鴨綠江防洪工程中高強度重力模袋護岸應用探討

余尚合

（丹東市水務服務中心，遼寧 丹東 118000）

0 引言

目前，大多數河流已建護岸工程均采用硬質結構護砌，與周圍生態環境協調性較差[1～2]。近些年來，國家經濟的發展，帶來了居民物質生活水平的不斷提升，傳統的護岸工程已難以滿足人們對生活品質的追求。護岸工程的建設以不能僅滿足于安全問題，仍需考慮生態、美觀等因素[3～4]。因此，近年來的水利工程建設中逐漸增加了環保、生態理念，在工程建設保障民生的同時也更加注重對河道生態環境的保護問題。水利設施在施工、維護過程中，難免會對周圍生態環境造成不利影響，但是采用合理的手段可以將環境影響降至最低，這是當今水利工程建設的最新要求。目前，較為常用的生態護岸型式包括：格賓石籠[5～6]、加筋土輕質擋墻[7]。

1 工程概況

鴨綠江在1998 年來，護岸工程主要采用硬性防護，在一定程度上提高了鴨綠江的防洪標準，改善了河岸抗沖刷能力弱的現象，但也對鴨綠江生態環境造成了一定程度的破壞。因此，在此次鴨綠江防洪整治過程中充分考慮了生態環境理念，根據方案比選采用高強度土工重力模袋護岸工程，可以有效利用河道現有土方，改善河道生態環境。本文結合鴨綠江整治工程對重力模袋護岸施工過工法和施工過程、技術要求進行分析。

2 高強度土工重力模袋護岸設計型式

高強度土工重力模袋護岸技術首次在日本河道岸坡防護中加以應用，自首次應用以來，在多條河道治理過程中加以應用。土工重力模袋在我國也也有超過10 年的應用歷史，常見的模袋護岸形式有傾斜式、貼坡式、濕地式、季節性河道施工等工法。

（1）仰斜式工法

仰斜式工法的設計思路來源于重力式擋土墻，在保證河道防沖刷能力的同時也具有防止岸坡土體失穩的作用，傾斜式工法結構見圖1。

圖1 仰斜式工法

（2）貼坡式工法

貼坡式工法是在河道岸坡上覆蓋模袋，此結構的護岸僅適用于岸坡角度較低、原狀河道較穩定的情況，多用于1:3 的護坡。貼坡式工法結構見圖2。

圖2 貼坡工法

（3）濕地式工法

濕地式工法重力模袋不設置頂蓋，主要在濕地處加以使用，利用重力模袋的固土、抗沖刷能力，同時，也可為當地的原生植物提供良好的生長環境。針對不同的河道岸線采用不同的模袋護岸型式。原有岸線為硬質岸線采用圖3 的結構型式，其他類型斜坡采用圖4 的結構型式。采用濕地工法可以恢復河道生態環境。

圖3 濕地工法（1）

圖4 濕地工法（2）

（4）季節性河道工法

季節性河道工法主要應用于河道水量隨季節性變化較大的的區域，可采用變斷面的護岸形式，見圖5。該類型河道護岸可適應河道水位變動的情況。

圖5 河道斷面圖

3 高強度土工重力模袋施工

3.1 施工順序

（1）基面處理

1）基面清理前，應當根據設計的河道斷面確定河道的清基范圍。為了保證護岸工程的順利施工，河堤基面的清理范圍應當位于設計基面邊線外50.0 cm。

2）為了保證河道護岸工程的建設質量，應當保證基面無雜物存在，清理厚度應大于30.0 cm，保證基面干凈。

3）完成清基作業后，應當根據設計要求進行夯實，密實度達到93%以上。

4）當基面存在軟層時，應當采取必要的地基處理措施，滿足設計的承載力要求。

5）基面清理完成后，應當驗收合格后方可進行下一步工作。

（2）鉛絲石籠編制與鋪設

重力模袋護岸需要與鉛絲石籠配合使用方可保證河道的穩定性。在清基工程完成后，方可進行鉛絲石籠的鋪設。鉛絲石籠應當按照上、下層錯層布置。鉛絲石籠的連接必須保證足夠的緊密，以保證整個護岸工程的穩定性，鉛絲石籠采用直徑φ2.2 mm 的鉛絲、間隔20 cm，雙股綁扎。綁扎的鉛絲斷頭應向內翻卷，防止河道過水過程中會掛住漂浮物和生活垃圾，影響后續施工作業的進行。

（3）重力模袋與鉛絲石籠網箱的組合

重力模袋與鉛絲石籠組合施工的過程中，需要利用工具將重力模袋四角撐開，使用直徑φ2.2 mm 的雙股鉛絲間隔25 cm在邊框處綁扎，將模袋與鉛絲石籠緊密結合，保證模袋與鉛絲石籠結構的緊密性、完整性。

（4）重力模袋填裝土料要求：

1）為了降低工程建設的投資，縮短涂料運輸距離，可就近取土、石裝袋，土石比不應小于4∶1。

2）填料中不應含有雜草、根系、淤泥、生活垃圾等雜物，以保證充填后的模袋土的密實度。

3）模袋在裝填時，外立面不能外鼓，可使用厚度為5cm 的木板制成直角夾板，向模袋中裝填土料之前，將三角夾板頂靠在護岸結構的迎水面，保證模袋外立面的平整、美觀，裝填完成后，方可移動夾板至下一模袋處，保證模袋結構施工的連續性。

（5）裝填重力模袋

重力模袋裝填應根據環境條件確定，若條件允許，可直接使用機械裝填，利用就近取材的土、石材料，保證施工速度。在模袋裝填的過程中，需要和相鄰模袋同時進行，施工過程中應當控制模袋結構精度，長度誤差不應大于5%，模袋土石料充填應當均勻、密實，保證無空隙。

為了保證模袋充填的密實度，可采用分層裝填的方式，針對模袋尺寸為1 m3，可分3 層充填，壓實后可進行下一層的充填。針對模袋尺寸0.5 m3，可分2 層填充。為了防止膜袋變形，可使用直徑φ2.2 mm 的鉛絲繩綁扎固定，保證模袋充填效果。

（6）重力模袋封口

重力模袋封口可在土料充填完成后進行，是一道極為關鍵的工序。封口之前應當保證模袋充填的密實度，模袋充填高度應高于鉛絲籠5 cm。之后使用黏扣黏合封口。最后，綁扎邊框與鉛絲石籠網箱封蓋。

3.2 技術指標及技術特點

模袋采用圓編技術，保證受力均勻，無應力集中區，保障結構的耐久性；河道水利工程迎水面難以避免受到河流攜帶物的沖擊力，材料頂破強度不能小于9 kN，因此，采用單經單緯的材料。根據計算，模袋充填后，抗拉強度小于80 kN/m 時，難以滿足受力需求。為了保證護岸結構的耐久性，材料需要具備較好的抗老化性能。由于鴨綠江冬季氣溫較低，達到冰點以下，因此，模袋的耐凍性能也有較高的要求。模袋的具體要求見表1。

表1 重力模袋重要技術指標

4 結語

在河道護岸采用高強度重力模袋護岸，可充分利用河道內的現有土、石料，既可改善河道淤積嚴重的現象，又能恢復河道的生態環境，提高河道抗沖刷能力，保證河道的穩定性。結合鴨綠江河道整治工程，提出了4 種類型模袋護岸，可在不同類型岸坡加以使用。模袋護岸施工工藝較為簡單，主要為：清基→鉛絲石籠編制、鋪設→組合鉛絲石籠與模袋→模袋充填→封口。在施工過程中應當嚴格按照設計要求，選擇符合要求的材料以保證河道的安全。