生態(tài)框格在岸坡防護(hù)工程中的實(shí)用性探討

楊青森 劉 凡 宋 強(qiáng) 仲鵬飛

（宿遷市水務(wù)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司 宿遷 223800）

生態(tài)框格是一種以混凝土作為主要材料的預(yù)制品構(gòu)件[1]。將生態(tài)框格成“品”字形鋪設(shè)于河道邊坡，使用防腐螺栓連接，形成骨架結(jié)構(gòu)，然后在框格內(nèi)回填土并整平，能夠有效提高河道邊坡的整體性、穩(wěn)定性。施工時(shí)，可采用起重設(shè)備配合人工，顯著提高工作效率。在施工過(guò)程中無(wú)噪聲、不排污、不污染環(huán)境、施工機(jī)具簡(jiǎn)單、防護(hù)費(fèi)用低廉，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益。隨著技術(shù)和工藝的發(fā)展，生態(tài)框格已廣泛應(yīng)用于交通、市政等行業(yè)的邊坡防護(hù)工程中。

在我國(guó)水利工程領(lǐng)域，生態(tài)框格防護(hù)具有使用設(shè)備少、施工工期短、施工成本低、生態(tài)性能好等方面的優(yōu)點(diǎn)。目前在水利工程中利用生態(tài)框格進(jìn)行邊坡防護(hù)仍然較少。本文將結(jié)合西條堆河邊坡防護(hù)工程的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比多種護(hù)砌型式的優(yōu)缺點(diǎn)，為生態(tài)框格在水利工程邊坡防護(hù)中的應(yīng)用提供參考。

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

西條堆河從運(yùn)南南渠首向西，流經(jīng)城廂、臨河，接馬化河，為灌溉輸水河道，全長(zhǎng)12.37km。該河道設(shè)計(jì)灌溉面積4.85 萬(wàn)畝，河道設(shè)計(jì)引水流量7.90m3/s。西條堆河灌區(qū)分自流和提水灌區(qū)。自流灌區(qū)已全部由農(nóng)田改為魚(yú)塘，能夠自流進(jìn)水；提水灌溉范圍是黃河故道中泓以南，洪澤湖以北，成子河與西民便河之間地區(qū)（洪澤湖周邊洼地圩區(qū)除外）。

宿遷市黃河故道后續(xù)工程施工3 標(biāo)從成子河分洪道下西條堆河地涵出口處（K0+250）開(kāi)始疏浚，疏浚至K12+365，疏浚河道長(zhǎng)12.12km；由于K0+250～K4+480 段現(xiàn)狀已采用直立擋墻護(hù)砌，工程對(duì)河道進(jìn)行了浚深，新開(kāi)挖土坡易受水流沖刷，且自然邊坡穩(wěn)定性差，對(duì)其自身及現(xiàn)狀擋墻穩(wěn)定都不利。同時(shí)西條堆河K0+250～K3+400 段兩側(cè)魚(yú)塘多，魚(yú)塘距離河道較近。為保證施工質(zhì)量，需配套進(jìn)行施工降水。因兩側(cè)魚(yú)塘正在養(yǎng)殖，魚(yú)塘蓄水導(dǎo)致該區(qū)域地下水位高，若實(shí)施降水，易造成魚(yú)塘損失，且該段河道土層透水性弱，實(shí)施降水工程難度大、工期長(zhǎng)[2]。由于兩岸農(nóng)業(yè)灌溉用水需求迫切，工程工期緊，任務(wù)重。

1.2 工程地質(zhì)

1 層：素填土(Q4ml)。雜色，松散，主要成分為粉土、粉質(zhì)黏土，局部含大量植物根系。

2 層：粉質(zhì)黏土(Q4al)?；尹S色、灰黑色，軟塑，局部流塑，稍有光澤反應(yīng)，中等干強(qiáng)度，中等韌性。

3 層：粉土(Q4al)。灰黃色、黃褐色，稍密～中密，濕，無(wú)光澤反應(yīng)，低干強(qiáng)度，低韌性，局部夾薄層軟塑狀粉質(zhì)黏土。

4 層：粉質(zhì)黏土(Q4al)?；液谏?、灰黃色，軟塑～可塑，稍有光澤反應(yīng)，中等干強(qiáng)度，中等韌性。

地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1，各土層的滲透系數(shù)及堤防設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。

表1 物理力學(xué)指標(biāo)及承載力建議值表

表2 滲透系數(shù)及堤防設(shè)計(jì)參數(shù)表

2 護(hù)砌方案設(shè)計(jì)

根據(jù)《水利水電工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL386-2007），西條堆河邊坡防護(hù)等級(jí)為5級(jí)。在工程建設(shè)中，滿足該段防護(hù)需求的護(hù)砌型式有生態(tài)框格、混凝護(hù)坡+聯(lián)鎖塊、混凝土樁[3]、賓格石籠[4]等。此次結(jié)合施工段特點(diǎn)，分析對(duì)比四種護(hù)砌方式的施工難易程度、施工工期和工程造價(jià)。

2.1 生態(tài)框格防護(hù)

河道采用梯形斷面，河底通長(zhǎng)布置兩排1.0m×1.0m×0.5m 框格， 兩側(cè)河槽坡面坡比按不陡于1 ∶1.8 刷坡，“品”字形布置3 排1m×1m×0.3m 框格，邊坡以上平臺(tái)寬度為1m，間隔布置1 排1.0×1.0×0.3m 框格?？蚋癫捎肕12 防腐螺栓連接為整體，螺帽一側(cè)采用橡膠墊片。鋪設(shè)完成后，框格內(nèi)回填黏性土。生態(tài)框格防護(hù)具有施工工藝簡(jiǎn)單，施工速度快，生態(tài)性好等優(yōu)點(diǎn)。護(hù)砌型式見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 生態(tài)框格防護(hù)斷面圖

圖2 生態(tài)框格拼接示意圖

2.2 混凝護(hù)坡+聯(lián)鎖塊防護(hù)

河道采用梯形斷面，坡比為1 ∶2，對(duì)兩側(cè)河槽邊坡和平臺(tái)進(jìn)行防護(hù)，護(hù)砌結(jié)構(gòu)選用混凝土+砂石墊層，其具有防滲性能好、渠道斷面小、水力條件好、工程壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)[6]，混凝土護(hù)坡厚度為150mm，強(qiáng)度等級(jí)為C20；砂石墊層厚50mm。同時(shí)考慮生態(tài)效益，渠道兩側(cè)每200m 設(shè)置一道20m的生態(tài)護(hù)坡，生態(tài)護(hù)坡采用聯(lián)鎖塊+碎石墊層+土工布防滲層結(jié)構(gòu)，聯(lián)鎖塊厚度100mm，砌塊強(qiáng)度C25；碎石墊層厚50mm。護(hù)砌型式見(jiàn)圖3。

圖3 混凝土護(hù)坡斷面圖

2.3 混凝土樁防護(hù)

河道采用梯形斷面，兩側(cè)河槽坡面坡比為1∶2，沿河槽邊坡上口線密布1 排直徑為12cm 的混凝土樁，形成樁墻，樁長(zhǎng)為3m，邊坡以上平臺(tái)寬度為1m?；炷翗斗雷o(hù)具有施工工藝簡(jiǎn)單，施工速度快，工程壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。護(hù)砌型式見(jiàn)圖4。

圖4 混凝土樁防護(hù)斷面圖

2.4 賓格石籠防護(hù)

河道采用梯形斷面，河底通長(zhǎng)布置四排賓格石籠，內(nèi)側(cè)賓格石籠尺寸為1m×1m×0.75m，外側(cè)賓格石籠尺寸為1m×1m×1.25m，賓格石籠外側(cè)河槽坡面坡比為1 ∶2，邊坡以上平臺(tái)寬度為1m。賓格石籠防護(hù)具有施工工藝簡(jiǎn)單，防護(hù)性能好等優(yōu)點(diǎn)。護(hù)砌型式見(jiàn)圖5。

圖5 賓格石籠防護(hù)斷面圖

2.5 分析比較

此次根據(jù)《江蘇省水利工程概算定額建筑工程》（2012年版）、《江蘇省水利工程概算定額安裝工程》（2012年版）、《江蘇省水利工程施工機(jī)械臺(tái)時(shí)費(fèi)定額》（2017年版）、《水利水電工程設(shè)計(jì)工程量計(jì)算規(guī)定》（SL328-2005）、《宿遷工程造價(jià)管理》（2018年第3 期）等定額依據(jù)及相關(guān)資料，利用新點(diǎn)2012水利概算V9.2.08 標(biāo)準(zhǔn)版計(jì)算材料綜合單價(jià)，然后計(jì)算河道單公里防護(hù)投資，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 方案對(duì)比表

根據(jù)西條堆河現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，綜合比較生態(tài)框格、混凝護(hù)坡+聯(lián)鎖塊防護(hù)、混凝土樁和賓格石籠防護(hù)的施工難易程度、施工工期和工程造價(jià)，對(duì)比過(guò)程詳見(jiàn)表3。

經(jīng)比選，此次采用生態(tài)框格防護(hù)，該護(hù)砌型式具有投資低、施工快捷、對(duì)施工技術(shù)要求較低等特點(diǎn)。而且防護(hù)完成后，不影響河底水土交換，生態(tài)性良好。

3 結(jié)語(yǔ)

西條堆河岸坡防護(hù)工程實(shí)施完成至今已滿兩年，經(jīng)歷了兩個(gè)汛期，運(yùn)行平穩(wěn)，工程正在發(fā)揮效益。但是框格空間小，內(nèi)部填土壓實(shí)困難，導(dǎo)致部分框格內(nèi)存在回填土流失現(xiàn)象，目前已進(jìn)入穩(wěn)定形態(tài)。采用生態(tài)框格進(jìn)行河道岸坡防護(hù)，具有施工速度快、工藝簡(jiǎn)單、便捷、造價(jià)低、生態(tài)性好等特點(diǎn)，特別是對(duì)工期緊、降水困難的項(xiàng)目具有更大的實(shí)用性。此次借西條堆河岸坡防護(hù)實(shí)例，希望能為生態(tài)框格在水利工程岸坡防護(hù)中的使用提供借鑒■