金澤水庫生態(tài)石籠護坡技術(shù)應(yīng)用

柏 寧，佟宏偉，王 洪，黃時鋒，夏豪杰

（上海城投水務(wù)工程項目管理有限公司，201103，上海）

一、工程概況

近年，上海堅持“兩江并舉、多源互補”的供水水源發(fā)展戰(zhàn)略，圍繞量足質(zhì)優(yōu)、安全可靠目標，形成了長江口青草沙水庫、陳行水庫、東風(fēng)西沙水庫和黃浦江上游四大水源地及原水系統(tǒng)總體布局，為上海經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展提供保障。為了實現(xiàn)上海市西南五區(qū)集約化供水，穩(wěn)定原水水質(zhì)，提高應(yīng)對突發(fā)水污染事故能力，保障區(qū)域供水安全，上海市決定建設(shè)黃浦江上游水源地金澤水庫工程。

金澤水庫工程位于黃浦江上游太浦河北岸的青浦區(qū)金澤鎮(zhèn)，水庫設(shè)計總庫容910萬m3，設(shè)計輸水規(guī)模351萬m3/d，主要建設(shè)內(nèi)容包括取水閘工程、引水河工程、水庫工程、輸水泵站工程及環(huán)庫河工程等。

根據(jù)前期研究及探討，金澤水庫將運用生態(tài)處理技術(shù)，建設(shè)強化預(yù)處理區(qū)、生態(tài)凈化區(qū)、生態(tài)蓄水區(qū)，并在庫周有針對性地進行水生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，形成庫周凈化帶，以提高金澤水庫水生態(tài)系統(tǒng)的水質(zhì)凈化及維持能力?；诮饾伤畮斓纳鷳B(tài)水庫定位，要求其護坡采用生態(tài)護坡形式。

二、水位變動帶護坡形式選擇

針對水源地工程特點及生態(tài)護坡形式的要求，水位變動帶護坡形式選用3種常用生態(tài)護坡方案進行比選：方案一采用生態(tài)石籠護坡，方案二采用連鎖塊護坡，方案三采用綠化混凝土。3種方案比較見表1。

3種生態(tài)護坡形式在上海及周邊地區(qū)均有一定的應(yīng)用，其中生態(tài)石籠護坡在覆土條件下綠化效果較好，但由于金澤水庫承擔(dān)日常供水功能，水位有一定變化，為防止水土流失，在水位變動帶的斜坡上不考慮覆土，因此石籠護坡上難以達到100%的綠化覆蓋，局部有硬質(zhì)護坡露出水面，但可通過植物配置達到遮蓋的效果，且石籠護坡生態(tài)性較好，有利于水生動物的棲息生長。

連鎖塊護坡水位變化區(qū)域綠化覆蓋率較低，且鎖塊之間的土體易流失。

綠化混凝土在覆土條件下綠化效果較好，為保證表面草皮根部伸入混凝土空隙，覆土厚度在40~60 mm為宜。但由于金澤水庫承擔(dān)日常供水功能，水位變化頻繁，在水位變動帶的覆土易流失，且綠化混凝土表面的植被在高溫季節(jié)的養(yǎng)護要求較高。

根據(jù)表1和工程實際情況，方案一生態(tài)石籠護坡具有生態(tài)性好、抗沖刷能力較強、適應(yīng)地基變形能力強等優(yōu)點，雖然造價略高，但維護成本較方案二和方案三低，因此本工程推薦方案一，即內(nèi)坡面水位變動帶采用生態(tài)石籠護坡。

三、生態(tài)石籠護坡的技術(shù)特征及其優(yōu)點

1.技術(shù)特征

生態(tài)石籠具有整體性、延展性、透水性良好等結(jié)構(gòu)特點，因其可以通過連續(xù)緊密拼接形成大面積材料以供整體使用，生態(tài)石籠具有遠超材料的整體性。與傳統(tǒng)護坡工程使用的混凝土結(jié)構(gòu)漿、(灌)砌石結(jié)構(gòu)比較，生態(tài)石籠整體結(jié)構(gòu)上具有無結(jié)構(gòu)縫的特點。作為擋土墻組成部分，生態(tài)石籠的內(nèi)填充石料存在空隙，地表水可以通過空隙較快排出。

從所處生態(tài)環(huán)境方面來講，生態(tài)石籠生態(tài)性、抗沖性、防浪性良好。生態(tài)石籠空隙大，有利于植物生長。運用六角網(wǎng)結(jié)構(gòu)的石籠作為護坡工程，變形后的護墊結(jié)構(gòu)將自行調(diào)整以求達到新的平衡。由于籠內(nèi)填充存在空隙，當有浪峰上拍時，浪花被粉碎，減少了對防護工程的破壞力度，可以避免墻身出現(xiàn)裂縫。

2.優(yōu)點

優(yōu)點可歸為3個方面：①保護邊坡免于水流沖刷導(dǎo)致的水土流失等事故；②保證整個河道生態(tài)鏈的連續(xù)并確保河道生態(tài)系統(tǒng)的完整；③植物和工程技術(shù)手段并行更加具有自然性和穩(wěn)定性。

四、施工方案

金澤水庫某標段庫內(nèi)側(cè)護坡結(jié)構(gòu)為：庫高程-2.00～1.65 m（石籠鎮(zhèn)腳頂）為1∶5土坡；在高程2.00 m設(shè)置10m寬度的平臺；高程為2.00～3.50m為1∶5無銹熔接網(wǎng)生態(tài)石籠護坡，基層為300 g/m2土工布，其上設(shè)置10 cm厚碎石墊層；高程3.50～4.50 m坡面設(shè)置三維土工格室。石籠鎮(zhèn)腳位于2.0 m平臺遠離水庫側(cè)及1.65 m標高處，斷面尺寸為1m×1m。無銹熔接網(wǎng)生態(tài)石籠護坡位于標高2.00~3.50 m處。

1.施工流程

生態(tài)石籠護坡施工流程如圖1所示。

2.材料要求

生態(tài)石籠所有石料均采用質(zhì)地堅硬、完整、強度高、耐風(fēng)化、具有良好抗水性的巖漿巖塊石；石籠填充料內(nèi)塊石粒徑控制在8~15cm的占90%以上，并用級配良好的碎石填充。

生態(tài)石籠為鍍鋁鋅合金鋼絲網(wǎng)，熱鍍10%鋁鋅合金石鋼絲鹽水噴霧試驗1000 h以上不得出現(xiàn)紅繡，其中鍍層的腐蝕量不得大于170 g/m2。網(wǎng)孔為80 mm×115 mm，網(wǎng)絲、綁扎絲直徑≥2.20 mm，邊絲≥3.15 mm。2.20 mm鋼絲 10%鋅鋁鍍層重量≥350 g/m2，鍍層鋁含量≥10%；3.15 mm鋼絲 10%鋅鋁鍍層重量≥520 g/m2，鍍層鋁含量≥10%。

土工布為無紡?fù)凉た椢?，其中質(zhì)量參數(shù)為：質(zhì)量300 g/m2，抗拉強度縱向≥550N/5 cm，橫向≥550N/5 cm，延伸率（縱橫）<90%，垂直滲透系數(shù)大于1×10-3cm/s，等效孔徑 O90為 0.07~0.2 mm；此外要求此布用雙線包縫拼合。土工布應(yīng)注意現(xiàn)場保管，避免長時間暴露在陽光下，不能劃破，鋪設(shè)平整，松緊度均勻，端部錨著牢固。

圖1 生態(tài)石籠護坡施工流程圖

3.石籠施工步驟

首先整平護坡基面，在基面上鋪設(shè)土工布；土工布鋪設(shè)完畢后，在土工布上攤鋪10 cm碎石墊層，要求碎石攤鋪厚度均勻，無突起部分。在碎石層上綁扎組裝石籠，在確保石籠的間隔網(wǎng)片與網(wǎng)身呈90°相交后，進入綁扎、組裝石籠工序，用同材質(zhì)組合絲綁扎，用雙股線絞緊。石籠間相鄰的上下邊框線或折線交接處采用螺旋組合絲絞繞收緊聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)成為一整體。采用人工填入填充料塊石，外露面整平后，進入石籠封蓋施工。在蓋片與石籠頂部邊框線、蓋片與蓋片間的相交線，每間隔15 cm處綁扎一道，并將蓋片與蓋片、蓋片與石籠邊框線及石籠之間的相交線全部綁扎在一起，使石籠緊密聯(lián)結(jié)成一個整體。

4.施工工藝要求

先由人工完成對坡面進行清理，清除大塊顆粒和雜質(zhì)。再對平整完成的坡面進行邊線、高程放樣。自下而上鋪設(shè)石籠時，護坡底邊要與石籠鎮(zhèn)腳嚴密靠攏，網(wǎng)片連接采用縫制式連接，上下網(wǎng)片要有連接線進行固定。塊石的選擇符合設(shè)計尺寸要求，石頭的擺放要牢固、上面要平，填縫的小石塊要大于網(wǎng)眼。完成裝石后要進行檢測，合格后進行封蓋。

五、質(zhì)量管理和控制

對于石籠格賓網(wǎng)，嚴格按照設(shè)計圖紙要求進行拼裝；網(wǎng)箱安裝后，及時對軸線、標高等進行復(fù)測；裝石料時需采用人工逐層碼放；石籠格埂或鎮(zhèn)腳基槽開挖時嚴格控制線型及標高，槽底必須平整；石籠網(wǎng)箱安裝時不得有傾斜、變形等情況。石籠塊石填充到頂經(jīng)各方檢查合格后方可封蓋。

金澤水庫在建設(shè)過程中采用生態(tài)石籠技術(shù)進行護坡處理，不僅遵循了自然規(guī)律，一定程度上還改善了人為因素對大自然生態(tài)環(huán)境的破壞情況，充分體現(xiàn)了金澤水庫生態(tài)水庫的設(shè)計理念，同時也具有很強的功能性，具有造價經(jīng)濟、施工簡單等優(yōu)點，值得借鑒和推廣。 ■