宿遷船行灌區生態護坡技術研究

(宿遷市宿城區陳集水務站，江蘇 宿遷 223800)

1 基本概念

1.1 生態護坡簡介

生態護坡即綜合利用生態學、植物學以及工程力學等學科，對灌區邊坡進行養護，使其既滿足生態循環的要求，又能起到護坡作用。不同于傳統的混凝土護坡，生態護坡不會阻斷地表水和地下水的良性循環，在保證其固有防洪作用的前提下，盡量保證生態系統的穩定性[1]。生態護岸中起到生態保護作用的是護坡中的植被，通過栽種或移植根系發達、易成活的矮小植被來保持河道景觀，改良河道的水環境，提高土地的使用價值。圖1為生態護坡的工作原理，即利用植株根系的抓土特點，防止邊坡土層沖刷流失，從而起到防護的作用[2]。

1.2 三維排水生態護坡介紹

三維排水生態護坡是兼顧生態環境和施工要求的一種較為新型的護坡設計，主要由系統結構、功能材料以及植被方式3部分組成。三維生態護坡主要由生態袋構成，生態袋中填充植物生長所需的土料和營養物質，生態袋本身無毒無害、不易燃，還可以回收利用，對生態環境不會造成污染[3]。除此之外，生態袋空隙小，只透水不透土，可以防止內部填充的土料沖刷和流失，能夠保證植物生長所需的水分，植物的根系扎入土層中，起到了固定的作用，且隨時間增長起到的固定作用越強，從而大大降低護坡的維護投資[4]。三維排水生態護坡抗沖性能優越，結構穩定，施工便捷快速，因此被應用于許多高速路邊坡、河道渠道邊坡中，見圖2。

圖1 生態護坡植株

圖2 三維排水生態護坡

2 施工工藝研究

船行灌區位于江蘇省宿遷市宿城區西南，北臨宿遷市區及皂河灌區，東依京杭大運河，西靠西沙河與徐洪河，南連運南灌區。灌區總面積325.1km2，耕地面積213.33km2、有效灌溉面積209.33km2、設計灌溉面積213.33km2。屬黃泛沖積平原，區內地勢較為平坦，自西北向東南傾斜，最高點高程24.7m，最低點高程16.6m。灌區土質為砂土，適宜種植水稻、小麥、油菜等多種作物，水土保持較好。本次施工工程總面積約 14421m2，其中鋪設三維生態護坡面積為 13000m2。

三維排水生態護坡施工可以分為兩大部分[5]：?生態袋壘砌；?邊坡綠化。將兩部分的施工流程進行梳理，可知生態袋壘砌的施工步驟為：邊坡放線→坡面修整→基礎施工→裝袋→壘砌；邊坡綠化施工流程包括：覆土→插栽→撒種→覆蓋→初期養護→后期養護。

2.1 生態袋壘砌

a.邊坡放線。根據設計圖紙，掌握施工數據，確定護坡高度及上下邊線，并將施工的樁位設置完成，以此為基礎，確定坡比線及機械刷坡線。當同一層的壘砌施工完成后，即需進行上層邊坡修整[6]。

圖3 邊坡放線

b.坡面修整。坡面修整是指清除坡道表面的垃圾雜物以及浮土等，利用裝土編織袋將坡面的坑洼處進行修補，然后在其上覆土約15cm進行平整，并澆水使其自然沉降。如果邊坡土質較為松散，則需要對其進行夯實處理。利用機械修坡時，必須在設置的坡比線內進行修正，保證護坡結構的穩定，避免超挖產生的回填，一般情況下，要留有 15cm 左右厚的基土在壘砌時由人工修整。

c.基礎施工。設計基槽開挖截面為 800mm×250mm，澆筑100mm厚度的 C20 混凝土作為墊層，預埋鐵間距 300mm；擋墻為 150mm×250mm，在混凝土未完全凝固前，將三維排水聯結扣預埋在墊底上面，緊密水平布置。

d.裝袋。通常情況下，填充的土料是有利于植被生長的砂性壤土，如果施工地區土料匱乏，則需選取利于植被生長的種植土。所填充的土料中保證沒有尖利的雜物或有毒物質[7]。土料中需要按照一定比例添加適合植被生長的有機肥，如蘑菇肥或雞糞肥，并利用機械攪拌均勻，按照滿、實、緊的原則進行裝袋處理，即做到袋體填充飽滿，土料填裝密實，扎口要拉緊。扎口完成后，袋口的預留長度為5～7cm，裝袋完成后要對其進行拍打定型，尺寸標準為600mm×300mm×150mm。

裝袋完成后，要將成品穩妥放置，搬運過程中不在地面拖拽，避免袋體損壞。避免已經裝好的生態袋長期閑置，盡量隨裝隨壘砌，如遇降水等情況，需要覆蓋好遮蓋物。

e.壘砌。在進行生態袋壘砌時，必須利用標線從縱向和坡向兩個方向進行控制，保證生態袋的平整度。坡向拉線時，以50m為單位，設置一條平行于坡面的坡比線，從而保證護坡的坡比符合設計要求。

壘砌時生態袋的縫線向里，遠離水面，相同層的生態袋扎口擺放方向保持一致，相鄰層的生態袋錯縫疊放，保證生態袋穩固牢靠。相鄰生態袋之間以聯結扣騎縫連接[8]。生態袋的具體壘砌過程如圖4所示。

圖4 生態袋壘砌步驟

生態袋分層壘砌完畢后利用設備進行夯實處理，同時平整生態袋表面，使其高度與設置的標線同高，平整的原則為:保證不同層之間的袋體緊密結合，生態袋排列整齊，必須與坡線平行，不滿足要求需立即調整。

每層生態袋壘砌完成后，要在坡內回填寬3～20cm、厚15cm的回填土，保證回填土料中沒有樹枝、堅石等銳利物，回填土面層保持與袋體齊平，要將回填土夯實填平。這一步驟進行時，要同時平整修葺已砌好的坡段，保證護坡自身的寬度成形，袋體寬約5～10cm，保證袋體在夯實之后可以得到充分延展。

生態袋壘砌高度達到2m時，繼續對已完成的坡體進行澆水沉降，以防止護坡后期的沉降不均勻。澆水量根據所填充土料的最佳含水量進行計算，當坡體達到穩定沉降以后，可以進行壓頂處理，保證護坡結構的穩定性。

f.排水防水。按設計原則及要求設置PVC排水管，將其排列為梅花狀，并在其中填充粗砂作為過濾體。如果在施工過程中遇到下雨天氣，需及時進行覆蓋，防止生態袋體含水量過大，影響沉降效果，除此之外，要預設臨時排水通道，可將雨水及時排出坡體，避免沖刷危險。

g.成品保護。生態袋壘砌完成后，要對其沉降做好觀測及記錄，保證護坡結構穩定性；其他部分施工進行時，要對已完成的護坡做好成品保護。

生態袋壘砌施工完成后，即可進行護坡的綠化處理。

2.2 邊坡綠化

a.植被選擇。渠道護坡的植物必須具備一定的抗水和抗旱能力，可以適應坡面生態環境的變化。結合當地的氣候條件，植物的選取從以下角度進行比較和考量：?對土質要求不高，抗旱澇能力突出，能適應季節交替的變化；?根系發達，抓土能力強，能夠較快生長；?成活率高，可以快速吸收水分用于自身生長；?價格低廉，無須人工養護。目前，我國植物護坡工程中，常用的護坡植物包括小葉女貞、小葉梔子花、瓜子黃楊以及紅葉石楠[9]，對4種植物進行自身特性及投資成本兩方面進行比較，選擇最適合的植被方案。

不同植物屬性及成本比較表

根據上表可知，4種植株的抗澇能力相當，就抗旱能力而言，小葉女貞更適應干旱條件，其他3種植物的抗旱能力較小葉女貞稍差；就其單價來說，紅葉石楠最昂貴，而小葉女貞最低。因此從以上3個方面考慮，最終選擇小葉女貞作為渠道護坡的生態性植物。

將小葉女貞的草種以10g/m2的密度進行撒種處理。

b.施工準備。在護坡綠化之前，要從以下幾方面進行前期準備：?土源準備，需準備適合植株生長的土質，顆粒級配良好，對其中的樹枝、尖石等雜物要預先清理；?草種準備，購買小葉女貞的草種，按照設計密度進行配比撒種；?設施準備，結合工程實際，選擇方便快捷的取水點，并配備好相應的設備。

c.覆土。施工準備完成后，要在已完成的生態袋邊坡表層覆土，要求其厚度為3cm以上，覆土均勻，土質優良，適合植被生長。根據土質的實際情況，為保證草種的快速發育，在覆土前對土質進行改良，可摻加適量的有機肥。

d.撒種。計算需撒種的表面面積，取密度為10g/m2的量進行撒種處理，盡可能撒得均勻，避免植被萌發之后覆蓋不均勻，出現凸斑等空白處。

e.覆蓋。為了避免覆蓋的薄土層和草種被風吹散，應在覆土的同時在其上鋪設無紡布，無紡布指標為12～15 g/m2，同時以U型釘對其進行固定。

f.初期養護。初期養護是指為保證草種正常發芽和生長所施加的適量的水、肥管理，從而使植物發揮作用，能夠達到設計預期的密度。

初期養護主要包括[10]： ?澆水。種子萌發初期需要充足的水分，因此在護坡施工完成一個月以內，要以一定頻率給草種澆水，堅持少量多次的原則，使土層保持濕潤；當植物萌芽以后，減少澆水次數，加大水量，堅持少次多量的原則。?施肥。為了保證植物的快速發育和正常生長，在生長過程中，要及時補充養分，施加有機肥。通常撒種20d揭去無紡布之后、入冬前和初春前需要對植物施加適量的肥料，促進植物根部的生長，補充植物正常生長所需要的養分。?防病防蟲。通常，在夏季高溫炎熱時節容易發生病蟲害，要根據季節性熱點做好防治工作，避免蟲害發生蔓延。?防雜。即保護護坡的物種多樣性和生態系統的平衡，通過人工或化學藥劑等方式，避免雜草等的侵入。?補播和缺陷修復。隨時對護坡植草進行檢查，對出現的缺苗和禿斑需要及時修補。

g.后期養護。經過一個完整的生長發育期，生態護坡上已經形成穩定的植物群落和生態系統，具有一定的穩定性和可持續性，對其所進行的各方面養護工作可以進行削減，只需要定期施肥補水即可。相關管理部門需日常巡查，防止出現人為的惡意破壞事件。

3 結 語

與混凝土護坡及框架梁護坡等相比，三維排水生態護坡施工快捷方便，工程量小，投資少，易操作，且其并未破壞原生態的物質交換，有利于維護生態穩定和可持續發展，是一種環境友好型的護坡。在滿足邊坡穩定性和安全性要求的前提下，三維排水生態護坡又建立起一個具有植物多樣性的生態體，取得了顯著的生態和社會效益。

本文對三維排水生態護坡的施工流程和注意事項進行探究和總結，對其特點、工作原理及適用范圍進行了分析，從而為相似工程中的施工工作提供參考。

[1] 李海東,林杰,張金池,等.生態護坡技術在河道邊坡水土保持中的應用[J].南京林業大學學報(自然科學版),2008(1):119-123.

[2] 汪洋,周明耀,趙瑞龍,等.城鎮河道生態護坡技術的研究現狀與展望[J].中國水土保持科學,2005(1):88-92.

[3] 鄭素蘋,陳濟鋒.三維網墊植草護坡在工程護坡中的應用[J].巖土工程界,2008(1):60-61.

[4] 周寶佳,代瓊,趙仕勇,等.河流生態護岸淺析[J].水科學與工程技術,2009(5):7-10.

[5] 郭忠平.三維排水生態護坡施工工法[J].科技創新與生產力,2012(6):43-48.

[6] 歐聿偉.植生型生態護坡施工工藝要點探析[J].黑龍江水利科技,2015,43(8):132-134.

[7] 孫夫建.防洪工程中生態護坡的施工技術[J].黑龍江水利科技,2012,40(7):145-146.

[8] 段曉明,苗增健,劉連新,等.生態護坡應用及護坡植物群落的選擇[J].安徽農業科學,2009,37(31):15327-15329,15339.

[9] 李宇.贛撫平原灌區渠道生態護坡技術研究[D].南昌:南昌大學,2014.

[10] 劉世奇,陳靜曦,王吉利.植物護坡技術淺析[J].土工基礎,2003(3):49-51.