生態袋在上海市河道護岸中的應用分析

董文凱

［上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市200092］

0 引 言

黨的十八大報告中提出五位一體總體布局，大力推進生態文明建設。黨的十九大報告指出堅持人與自然的和諧共生，必須樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，堅持節約資源和保護環境的基本國策。一系列重要決策和論斷，無不體現國家對于生態環境保護的重視，為可持續發展、為走向社會主義生態文明新時代指明了前進方向和實現路徑。

河道生態環境作為生態環境的重要組成部分，近年來愈發受到重視。與傳統河道治理理念不同，生態型河道建設中融入水生態學原理，致力于構建健康、完整、穩定的河道生態系統，綜合考慮河道的生態效應、景觀效果和防洪效益[1]。上海市水務局于2013年10月印發《上海市河道生態治理設計指南》，進一步規范河道生態治理相關工作。

本文以生態袋為例，說明其在上海市生態護岸中的應用情況，剖析生態袋護岸的應用技術要點，闡述其在應用過程中存在的問題及對策。

1 生態袋在河道護岸中的應用情況

生態袋是由高分子合成聚合物為原材料加工而成的袋子。這種采用高新技術研制的新型材料具有高強抗紫外線、耐酸堿、抗腐蝕、抗凍融等特點，廣泛應用于市政道路[2]、高速公路[3]、鐵路[4]、山體[4]、航道[5]、河道[6]、水庫[7]等邊坡的生態防護。生態袋護岸利用柔性生態袋建造，袋內填充基質材料，為植物提供扎根場所，綠化覆蓋率可以達到95%以上[7]，較傳統硬質護岸更為經濟、環保和生態[8]。

調研發現，中心城區如虹口、楊浦等區，受限于土地資源緊張，生態袋護岸較少應用，但在松江任其浜、嘉定橫瀝河、崇明瀛東村中心河、浦東中橫河和縱二河共計五條河道中都有生態袋護岸的應用。其中浦東中橫河河道斷面為斜坡式，生態袋布置于常水位附近，按照1∶3 的坡比放坡至河底。生態袋頂部片狀布置了水生植物，生態袋以上為斜坡綠化（見圖1）。嘉定橫瀝河河道斷面采用直立+ 斜坡式，在常水位以下設置直立式擋墻，在擋墻上放置生態袋供水生植物生長（見圖2）。調研中發現局部水生植物長勢一般，個別袋體存在破損或風化的現象。

圖1 生態袋在浦東新區中橫河的應用

圖2 生態袋在嘉定橫瀝河的應用

2 生態袋護岸的應用技術要點

生態袋護岸可適用于各種河道斷面型式，常用于斜坡式或多級斜坡式河道斷面。圖3 和圖4 為典型的生態袋護岸結構，其技術要點如下：

（1）適用邊坡范圍。若單獨使用生態袋護岸，坡度一般情況下小于50°[9]，高度H＜3 m[8]，可根據現狀自然地形確定。若陸地側空間受限，需要增加坡度，可結合土工格柵一起使用。土工格柵分層平鋪于袋后回填土內，與回填土體形成整體。其本身具有較高的抗壓和抗拉特性，可提高回填土的抗剪指標，保證坡比較陡時堤身的安全穩定。此時極限坡度應不大于75°，土工格柵的規格、力學參數、鋪設長度和間距可視工程所在地的土層參數和場地空間等按需設置。

圖3 典型生態袋護岸結構示意圖（斜坡式）

圖4 典型生態袋護岸結構示意圖（多級斜坡式）

（2）生態袋鋪設范圍。生態袋底標高一般設置在設計河底標高位置處。根據實際需要及景觀要求，生態袋頂標高可布置在常水位附近，采用多級斜坡式，常水位至設計堤頂高程之間放坡順接（見圖4），也可直接鋪設至設計堤頂高程（見圖3）。

（3）基礎。一般情況下，為避免生態袋護岸發生過大沉降和變形，應設置基礎層，厚度不應小于0.2 m，具體厚度視場地地質條件確定。

（4）施工前準備。生態袋護岸施工準備工作包括坡面整平、基礎夯實及預留開挖工作面等。夯實后的基礎可以有效控制結構的沉降和變形。開挖區域寬度必須足夠容納生態袋堆砌要求，若有設置加筋土工格柵，還需要考慮格柵鋪設所需要的場地空間。

（5）裝袋。根據景觀植物的品種及對應的規格，可選擇植生土或素填土。同時為了增強土體的透水透氣性，避免土體板結而影響植物扎根，應在填料中摻入約30%的中粗砂。裝袋需滿、實、緊，現裝現壘。若填充好的袋體長時間擱置，受到暴曬或淋雨，會影響護岸的整體性。

（6）碼砌。基礎處理完畢后，堆放底袋，底袋長邊宜垂直河道擺放。底袋以上至頂袋以下，生態袋長邊平行于河道擺放。頂袋宜垂直河道擺放，兼作壓頂，以確保結構穩固。

（7）鎖定。標準扣用于鎖定兩個相鄰的生態袋，具體步驟如圖5 所示。

圖5 植生袋鎖定步驟

（8）土方回填。生態袋后回填料的綜合摩擦角應大于30°，且應選擇透水性較好的材料分層回填，并分層夯實。分層厚度應控制在30 cm 以內，夯實度應不小于93%。夯實和回填時，靠近袋體的位置應使用較小的施工機械，避免對護岸結構產生不利影響。

（9）綠化種植。植被應盡量選用當地易成活、易養護物種，可以選擇一種或多種。播種方式可采用噴播和插播。噴播方式主要用于大范圍綠化覆蓋，施工便利快捷。插播適用于喬木、灌木或花類植物[10]。

3 生態袋護岸存在的問題及對策

生態袋護岸作為一種常用的生態護岸型式，便利性、美觀性和經濟性等優點頗為明顯，但在實際應用中仍存在以下問題需要注意。

問題一：安全穩定是護岸結構最基本的功能要求。生態袋作為一種柔性材料，填袋、砌筑、回填等工藝流程要求較高，給施工帶來了一定的挑戰。

對策一：生態袋護岸的具體施工工序如圖6 所示，每一個環節均需嚴格把控。為確保結構的安全穩定，在施工前可請廠家現場培訓和講解工藝流程，再由具備一定經驗的單位施工作業。

問題二：河道水位高低浮動，水位變動區的生態袋水流沖刷作用強，生態效果難以維持。

對策二：建成后的生態效果是工程品質優劣最直觀的評價因素。因此在進行綠化種植時，需要結合工程條件選用科學合理的方式。以噴播綠化為例，噴射物要均勻，形成厚度一致的毯狀物，噴播完后要加強養護。對于沒有植被覆蓋的裸露段及時進行修補。

圖6 生態袋護岸施工工序

問題三：生態袋也可布置于常水位以上，易受紫外線照射，個別袋體存在風化現象。

對策三：生態袋產品規格較多，質量差別大，價格參差不齊。合規的生態袋產品采用高分子有機聚合物，在抗潮濕、抗化學腐蝕、抗水體溶解、抗生物降解、抗高溫低溫、抗紫外線等方面均有較好的表現，其使用壽命可達50～100 a。因此在設計時選定嚴格的設計參數，在選材時注重產品的力學性能，在維護時及時更換破損的袋體，可以有效保證護岸的穩定和景觀效果。

4 結 語

根據現場調研，并結合類似工程實踐經驗，生態袋護岸作為一種柔性結構，抵抗沉降和變形的能力強，對于地形高差多變的地段尤為適用。袋體之間通過標準扣鎖定，結構整體性和穩定性良好。袋體較高的孔隙率有利于植物扎根，滿足綠化種植需求。填充料較好的透水透氣性維持了水、土、生物之間形成的物質和能量循環系統[11]，為各類生物提供棲息地的同時提升和保持水體的自凈能力。袋體重量小，運輸便利，施工快捷。但生態袋護岸對于綠化施工的要求較高，保證綠化成活率才可形成較好的生態環境。因此生態袋護岸應在前期的結構及種植設計、中期的綠化養護和后期的維護管理中注意植物的搭配及定期的管養維護，以保證護岸良好的生態效果。