貼到下面塊體上，轉彎處能整塊錯縫擺放的地方盡量用整塊，不行的地方先留空。若空隙小于一整塊的長度并大于半塊的長度，則把一塊擋土塊切割成適合空隙大小的塊體放到該處，否則把擋土塊切割成兩個小塊放到預留的空隙中，不規則擋土塊要粘貼到下面塊體上面。

4.2 土工格柵鋪設

土工格柵必須在設計高程處鋪設，并且其在回填土內的長度必須滿足設計要求。土工格柵有主副方向，鋪設時必須保證土工格柵主受力方向與墻面垂直，轉彎處可以調整土工格柵的寬度，以便保證主受力方向與墻面垂直。鋪設土工格柵之前，必須將下面的回填土夯實整平，將擋士塊表面清理干凈，土工格柵應該水平鋪放，端部用錨桿拉平，鋪設好的土工格柵上面填土之前不能走汽車或重型設備，避免土工格柵出現斷裂或發生過大的變形。土工格柵在設計長度范圍內沿著擋土墻的走向應該滿鋪，盡量避免搭接。當轉彎處（外弧線或外轉角處）不得不搭接時，在兩片格柵之間鋪10 mm厚的回填土；當轉彎處（內弧線或內轉角處）不能滿鋪時，在空出地方上面的一塊擋土塊上重新鋪土工格柵。

4.3 墻后回填土施工

自嵌式生態擋土墻的施工中，墻后土方回填的質量是關鍵。為了使自嵌式加筋擋土墻安全可靠地發揮應有的作用，回填土最好為無機質粗粒土（礫土或砂土），即其中粒徑大于0.075 mm的土粒含量多于50%、粒徑大于20 mm的土粒含量不多于50%，絕對不允許用塑性指數大于20的粘性土或有機質土。回填土必須分層壓實，一次壓實的厚度不超過250 mm，并要求土體經壓實后達到0.95的壓實度。

由于回填土壓實度對自嵌式擋土墻的穩定性影響很大，施工過程中必須對土方壓實度進行嚴格控制，施工單位要及時自檢、送檢，在確保土方壓實后，再繼續向上一層土方的壓實工作。同時，必須保證回填土的含水率，在雨天或回填土含水率較高時，停止土方回填工作，注意對已回填完成的土方養護工作，雨天禁止車輛、機械在工作面行駛。

為確保回填土方的質量，土方的壓實機械是關鍵，特別是對于長距離河道的工程，既要保證質量，又要加快進度，還要受河道邊坡開挖面的限制。根據上述條件要求，我們將小型壓路機成功運用到了土方回填壓實中，根據土方試驗，回填土層厚度為20 cm，來回壓實3遍。但是在靠近擋墻1 m范圍內的土方不能采用壓路機壓實，我們采用了小型挖機配合人工進行夯實。

另外，考慮到自嵌式擋土塊后方必須填充30 cm左右的石子，而如果先填石子，再碾壓回填土，會造成與石子接近部分的回填土無法壓實，因此，可以選擇先將回填土鋪滿碾壓工作面，待壓實后，人工挖掘自嵌式擋土塊后方30 cm已壓實的土方，填充石子，保證所有回填土能達到壓實度要求。

5 結語

句容河上段整治工程實施后，提高了當地防洪標準，穩定了句容河河岸岸坡，恢復了水生態環境，進一步拓展了擋土墻結構形式應用空間，為河道岸坡整治提供了一種更為生態、經濟的護岸形式。工程自2014年完工以后，通過對該河段的水質監測分析，河道水質有明顯改善，具有良好的生態效益。

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