三維生態(tài)擋墻在扁擔(dān)溪堤防工程中的應(yīng)用

鄧義林（三明市水利局　福建　三明　365000）

三維生態(tài)擋墻在扁擔(dān)溪堤防工程中的應(yīng)用

鄧義林
（三明市水利局福建三明365000）

本文介紹了三維生態(tài)擋墻的技術(shù)特征，及其在扁擔(dān)溪堤防工程施工中的具體應(yīng)用。三維生態(tài)擋墻是堤防工程與環(huán)境工程的相結(jié)合，兼顧了防護(hù)與環(huán)境兩方面的功效，具有抵御洪水，優(yōu)化環(huán)境，美化園林景觀的作用，對(duì)環(huán)境的破壞達(dá)到了最小值，有助于改善人們的居住環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)。

三維生態(tài)擋墻；堤防；施工應(yīng)用

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，關(guān)系國(guó)民生活福祉的水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資總額不斷擴(kuò)大，且其建設(shè)過(guò)程也引來(lái)廣泛關(guān)注。建設(shè)兼顧生態(tài)的防洪工程，具有重要的工程意義、環(huán)境意義和社會(huì)意義。傳統(tǒng)的防洪堤主要有漿砌石或干砌塊石、現(xiàn)澆混凝土、毛石混凝土等，在實(shí)際應(yīng)用中無(wú)法與生態(tài)環(huán)保相結(jié)合。而三維生態(tài)擋墻是一種新型柔性護(hù)坡技術(shù)，在生態(tài)袋里裝滿(mǎn)營(yíng)養(yǎng)土和生長(zhǎng)劑，用三維排水聯(lián)結(jié)扣形成緊鎖結(jié)構(gòu)，同時(shí)又充分利用了植物根系的穩(wěn)固作用，形成了穩(wěn)定的生態(tài)擋墻結(jié)構(gòu)。使防洪堤兼顧了工程結(jié)構(gòu)、園林景觀、生態(tài)環(huán)保等特點(diǎn)，在工程建設(shè)中被廣泛采用。

1　工程概況

扁擔(dān)溪發(fā)源于荊東村大南山，海拔850m，從東南向西北，流經(jīng)梅列區(qū)底城、三明學(xué)院后于荊東注入沙溪。流域面積17.0km2，干流全長(zhǎng)9.45km，河道平均坡降52.5‰。扁擔(dān)溪防洪堤均為新建堤防，堤防沿河岸布置，工程建設(shè)場(chǎng)地位于扁擔(dān)溪河段上，地貌一般為河流沖洪積Ⅰ級(jí)階地～漫灘地帶，局部為剝蝕殘丘，該段河岸總體呈低彎曲的弧形，右岸多為農(nóng)田耕地，地表高程140m～142m，河岸岸坡高度1m ～2m，坡角5°～20°；左岸為學(xué)院道路、房屋等建筑物，地表高程144m～146m，河岸岸坡高度4m～6m，坡角25°～40°。河床寬度10m～15m，高程138m～140m，河床呈較窄的槽型，河灘不發(fā)育，地勢(shì)平緩。扁擔(dān)溪防洪堤上游起點(diǎn)在荊東橋，下游終點(diǎn)在學(xué)院小壩。左岸堤防長(zhǎng)505.4m，右岸堤防長(zhǎng)486.3m，總長(zhǎng)991.7m。根據(jù)保護(hù)對(duì)象的重要性，確定的防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水。洪水水面線(xiàn)高程144.12m～140.71m，堤防高度3.32m～4.58m。工程防洪堤斷面結(jié)構(gòu)圖如圖1所示（圖中高程以米計(jì)）。

2　三維生態(tài)擋墻的優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)

三維生態(tài)擋墻是一種用生態(tài)袋的柔性結(jié)構(gòu)取代石材、鋼筋、水泥等硬性結(jié)構(gòu)的工藝技術(shù)，它用生態(tài)袋來(lái)建造永久擋墻邊坡結(jié)構(gòu)，同時(shí)在上面種植綠色的植被，達(dá)到環(huán)保生態(tài)的作用。

（1）三維排水柔性生態(tài)袋材料為聚丙烯。它具有無(wú)毒、耐腐蝕、抗老化、抗紫外線(xiàn)的特點(diǎn)，同時(shí)還可以回收利用，真正實(shí)現(xiàn)了零污染。對(duì)生態(tài)袋做緊固聯(lián)結(jié)處理，在整體上形成堅(jiān)固狀態(tài)。生態(tài)袋的使用價(jià)值主要在于為綠化植被的生長(zhǎng)提供較為理想的播種和生長(zhǎng)空間，植被與生態(tài)袋相互結(jié)合。生態(tài)袋具有透水的功能，同時(shí)生態(tài)袋里的土料不會(huì)被水帶出，具有良好的過(guò)濾性能，有利于植被的根系生長(zhǎng)。在過(guò)濾功能上的要求：要在10min以?xún)?nèi)遇中雨或大雨1h后不存在駐水情況。生態(tài)袋內(nèi)可以加入適量的有機(jī)肥料，和土料均勻的混合在一起，為植被的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

（2）生態(tài)袋之間是用三維排水聯(lián)結(jié)扣相互聯(lián)結(jié)，從而形成一個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的整體護(hù)坡結(jié)構(gòu)。三維排水聯(lián)結(jié)扣：基于力學(xué)數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)綠霸抗紫外生態(tài)袋聯(lián)結(jié)，以期構(gòu)建三角內(nèi)摩擦緊鎖的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。扎口帶的主要作用是扎緊工程施工時(shí)充滿(mǎn)填充物的生態(tài)袋，扎帶在形態(tài)上具有小巧方便的特點(diǎn)，同時(shí)其具有較強(qiáng)的抗拉性能和抗紫外線(xiàn)性能。生態(tài)錨桿：在構(gòu)筑邊坡時(shí)，對(duì)工程的穩(wěn)定和堅(jiān)固起到很重要的作用。

圖1　防洪堤斷面結(jié)構(gòu)圖

3　三維生態(tài)擋墻在扁擔(dān)溪堤防工程中的實(shí)際應(yīng)用

3.1扁擔(dān)溪堤防工程選擇三維生態(tài)擋墻的可行性和必要性

扁擔(dān)溪防洪堤地處三明學(xué)院所在地，沿河左右岸防洪設(shè)施陳舊，為了保證三明學(xué)院的防洪安全和規(guī)范河道岸線(xiàn)，保證扁擔(dān)溪學(xué)院堤段順利行洪，因而建設(shè)扁擔(dān)溪防洪堤是十分迫切的。扁擔(dān)溪是沙溪的支流，水流量不會(huì)很大，較為平緩，河道沖刷并不嚴(yán)重。在保證防洪要求的情況下，還要配合校園的發(fā)展規(guī)劃，把扁擔(dān)溪兩岸打造成師生休閑、學(xué)習(xí)的場(chǎng)所。所以不能運(yùn)用傳統(tǒng)的硬性防洪擋墻，要充分考慮校園的景觀、綠化等的要求。三維生態(tài)擋墻是柔性結(jié)構(gòu)，它的各項(xiàng)性能指標(biāo)恰好符合生態(tài)、綠化的要求。三維生態(tài)擋墻可在擋墻表面植草皮美化環(huán)境，生態(tài)擋墻高約3.0m，墻頂設(shè)3m寬?cǎi)R道兼休閑平臺(tái)，生態(tài)擋墻臨水面坡度為75°，每若干層生態(tài)袋之間設(shè)置土工格柵。因此在扁擔(dān)溪堤防工程中運(yùn)用了三維生態(tài)擋墻的技術(shù)。

圖2　生態(tài)袋和三維排水聯(lián)結(jié)扣擺放步驟

3.2三維生態(tài)擋墻的具體施工方法

（1）基礎(chǔ)施工

三維生態(tài)擋墻的基礎(chǔ)為混凝土基礎(chǔ)，配合拋石護(hù)腳，以保證基礎(chǔ)的整體性和穩(wěn)定性。在混凝土基礎(chǔ)上要放置三維排水聯(lián)結(jié)扣，用不銹鋼錨釘或鋼釘從單面把三維排水聯(lián)結(jié)扣釘?shù)綕埠玫捻呕A(chǔ)上，并以水泥砂漿做配合固定，再將生態(tài)袋放置在三維排水聯(lián)結(jié)扣上固定?；炷粱A(chǔ)要按設(shè)計(jì)要求開(kāi)挖到規(guī)定深度，不會(huì)發(fā)生沉降和變形為止。擺放生態(tài)袋時(shí)要掛線(xiàn)施工，使生態(tài)袋的擺放達(dá)到整齊美觀的設(shè)計(jì)要求。基礎(chǔ)生態(tài)袋的擺放，豎縫上下層要盡可能相互交錯(cuò)開(kāi)，且把三維排水聯(lián)結(jié)扣放置在騎縫線(xiàn)位置上，并借助人工板進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，進(jìn)而確保其穩(wěn)定性，生態(tài)袋的扎口和線(xiàn)縫合處要擺在內(nèi)側(cè)的隱蔽位置，以保證其整體的美觀效果。

（2）裝袋

生態(tài)袋的裝袋一般在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝料，在裝料前應(yīng)先將樹(shù)皮樹(shù)根、草屑、建筑垃圾、尖銳物等要徹底清除干凈。選擇裝袋的黏土，要將土體敲碎，要盡量使土的含水量達(dá)到最佳含水量，即土體手握成團(tuán)，落地開(kāi)花。首次裝袋時(shí)，要選擇一個(gè)袋子作為標(biāo)準(zhǔn)袋，稱(chēng)重后記錄，作為樣板。袋子的扎扣要牢固結(jié)實(shí)，并試?yán)杏X(jué)良好即可。如果裝袋的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，每裝到袋子的1/3后，要將袋內(nèi)填土抖一抖，使填料裝得盡量滿(mǎn)實(shí)。如果裝袋后，袋子上下的變形過(guò)大，要及時(shí)的調(diào)整，使其均勻。如果是采用混播的，要使裝的土料均勻，盡量想辦法讓種子靠近袋子的外露面。袋子裝好后要妥善保存，一定要放置穩(wěn)妥，如果要搬運(yùn)，不能滾動(dòng)袋子或拖行袋子，放置時(shí)要輕放。袋子裝好后2d～3d之內(nèi)必須完成施工，且裝好后的袋子不能長(zhǎng)期在戶(hù)外暴曬或雨淋。

（3）壘砌施工

按設(shè)計(jì)要求采用從底到高，層層錯(cuò)縫的形式進(jìn)行施工。三維生態(tài)擋墻的穩(wěn)定形式主要是用三維排水聯(lián)結(jié)扣把生態(tài)袋固定在一起，將三維排水聯(lián)結(jié)扣放置在兩層生態(tài)袋的中間，騎跨兩個(gè)生態(tài)袋，刺穿生態(tài)袋的中腹正下面，然后壓實(shí)，使生態(tài)袋緊密聯(lián)結(jié)起來(lái)。生態(tài)袋與三維排水聯(lián)結(jié)扣的擺放步驟：先把生態(tài)袋以水平狀態(tài)放置，再把三維排水聯(lián)結(jié)扣放置在騎縫線(xiàn)上，并在其上疊砌生態(tài)袋，其后把結(jié)構(gòu)壓實(shí)成為一個(gè)整體的互鎖結(jié)構(gòu)，詳見(jiàn)圖2。

生態(tài)袋要在水平面基點(diǎn)上保持5%傾斜偏向坡內(nèi)，生態(tài)擋墻臨水面坡度為75°，以便于把水排除出去，減少水的壓力。壘砌時(shí)要注意控制每天垂直高度的最大值，通常該值要控制在2m以?xún)?nèi)，且施工時(shí)要注意做好沉降預(yù)防措施，沉降發(fā)生后要注意觀察和記錄沉降情況。

（4）坡面修整處理

在坡面修整處理時(shí)，要事先把雜物、樹(shù)皮、樹(shù)根、垃圾等做預(yù)處理，減少坡面的污染，保持坡面的整齊干凈。坡面浮土、松土、松石等能固定則要固定，否則也要清除干凈。對(duì)生態(tài)袋有影響的尖銳的物體也要清除干凈。坡頂要設(shè)置截水溝，中間平臺(tái)、坡角要設(shè)置排水溝，減少水流對(duì)坡面的影響。坡面上的植被除了要保留的以外，其他都要連根清除干凈。大的土坡面在機(jī)械清理后，應(yīng)馬上施工，并保留10cm～20cm的土壤由人工清理。

（5）噴植草種

本工程草種采用混播方法進(jìn)行播種施工。混播施工步驟：選土→施基肥→灑種、搗勻→隔板→裝袋→袋子內(nèi)填充種子，扎緊口袋→澆水和綠化管養(yǎng)。選土?xí)r要把垃圾和大顆粒的土清除，選擇較細(xì)的土。要把肥料和土充分混合均勻，再把植物種子與它們混合在一起。裝袋時(shí)要把混有種子的土料裝到生態(tài)袋靠坡面的一側(cè)。澆水、管養(yǎng)要根據(jù)植物的習(xí)性、天氣、土層性質(zhì)因素等來(lái)確定，澆水不宜太多，持續(xù)澆一個(gè)月左右，夏季要防止水分蒸發(fā)。

3.3三維生態(tài)擋墻的保護(hù)和監(jiān)測(cè)

工程完工后，要對(duì)生態(tài)擋墻及邊坡的排水進(jìn)行監(jiān)測(cè)，看水流和涌水是否可以有效的排水，減少對(duì)生態(tài)擋墻和邊坡的破壞。下暴雨時(shí)，要對(duì)沒(méi)有做好排水保護(hù)的擋墻和坡面采取保護(hù)措施，用彩布條覆蓋坡面，或者設(shè)置排水溝等措施，減少暴雨對(duì)擋墻和坡面的沖刷破壞。

施工完成以后，要對(duì)生態(tài)擋墻和坡面做好標(biāo)識(shí)，對(duì)它們的整體情況進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)它們的沉降情況、穩(wěn)定性、變形情況等，一般每20m設(shè)置一個(gè)標(biāo)識(shí)作為觀測(cè)點(diǎn)。

4　結(jié)語(yǔ)

三維生態(tài)擋墻在扁擔(dān)溪堤防工程中的應(yīng)用，取代了傳統(tǒng)的砌石混凝土、埋石混凝土性質(zhì)的堤防工程，減少了鋼筋、混凝土、石材等硬體材料的運(yùn)用，采用軟體的特殊環(huán)保材料，解決了傳統(tǒng)堤防工程的技術(shù)難題。扁擔(dān)溪三維生態(tài)擋墻嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和施工工藝進(jìn)行施工，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了規(guī)定的要求，且符合景觀綠化標(biāo)準(zhǔn)，并能夠經(jīng)受洪水等自然災(zāi)害的沖擊侵?jǐn)_，得到相關(guān)部門(mén)的普遍好評(píng)。在工程施工實(shí)踐中，施工人員應(yīng)不斷總結(jié)三維生態(tài)擋墻施工經(jīng)驗(yàn)，才能不斷提高堤防工程的技術(shù)水平，還我們一個(gè)綠色的、生態(tài)的堤防工程，更好的保持河道的生態(tài)環(huán)境，更好的服務(wù)于社會(huì)大眾。陜西水利

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（責(zé)任編輯：暢妮）

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