土工格柵石墊植草護(hù)坡在長江護(hù)岸中的應(yīng)用

董文杰 李海東 陳治明

摘要：枝江市三峽后續(xù)工作長江河道整治工程第2標(biāo)段是對枝江城區(qū)四合垸段岸坡進(jìn)行綜合整治和防護(hù)的工程。通過對長江枝江段水位、流速、風(fēng)浪等因素的分析，二級護(hù)坡（高程40.0～44.5m）結(jié)構(gòu)型式由漿砌石護(hù)坡變更為土工格柵石墊植草生態(tài)護(hù)坡，變更后的方案具有工程造價(jià)低、生態(tài)環(huán)保、景觀效益好等特點(diǎn)，同時(shí)滿足工程安全運(yùn)行要求。經(jīng)實(shí)踐證明，土工格柵石墊植草護(hù)坡方案是可行的，其踐行了工程建設(shè)的生態(tài)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了人與自然和諧共生。

關(guān)鍵詞：長江護(hù)岸；枝江城區(qū)；土工格柵石墊植草；控制要點(diǎn)

1、工程概況

枝江市三峽后續(xù)工作河道整治工程第 2 標(biāo)段位于長江中游北岸枝江市主城區(qū)段，起于濱江公園下百里堤防0號(hào)樁位置，止于東干渠出口（樁號(hào)2+260）。工程主要建設(shè)內(nèi)容是：新建2.26km的長江護(hù)岸工程。該工程也是枝江濱江公園生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一個(gè)重要組成部分。同時(shí)也是長江中下游護(hù)岸首次采用的土工格柵石墊與植草護(hù)坡相結(jié)合的技術(shù)護(hù)岸，良好的工程效果為“三峽后續(xù)工作長江河道整治工程”提供了一個(gè)新的思路與方法。

1.1自然條件

宜枝河段全長約60.8km，為順直彎曲河道。流經(jīng)低山丘陵地帶，是長江由山區(qū)性河流向沖積平原河流過渡的地帶。河道主要有五龍山、虎牙灘、城背溪、云池、白洋、枝城等基巖節(jié)點(diǎn)控制。

工程河段洪水主要來自于長江上游，具有高水位出現(xiàn)頻繁且持續(xù)時(shí)間長，洪峰流量大等特點(diǎn)。當(dāng)上游洪水與洞庭湖水系洪水遭遇，或受洞庭湖水系洪水頂托影響時(shí)，更易出現(xiàn)本河段的高洪水位。根據(jù)宜昌站資料統(tǒng)計(jì)，自1890年以來，超過警戒水位53.00m的有51年，以1896年55.94m為最高，1954年55.73m次之，1981年55.38m居第三。自1950年以來，宜昌站有8年洪峰流量超過60000 m3/s，其中以1981年7月18日的70800 m3/s為最大。三峽工程建成運(yùn)用后，遇百年一遇以下洪水時(shí)，控制下泄最大流量不超過56700 m3/s，則枝江江段近岸流速應(yīng)在4m/s以下。

該河段岸坡主要由第四系沖積（alQ4）粉細(xì)砂、砂壤土及粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)粘土組成，呈單層、雙層和多層結(jié)構(gòu)類型。

1.2工程作用

三峽工程建成后，清水下泄導(dǎo)致本河段發(fā)生沖刷，使現(xiàn)狀河道岸坡不斷后退，崩岸險(xiǎn)情頻繁發(fā)生，主城區(qū)四合垸段近岸河床刷深2～5m，岸坡后退，危及堤防及枝江濱江公園安全。為了保障枝江主城區(qū)堤防的防洪安全、河勢穩(wěn)定，針對三峽蓄水后的河道崩岸險(xiǎn)情，對該段進(jìn)行守護(hù)。該工程主要作用為：消除因三峽工程清水下泄導(dǎo)致該段的崩岸險(xiǎn)情，同時(shí)作為枝江濱江公園生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一個(gè)重要組成部分。

1.3設(shè)計(jì)變更由來

原設(shè)計(jì)護(hù)岸工程結(jié)構(gòu)形式為：以枯水平臺(tái)為界，上部為兩級坡和人行步道，岸頂設(shè)有排水溝及壓頂，枯水平臺(tái)外為水下拋石護(hù)腳，兩級坡均采用漿砌石護(hù)坡（圖1）。本護(hù)岸工程位于枝江主城區(qū)濱江公園段，作為市民休閑觀景的場所，應(yīng)體現(xiàn)出人與自然的和諧，工程建設(shè)應(yīng)與環(huán)境改造結(jié)合起來，以滿足人民群眾日益增長的物質(zhì)文化精神需要。而漿砌石護(hù)坡雖抗御風(fēng)浪的效果較好，但是有型有面適用于漿砌石護(hù)坡的石料需分揀或二次人工解塊，一定程度上增加了施工質(zhì)量的控制難度，使塊石間不平整，塊石之間的空隙密實(shí)較困難，單位工程造價(jià)相對較高，也達(dá)不到生態(tài)要求。

為了進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，發(fā)揮現(xiàn)代河道護(hù)岸工程布置既要經(jīng)濟(jì)合理的護(hù)坡功能，又要滿足生態(tài)功能。項(xiàng)目法人會(huì)同設(shè)計(jì)單位前往漢口江灘、武昌江灘、宜昌江灘等城市護(hù)岸現(xiàn)場考察，經(jīng)對枝江河段長江水位、流速進(jìn)行調(diào)查分析研究，決定采用漿砌石護(hù)坡和土工格柵石墊綠化植草護(hù)坡相結(jié)合的護(hù)坡型式，即水位浸泡時(shí)間較長的部位（人行步道以下）采用抗御風(fēng)浪效果較好漿砌塊石護(hù)坡型式，水位浸泡時(shí)間相對較短的部位（人行步道以上）采用易于植物生長，景觀效果較好的土工格柵石墊植草護(hù)坡型式（圖2）。

2、土工格柵石墊植草護(hù)坡的優(yōu)越性

隨著復(fù)合材料研究的發(fā)展，土工格柵已具備了良好的耐久性及抗拉強(qiáng)度，其比重為0.9-0.91，耐溫范圍-30～140℃，耐化學(xué)濟(jì)性能較好，惰性強(qiáng)，價(jià)格低廉。而格柵石墊上采取覆土20cm進(jìn)行草皮護(hù)坡，有效的解決了格柵遇明火或環(huán)境溫度高于350℃時(shí)會(huì)發(fā)生燃燒的問題；同時(shí)也解決了土工格柵的被盜問題。隨著植物生長、成熟，植物與土工格柵石墊共同對邊坡起到了長期防護(hù)、綠化作用，土工格柵石墊植草護(hù)坡能夠承受4～5m/s流速的水流沖刷，與漿砌石護(hù)坡相比，土工格柵石墊植草護(hù)坡在滿足工程安全的同時(shí)，具備工程造價(jià)低、景觀效果好等優(yōu)點(diǎn)，體現(xiàn)出了工程建設(shè)中以生態(tài)環(huán)境為基礎(chǔ)建設(shè)為主導(dǎo)的思想。

3、土工格柵石墊植草護(hù)坡技術(shù)指標(biāo)

3.1土工格柵網(wǎng)墊

本次采用雙向土工格柵，土工格柵原材料為聚丙烯（PP），網(wǎng)孔節(jié)距為61mm*61mm。其主要技術(shù)指標(biāo)：碳黑含量≧2%，單位面積質(zhì)量﹥0.33kg/m2，耐低溫抗彎折溫度≦-30℃，縱、橫向拉伸強(qiáng)度≧40KN/m，縱/橫2%伸長率時(shí)的拉伸強(qiáng)度≧14KN/m，縱/橫5%伸長率時(shí)的拉伸強(qiáng)度≧28KN/m，縱/橫標(biāo)稱伸長率≦15%/13%。由土工格柵制作成寬1m、長2m和高0.23m的網(wǎng)墊，綁扎材料為高密度聚乙烯（PE）合股繩，直徑為5mm，單根繩子抗斷裂強(qiáng)度≧1.5KN，碳黑含量≧2%。

3.2填充石料

填充土工格柵石墊的石料，選用粒徑為7.5～15cm的卵石，濕抗壓強(qiáng)度大于50Mpa，軟化系數(shù)大于0.7，密度不小于2.55t/m3。不允許使用薄片、條狀、尖角等形狀的塊石；風(fēng)化巖石、泥巖等不得用作充填石料。

3.3土料

石墊上覆土的土料為黏性土加一定比例的復(fù)合肥或泥炭肥混合而成。

3.4草種

長江護(hù)岸受水流沖刷和淹沒周期性的影響大，選擇具有較高抗沖能力，適于堤防大面積、快速施工且價(jià)格較低、適合本地環(huán)境氣候、在長江堤防枝江段存活率較高的草種，即百慕大草，俗稱狗牙根，同時(shí)為了加大成坪綠色效益，保持四季常青，間播黑麥草草種。狗牙根草皮40天基本成坪，覆蓋度達(dá)到95%，雖在主汛期可能淹沒于水下1個(gè)月，草皮會(huì)枯黃，但水退后仍可逐步返青成活，特別適用于河流護(hù)岸。

4、土工格柵石墊植草護(hù)坡施工工藝

土工格柵石墊植草護(hù)坡施工工序?yàn)椋合髌隆迣?dǎo)濾溝、排水溝→鋪設(shè)土工布→制作格柵石墊→裝填卵石→人工揀平→蓋籠蓋→進(jìn)行綁扎→覆土→植草→漿砌石截流溝。自下至上逐步施工。

4.1削坡

在測量人員現(xiàn)場放樣開口線后，現(xiàn)場施工人員立即在開口線上打樁、拉線，然后反鏟挖掘機(jī)就位開挖；在臨近設(shè)計(jì)邊坡時(shí)，現(xiàn)場施工人員采用水平尺和自制的坡度尺跟蹤檢驗(yàn)并校核坡比，直至符合設(shè)計(jì)要求。

4.2鋪設(shè)土工布

鋪土工布前，先進(jìn)行平整，對于有過大的凸凹不平的地方，用人工整平后再鋪土工布，使土工布能與坡面緊貼，可使得土工布處于較好的狀態(tài)，以免影響土工布的鋪設(shè)質(zhì)量。

4.3單個(gè)土工格柵石墊制作

從網(wǎng)卷上按照設(shè)計(jì)規(guī)格2m×1m×0.23m整齊的裁下組成石籠的格柵體外圍的網(wǎng)片；再將底部網(wǎng)片鋪設(shè)在成型的坡面上，用聚丙烯繩連接綁扎成片；再將下部、側(cè)部的隔柵系結(jié)成籠型，搭接按要求用聚丙烯繩人工縫合，石籠采用專用竹釘固定，固定深度25～30cm。

4.4石料裝填

石墊中的7.5～15cm粒徑卵石采用PC350長臂挖機(jī)裝填，為防止滑動(dòng)、變形，采用從底部向頂部、兩邊對稱的裝填順序，待厚度達(dá)到23cm時(shí)，人工揀平，用格柵蓋覆蓋其表面，邊緣處用聚丙烯繩連接系扎，形成一個(gè)整體，然后將各籠之間的連接按要求系死，系統(tǒng)間距為20～30cm，連接繩成“之”形綁扎，每個(gè)節(jié)點(diǎn)處打一死結(jié)（見圖3）。

4.5格柵石墊上覆土與壓實(shí)施工

將種植土土料粉碎均勻，攤鋪時(shí)采用PC350長臂挖機(jī)攤鋪人工配合覆蓋至石墊上，攤鋪厚度應(yīng)均勻一致，表面平整。利用挖機(jī)斗進(jìn)行輕度壓實(shí)，施工人員采用水平尺和自制的坡度尺控制坡比。填土機(jī)具不得在未覆蓋填料的格柵上行使。

4.6植草

植草采取草塊裁植鋪設(shè)法移植時(shí)，將草塊切成30×30cm，厚2～3cm的方塊，運(yùn)至現(xiàn)場。鋪設(shè)草皮采用密鋪，密鋪應(yīng)互相銜接不留間歇，要求快速成坪，草塊鋪設(shè)后用鐵鍬拍壓后用竹釘固定。草塊鋪設(shè)后及時(shí)壓實(shí)、澆水。

5、施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

5.1采購環(huán)節(jié)控制

土工格柵和草皮的質(zhì)量是關(guān)系整個(gè)工程成敗的關(guān)鍵，必須經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工方共同市場調(diào)研，確定滿足工程要求的土工合成材料和草皮供應(yīng)商。

5.2土工格柵檢測

對每批次進(jìn)場的土工格柵均有材質(zhì)合格證書和質(zhì)量保證書；施工前，對進(jìn)場的土工格柵材料按規(guī)范和設(shè)計(jì)要求抽取試樣，進(jìn)行極限強(qiáng)度和延伸率檢驗(yàn)，確保材料符合設(shè)計(jì)和施工要求。鋪設(shè)前對基面標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測，以保證土工格柵的鋪設(shè)標(biāo)高。

5.3施工工序驗(yàn)收

格柵石墊植草護(hù)坡施工工序共有削坡、土工布鋪設(shè)、格柵石籠制作與裝填、覆蓋種植土和草皮鋪設(shè)5道工序，必須確保每一道的施工工序經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格。

5.4施工過程控制

按照單元工程質(zhì)量評定表的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，施工單位質(zhì)檢人員進(jìn)行自檢，即初檢、復(fù)檢、終檢三檢，監(jiān)理工程師進(jìn)行復(fù)核。

5.5草皮成活率控制

草皮需采用霧化澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)無毒、無妨礙植株生長的水，在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，確保草皮無枯死，生長正常，確保滿足景觀要求。

6、結(jié)語

枝江市三峽后續(xù)工作河道整治工程第 2 標(biāo)段已順利實(shí)施完畢，枝江城區(qū)長江護(hù)岸建成2.26km。土工格柵石墊植草護(hù)坡面積達(dá)24000余m2，目前草皮覆蓋率達(dá)到95%（圖4-5施工前后岸坡對比照片），徹底消除了因三峽工程清水下泄導(dǎo)致該段的崩岸險(xiǎn)情，也成功的在長江中下游打造出了一道靚麗的風(fēng)景線，同時(shí)與枝江濱江公園有機(jī)融為一體，為市民提供了休閑、納涼的好去處。土工格柵石墊植草護(hù)坡在三峽后續(xù)工作河道整治工程中達(dá)到了預(yù)期的效果，具有極高的推廣價(jià)值。

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作者簡介：董文杰，男，工程師。

（作者單位：湖北江能水利水電建設(shè)有限公司）