河道整治工程中的生態護坡施工技術

◎ 劉方 寧波市鄞州區水利水電勘測設計院

1.引言

生態邊坡是一種常用的河道治理手段，同時也是一種重要的河道基礎設施，其具有防洪抗澇、降低環境污染、防止水土流失、提升河道景觀價值等功能，除此之外，生態邊坡還具有一定的社會效益和生態效益，能夠維持生態平衡[1]。因此生態護坡在河道整治工程中尤為重要。為保證其效果得到有效發揮，不僅需要做好整體規劃，同時還需要做好施工部署工作，但是當前國內生態護坡施工技術還不夠成熟，存在一定的缺陷，在實際工程中不僅護坡位移量較大，而且護坡土體崩解率較高，使得現有的施工技術存在較大的提升與優化空間，無法達到預期的河道邊坡防護需求，同時也無法達到較高的環境與河道整治標準。基于此，為降低生態護坡位移及土體崩解率，保證生態護坡施工質量，本文對河道整治工程中的生態護坡施工技術進行研究。通過河道邊坡基礎清理、格賓擋墻碼砌、覆土及植被種植等完成生態護坡施工技術的設計，最后利用實際工程實驗應用驗證設計技術的有效性，以期為提升生態護坡施工質量，實現高質量的河道整治提供一定幫助。

2.工程概況

本次以某河道整治工程生態護坡施工項目為工程背景，當地氣候類型為亞熱帶季風性氣候，氣候特征明顯，四季分明，光照比較充足，氣溫比較高，歷史最高氣溫為33.62℃；年降雨量也比較大，平均為1064.63mm，降雨主要集中在每年的6月-8月；地形以山地為主，海拔范圍為256.15m-864.95m，區域河流流域面積約480km2，河道寬度為5.62m-36.14m，河道長度約16km，河流兩側及下游工廠和居民住宅建筑物較多，在每年的汛期多發生洪澇災害，為了提高河道防洪、泄洪能力，地方政府和相關部門對其開展河道整治，建設生態護坡，由于該工程地質比較復雜，生態護坡施工難度較高，為解決這一問題，本文以下結合該工程的實際情況，選用相應的施工技術，開展生態護坡施工。

3.生態護坡施工

根據該區域實際情況和需求，開展生態護坡施工，生態護坡主要由抗滑樁、格賓網箱以及植被覆土三部分組成，其結構如圖1所示。

圖1 生態護坡示意圖

如圖1所示，根據該生態護坡結構，可以將護坡施工大致分為基礎清理、格賓擋墻碼砌以及覆土與植被種植三個階段，在正式施工前做好現場清理、邊坡整治、設備安裝等準備工作，在河道邊坡基層修建抗滑樁，保證邊坡的穩定性，在抗滑樁上面碼砌格賓網箱，并在網箱上覆土種植植被，以此完成生態護坡施工。以下將從該三個方面入手，對生態護坡施工技術進行詳細說明。

3.1 基礎清理

考慮到河道坡體表面凹凸不平，且施工現場碎石等廢棄物較多，為了保證后續施工作業可以有序開展，需要對施工現場進行清理，即河道清障，并對河道邊坡基層進行整治。首先是河道清障。河道清障指的是對河道區域范圍內的阻水障礙物進行清除的行動。由于河道障礙物的存在會造成排洪斷面縮小，阻礙洪水暢泄，降低流速和河道排洪能力等隱患，對堤防安全不利。因此，對其進行及時嚴格清理，保證河道順利行洪至關重要。本文從以下方面展開行動，即：將現場的碎石、樹枝、樹葉、生活垃圾等廢棄物清理干凈，清理河道邊坡基層表面上的障礙物，對于凹凸不平區域進行找平處理[2]。其次，將邊坡表面上突出的石塊清除掉，使用運輸工具將其運輸到指定地點。除此之外，還需要在現場修建排水溝，排水溝修建位置為河道邊坡坡頂處，排水溝、截水溝修建成形狀為150cm×75cm×100cm矩形溝渠，以此防止在護坡施工過程中因現場積水而出現邊坡塌方[3]?？紤]到后續需要修建抗滑樁，故使用IHFAAF48測量儀對現場樁位進行測量，并在現場架設龍門架，安裝1.25t卷揚機作為牽引設備。

3.2 格賓擋墻碼砌

做好準備工作后，開展格賓擋墻碼砌施工。格賓擋墻碼砌實際就是將預制好的格賓網箱碼砌在河道邊坡上，形成一道格賓擋墻，以此可以降低水位，減少墻體后和坡下的地表水壓力，促使水得到及時排出，從而達到降低擋土墻被水侵蝕破壞的概率，延長擋土墻壽命的目的。近年來，其在國內河道岸坡防護等領域得到了一定應用，并取得了良好的使用效果，因此本文采用該方式提升生態護坡施工效果。為了保證格賓擋墻的穩定性，需要在河道邊坡基層修建抗滑樁，使用IRYA-A4T 8鉆機在河道邊坡坡基鉆取直徑為50cm-75cm樁孔，鉆孔深度為2.5m，間距為1.5m，采用梅花樁方式布置。將水泥砂漿灌注到150cm×25cm×15cm模具內，制作成抗滑樁[4]。在灌注過程中使用棍棒對其不斷攪拌，排除漿液內的空氣，并向樁內插入直徑為10mm-20mm鋼筋，每個樁內插入4-5根鋼筋，待抗滑樁凝固后將其脫模，以此完成抗滑樁制作[5]。將預制抗滑樁打設到孔內，在抗滑樁地上部分所圍范圍內，開展格賓擋墻碼砌施工，格賓網箱采用FAP低碳高爾凡鋼絲編制而成，網箱長度為7.5m，寬度為1.2m，高度為1.5m，鋼絲網孔尺寸為100mm×120mm，采用纏繞法將鋼絲沿著網箱框架纏繞，將框架兩端的鋼絲打死結，防止格賓網箱上鋼絲松動和脫離。

由1.25t卷揚機將制作好的格賓網箱吊裝在抗滑樁地上部分所圍范圍內，在吊裝過程中使用卷尺對其測量，及時糾正吊裝偏差，按照要求將格賓網箱連接成整體，碼砌的格賓網箱要呈臺階式，上下層格賓網箱錯開約30cm，以此避免涌縫。每碼砌完5個格賓網箱，向網箱內回填抗壓強度大于30MPa，粒徑為80mm-100mm中硬度石料，采用分層投放方式將網箱內填滿石料，在邊緣的兩個網箱，使用35°斜交加強筋加固，基層10個網箱內填筑完石料后，澆筑混凝土，以此增強護坡基層的穩定性。路基頂面上的5-10個格賓網箱內無需澆筑混凝土，該部分網箱內石料填充應保證超填約5cm-7cm高度，以便留有沉降余地。最后在碼砌好的格賓網箱上安裝一層網蓋，并使用鋼筋將上層網箱與下層網箱連接綁扎，以此完成格賓擋墻碼砌。

3.3 覆土與植被種植

在碼砌好的格賓網箱上覆蓋一層土壤，根據該區域氣候等條件，選擇合適的植物種類，此次選擇抗澇、抗旱、抗寒能力較強的南天竹、小葉黃楊、海桐作為生態護坡綠化植物，根據植物生長需求，選擇的覆土土樣類型為種植土，覆土厚度設計為75cm，采用分層覆土方式施工，首層覆土厚度為50cm，采用人工腳踩的方式將土壤壓實，壓實后在其表面覆蓋一層厚度為25cm土壤，格賓網箱四周鋪設植生袋，防止網箱上覆土流失。在覆土上撒播種植的種子，種子要撒播均勻。并且不同種類植物種子撒播區域要固定，對于混播應按照先大粒后小粒，以及先量大后量小的原則。播種完成后定期對植物進行澆水、施肥、除草等養護，如果是在雨季，需要對邊坡上的土壤進行補充2-3次，以此保證出苗率，出苗率較低的區域要進行及時補種子。利用植被提升河道邊坡穩定性，防止土壤流失，以此使格賓生態護坡具有較大的環境效益、生態效益以及社會效益。

以上通過基礎清理、格賓擋墻碼砌以及覆土與植被種植，完成河道整治工程中的生態邊坡施工技術設計。

4.施工效果檢驗

為了檢驗本次生態護坡施工方案的可行性與可靠性，對施工后的生態護坡質量進行檢測，相關規范要求河道整治工程中生態護坡需要具備較高的抗沖擊力，水平方向位移不能超過15.45mm，垂直方向位移不能超過18.45mm。故本次實驗以生態護坡位移作為施工質量檢驗指標，將以上要求作為質量評價標準，實驗在生態護坡坡基上布設100個測點，使用OYUFA-A4F8全站儀每隔7d對其坐標測量一次，每個測點測量三次，取平均值作為最終測量數據，使用電子表格記錄63d內生態護坡水平與垂直方向位移情況，具體數據如表1所示。

表1 生態護坡位移情況（mm）

從表1可以看出，本次施工后的生態護坡，無論是水平方向位移還是垂直方向位移均比較小，水平方向位移與垂直方向位移雖然會隨著時間的變化而有所增長，但在施工后的第49d，水平方向位移量保持在3.15mm，說明該生態護坡水平方向最大位移量為3.15mm，符合規范要求；在施工后的第42d，垂直方向位移量保持在2.41mm左右不變，說明該生態護坡垂直方向位移最大為2.41mm，也符合規范要求。

為了進一步驗證施工方案的適用性，對生態護坡開展崩解試驗。生態護坡需要具備較高的抗崩解能力，在長時間的雨水沖刷下土體不易發生崩解，其抗崩解能力主要體現在土體崩解率，故將其作為評價指標。從生態邊坡上選取7塊土樣，土樣規格為200mm×500mm×450mm。將選取的邊坡土樣放在水中浸泡12h，對土體進行崩解，計算其崩解率：

式中，表示生態護坡土體崩解率；表示干土質量；表示土樣崩解穩定的干土質量。利用以上公式計算出生態護坡土體的崩解率，使用電子表格對其記錄，具體數據如表2所示。

表2 生態護坡土體崩解率（%）

從表2中的數據可以看出，生態護坡土體能夠承受的最大限值為4.55%，一旦超過該數值，則意味著該塊土體不穩定，存在嚴重安全隱患。然而本文設計技術應用后，生態護坡土體崩解率比較低，最小值為0.14%，最大值為1.16%，遠小于規范要求的最大限值，說明應用本文技術后的生態護坡土體具有較強的抗崩解能力。

綜合上述內容可知，應用本文設計技術施工的河道整治工程的生態護坡施工質量較高，提出的施工方案可以滿足工程質量方面要求，具有一定應用價值。

5.結束語

此次根據相關文獻并結合實際工程案例，提出了一套施工方案，并通過試驗論證了該方案的可行性與可靠性，此次研究不僅有助于提高生態護坡施工技術水平，還有助于提高施工質量。然而此次研究僅針對個別工程案例，提出的施工方案并不適用于所有河道整治工程，并且僅對施工技術進行了研究，今后會對生態護坡施工質量控制、施工安全控制等方面進行研究，以期為河道整治工程中的生態護坡施工，提高河道整治效果以及治理水平提供有力的理論支撐。