組合式生態擋土塊在石溪河治理中的施工技術探討

仇靜文

(婁底市水利水電工程建設有限責任公司，湖南 婁底 417000)

1 材料特點

組合式生態擋土塊是一種新型復合材料，由混凝土、生物添加劑、固化劑、光亮劑、緩凝劑、水泥助磨劑、早強劑、增強劑、無機顏料等數十種材料混合預制而成。

1.1 砌體結構

組合式生態擋土塊所采用砌體材料為素混凝土異形構件，砌體強度≥MU20，抗凍標號為F250。厚度分為335 mm(大、中塊)、285 mm(小塊)兩種，單塊砌體厚度允許偏差±5 mm，邊長允許偏差±4 mm，垂直度允許偏差≤3 mm，吸水率不超過7%。單塊砌體結構形式如下所示(見圖1)。

圖1 組合式生態擋土塊模型

1.2 尺寸規格

生態擋土塊(小)：300 mm×500 mm×285 mm。生態擋土塊(中)：1000 mm×600 mm×335 mm。生態擋土塊(大)：1000 mm×1200 mm×335 mm。

1.3 鎖結形式

區別于常規鋼筋混凝土擋墻，組合式生態擋土塊在水平向相鄰兩列砌體間相互鎖結，豎向通過在預留錨固孔內置入錨固鋼筋并填充混凝土膠結。

1.4 產品特點

1.4.1 節約原材料的開采

采用工廠化全封閉自動化生產，在工地現場采用裝配式安裝，代替了傳統的現場制作工藝，減少了現場的揚塵及原材料的浪費，相比傳統擋土墻可以節約2倍以上的材料浪費，進而節約了原材料的開采，實現了原材料的有效利用。

1.4.2 快速安裝，縮短施工周期

從工廠自動化生產—物流搬運—現場安裝—綠化，同步進行，一個節拍，受天氣等自然因數影響小。4個工人，1臺設備，每天可以安裝近100 m2，大大縮減了施工周期，大幅度降低了人工成本和管理成本，進而減少了施工成本。

1.4.3 鋼筋錨固，安全穩定

產品預留鋼筋錨固孔，采用干壘加鋼筋灌混凝土錨固，相當于鋼筋混凝土擋土墻+懸臂式擋土墻結構，抗剪性能遠優于傳統漿砌石擋土墻。

1.4.4 結構多樣，人性化設計

組合式生態擋土塊擁有生態面、景觀面、防洪面等多種景觀效果，可以根據需要調配多種顏色效果，更好地展現藝術性；也可以根據地形、高度及土質情況組合使用，在保證安全的前提下，實現人性化設計。

1.4.5 墻面綠化，維護自然美

全新升級組合式生態擋土塊擁有更大的生態孔，能填充更多的土壤，改善植物的生長條件，更適植物的生長，達到墻面生態全覆綠，形成“看似無墻實則有墻”的自然景觀，維護自然美。

1.4.6 維持生態循環，保護生態環境

預留空洞，供魚類等水生生物提供棲息、產卵的生物通道，保護了水體生物與土體生物的物質交換，實現了擋墻內外的生物相通，從而達到維護生物循環，改善水體質量的效果；也為人、畜等提供攀爬自救，為落水增加了生還幾率，減少了安全隱患。

2 石溪河治理工程基本情況

石溪河為資水二級支流，發源于湖南省新化縣老木界，途經河家拜、沙州市、孟公市、關莊橋、羅家灣、陳家山、滑石、接龍橋、石溪，在黃家灣匯入資水一級支流大洋江。石溪河流域集水面積211.0 km2，河流長度36 km，河流坡降6.74‰。

1960年修建龍溪水庫后，為增加耕地面積，將河道進行了截彎取值改造，導致河道迫降變陡，水流流速加快，降低了河道防洪減災抵御能力。特別是龍溪水庫下游至石溪河與泥河交匯處6.1 km河道受2016年7月4號特大洪水災害的影響，1997年修建的原河堤及護岸工程幾乎全部被沖毀或者基礎被掏空。河床淤積，下游段尤其嚴重，河床被砂卵石淤積抬高了1～2 m。

本次治理的主要任務：減輕石溪河治理河段的洪水威脅、降低洪澇災害的發生、提高治理河段的行洪能力；保障河流的水生態健康發展，改善水環境。通過對石溪河的治理，為沿岸的鄉村經濟發展提供堅實的水資源保障，本次治理河段全長11.17 km。

建設方案：采用組合式生態擋土塊護岸形式為主，民房沿河側及已建沿河公路側采用C20混凝土埋塊石結構，部分基礎掏空段采用C20混凝土固腳處理。

組合式生態擋土塊設計：采用混凝土基礎+中塊+頂部混凝土壓頂形式，擋土塊干壘坡比1∶0.3，水平向相鄰兩列砌體間相互鎖結，豎向通過在預留錨固孔內置入錨固鋼筋并填充C20混凝土膠結上下擋土塊，錨筋直徑φ16。生態擋土塊臨水側種植孔內填充土并播撒草籽，墻后設0.2 m厚砂卵石(粒徑20～50 mm)反濾層，砂卵石后設土工布(300 g/m2)；生態擋土塊下設混凝土基礎，并要求基礎既要滿足自身穩定要求，又要滿足防沖要求。基礎開挖原則上要開挖至原土層或砂卵石層，具體承載力要求指標：墻高≤3.0 m時，地基承載力不低于120 kPa；3.0 m<墻高≤6.0 m時，地基承載力不低于180 kPa；6.0 m<墻高≤7.0 m時，地基承載力不低于220 kPa。如遇開挖至設計高程基礎承載力達不到設計要求時，需要對基礎進行加固處理，滿足要求后再進行上部生態擋土塊施工。

3 施工方案

組合式生態擋土塊施工方式主要有兩大類，分別為干壘施工法和土工格柵加筋施工法。考慮到本治理工程護岸高度為2～3 m，故采用干壘施工法。

干壘施工法特點：施工簡單快捷，按設計要求進行簡單修坡后即可進行施工，能有效大幅度降低施工難度、節約施工成本、縮短施工周期。

3.1 對施工難點的把握

3.1.1 單塊質量較大，對施工作業面運輸要求高

組合式生態擋土塊大塊單塊重量達到400 kg，中塊重量200 kg，無法用人工挑抬，只能機械吊裝，這就要求施工作業面交通便利，能適合機械操作的工作面，這樣才能加快施工進度。

3.1.2 墻體砌筑需要與墻后填筑同步施工

組合式生態擋土塊非直立式擋墻，墻體向后傾斜22°，這就要求擋墻砌筑必須與墻后填筑同步施工，墻后回填一層，生態砌塊砌筑、座落一層，不然墻體會不牢固，容易產生安全風險。

3.1.3 各層生態擋土塊砌筑時施工質量要求較高

所有的生態塊一定要保持穩固，若某一層生態擋土塊垂直度有很大偏差，砌筑高程不準確，會負面影響到此列全面墻體高程，從而對成品的美觀度造成不良影響。

3.2 主要施工工藝流程

主要施工工藝流程如下所示(見圖2)。

圖2 主要施工工藝流程

3.3 基本施工步驟

(1)組合式生態擋土塊屬高強度混凝土預制塊，從廠家采用貨車運輸至工地，注意產品在裝卸、運輸時應捆扎牢固，禁止用翻斗車傾卸，避免碰撞。

(2)施工前應當對施工現場進行作業面整理。石溪河治理段大部分河段河岸修建有沿河公路，可將建材與施工器材運至每一施工地段，部分地段需要修建臨時施工便道，便道應能滿足施工作業設備順利通行，保證施工能正常進行。根據設計要求對作業區域進行修坡、支模并澆筑C20混凝土基礎。

(3)混凝土基礎后方應當使用粘質粉土、粉土、粉砂等進行回填，不可使用建筑垃圾、淤泥等回填。不可使用裝載機、推土機等大體積設備把回填材料運輸到等待回填的基坑中，避免對混凝土基礎側端形成重大橫向荷載。應當使用小體積運送工具順著混凝土基礎豎向接連撒布、攤鋪回填材料，攤鋪一層馬上碾壓一層。墻后填土運用逐層填充、逐層碾壓的作業方式，碾壓機器行駛方向和混凝土基礎呈現為平行狀態。回填材料應當管控在最理想含水比例的±2%之內，每一層壓實之前的厚度在0.15～0.20 m之間。碾壓運用小體積蛙夯來回碾壓，碾壓痕跡應當互相連接，避免出現漏壓問題。碾壓遍數依據試驗結果確定，最后碾壓程度應當在90%以上。回填到距離混凝土基礎頂端10 cm的時候暫停施工，進行第一層土工布鋪設。

(4)全面清理混凝土基礎表面后進行反濾土工布鋪設，依照設計標準把墻后土工布貼合到混凝土基礎表面后緣位置且順著墻后縱向貼合10 cm。

(5)墻后回填材料、碾壓程度的標準和混凝土基礎后方回填標準相同，需指出的是墻前面1 m范圍內應當防止夯機振動對互嵌擋墻產生不良影響，如果有需要，可使用平板夯。填充到混凝土基礎頂端的時候，回填土前端和生態擋土塊后里面300 cm的地方坡腳表現為22°放坡，用來保證返濾層厚度達到設計標準。

(6)生態擋土塊砌筑。生態擋土塊運用汽車型起重機多批次運輸到混凝土基礎上。第一層生態擋土塊的擺砌十分關鍵，在混凝土基礎上砌筑第一層生態擋土塊之前一定要清理混凝土基礎上表面，用來確保第一層砌塊基礎平順程度且保障生態擋土塊和混凝土基礎表面深入連接，不然會導致上層砌塊不穩固，另外會負面影響到此列砌塊高程。各個節段擋墻第一層砌塊鋪裝完畢后皆要檢測砌體橫向水平度與豎向垂直度，保證橫向與縱向尺寸差異在2 cm及2 m以內。

(7)墻后反濾碎石填筑。墻后反濾碎石是一種排水骨料，在填充之前應當以試驗的方式確定碎石的等級與直徑，粒徑通常在5～40 mm之間。詳細而言，5～20 mm碎石在總碎石量中占到45～60個百分點，20～40 mm粒徑碎石在總碎石量中占到55～40個百分點。使用人力填充的方式，填充高度和擺塊頂面保持一致(見圖3)。

圖3 施工順序

4 結 語

(1)目前該產品已發展到第六代。產品尺寸加大、重量增加，安全穩定性更好；產品生態植生孔加大，更容易接觸陽光的照射及雨水的滋潤；采用雙排水孔，更有利于排水及植物對營養的吸收，形成擋墻內外的生態物質交換；更有利于水體生物的產卵、棲息，以及人畜的攀爬自救，人性化設計更合理；重量增加、尺寸增加，成本不變，進一步節約了工程造價；可兩塊并列使用，增加斷面寬度，有利于施工便利和產品統一，更方便安裝及運輸。

(2)應用組合式生態擋土塊能達到傳統漿砌石或混凝土等材料所滿足的結構穩定抗沖、防洪減災目的，同時更重要的是能兼顧生態和景觀效益。從石溪河治理工程已實施段的效果來看，一是對已有損毀岸坡進行了加固，提高了河道行洪能力，保障了兩岸居民生命財產安全。二是又能美化環境，改善當地居民人居環境，起到很好地景觀效果，有利于鄉村振興和美麗鄉村建設。

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