客土噴播技術(shù)在長江河道岸坡修復(fù)中的應(yīng)用

(南京市長江河道管理處，江蘇 南京 210011)

河道岸坡是對生物棲息環(huán)境的人工改造，以往主要采用漿砌石、現(xiàn)澆混凝土等措施進(jìn)行護(hù)坡，這與當(dāng)前生態(tài)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的理念沖突，河道岸坡生物棲息地因?yàn)槿斯さ慕槿朐斐闪诉B續(xù)性中斷[1]。近年來，長江南京段在堤防防洪能力提升的過程中，部分岸段堤防仍采用混凝土護(hù)坡型式。為改善堤防護(hù)坡的生態(tài)環(huán)境，引入客土噴播技術(shù)[2]。本文通過分析客土噴播的施工技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合長江南京段河道岸坡的修復(fù)實(shí)踐，探索傳統(tǒng)江堤護(hù)坡生態(tài)改造的途徑[3-4]。

1 長江南京段河道堤防概況

長江南京段上起蘇皖交界，下接鎮(zhèn)江揚(yáng)州，河道總長約97km，兩岸有29條入江河流，堤線總長276.9km，其中干堤段總長191.67km、港堤總長22.4km、以山代堤段9.42km，另有洲島堤防長約55km。南岸起自江寧區(qū)和尚港，經(jīng)江寧區(qū)、雨花臺區(qū)、建鄴區(qū)、鼓樓區(qū)(含原下關(guān))、棲霞區(qū)，至棲霞區(qū)便民河口，總長約97.72km，北岸起自浦口區(qū)駟馬山河口，經(jīng)浦口區(qū)、江北新區(qū)、六合區(qū)，至六合區(qū)小河口，長約93.95km。

2010—2013年，南京市結(jié)合濱江風(fēng)光帶建設(shè)對江堤進(jìn)行了防洪能力提升。其中江寧區(qū)全段19km、浦口區(qū)駟馬山河至中心河下游段堤防22.9km、江北新區(qū)郝家壩至劃子口河段堤防10.2km、六合區(qū)全段14.2km。66.3km長的堤防采用土堤型式：堤頂高程在11.7～13.6m之間(吳淞高程，下同)，迎水坡坡比1 ∶3.0，采用現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡，背水坡坡比1 ∶2.5，采用草皮防護(hù)，部分堤段在護(hù)坡中間設(shè)置平臺放緩。剩余岸段為擋墻結(jié)合土堤、防洪墻及路堤結(jié)合等型式，迎水坡護(hù)坡較少，對河道生態(tài)影響較小，可以維持現(xiàn)狀。

2 客土噴播技術(shù)簡介

客土噴播技術(shù)是將客土、纖維、保水劑、緩釋肥按照一定的比例，混合成培養(yǎng)基質(zhì)，按配合比融入植物種子，通過設(shè)備噴灑播種的技術(shù)[5]。

2.1 技術(shù)特點(diǎn)

客土噴播技術(shù)適用范圍廣泛，對基層的要求不高，無論是土質(zhì)邊坡還是較緩的石質(zhì)邊坡[6-7]都能取得良好的效果；混合基質(zhì)直接為植被提供了生長基礎(chǔ)，復(fù)綠速度相對較快，形成的群落也具有更好的穩(wěn)定性；混合基質(zhì)性質(zhì)統(tǒng)一，復(fù)綠效果均勻，景觀效果較好；可機(jī)械化施工，效率高[8-9]。

2.2 施工工藝

客土噴播的施工工藝簡單清晰，先是工人進(jìn)場、施工機(jī)械和原材料準(zhǔn)備，然后進(jìn)行坡體清理修整和骨架的掛網(wǎng)施工，再配置客土基材混合物并均勻噴播，最后做好科學(xué)養(yǎng)護(hù)的后續(xù)工作，總共六項(xiàng)關(guān)鍵步驟，就能達(dá)到客土噴播的施工要求。施工工藝流程見圖1。

圖1 客土噴播施工工藝流程

2.3 施工技術(shù)要點(diǎn)

2.3.1 掛網(wǎng)

采用網(wǎng)孔規(guī)格為5cm×5cm的高鍍鋅棱形鐵絲網(wǎng)，從河道堤防現(xiàn)有護(hù)坡的安全穩(wěn)定性出發(fā)，接縫處以1m×1m的間距標(biāo)準(zhǔn)按梅花形布置，掛網(wǎng)施工時(shí)采用自上而下放卷，相鄰兩卷鐵絲網(wǎng)(土工網(wǎng))交接處的重疊達(dá)到10cm以上，并用鐵絲進(jìn)行綁扎固定，與基層的連接用L形鉚釘固定，每平方米不超過5只。網(wǎng)與作業(yè)面保持均勻一致的間隙，同時(shí)用草繩按一定間隔纏繞在網(wǎng)上，在增加附著力的同時(shí)保證了噴播厚度，掛網(wǎng)的目的是使后期噴播的客土基質(zhì)形成覆蓋原護(hù)坡的整體板塊。

2.3.2 噴播基土

為了減少對長江的污染，施工采用按厚度分層、多次噴播的方式，將富含營養(yǎng)物質(zhì)的泥炭、腐殖土、草纖維、緩釋營養(yǎng)肥料等[10]通過專用的機(jī)械攪拌混合后噴播在鐵絲網(wǎng)上，每次噴播厚度為2～8cm。要求噴射厚度為設(shè)計(jì)厚度的125%，保證水分喪失后基質(zhì)的厚度仍然滿足要求。

2.3.3 噴播植物種子

根據(jù)施工作業(yè)面土壤或巖面的特征、本地氣候條件、施工時(shí)的季節(jié)，選擇生長特性適宜的植物種子，同時(shí)添加本地相同地貌的鄉(xiāng)土植被的種子[11]，確保施工后的次生植被在養(yǎng)護(hù)生長過程中逐漸與周邊的自然生態(tài)相融合，不顯人工雕琢的痕跡；用噴播機(jī)將種子與纖維、黏合劑、保水劑、緩釋肥、微生物菌肥等攪拌混勻成噴播泥漿，均勻噴灑在作業(yè)面上[12-13]。

2.3.4 養(yǎng)護(hù)管理

在雨量較多的時(shí)節(jié)要保證植物種子生根前免受雨水沖刷，在氣溫較低的寒冷時(shí)節(jié)要防止植物種子和幼苗受凍傷害，在正常的時(shí)節(jié)要提供植物種子保溫保濕的生長環(huán)境，這些都需要在施工后采用無紡布(或稻草)覆蓋種子，為成型后的作業(yè)面遮風(fēng)擋雨，營造溫度、濕度適宜的環(huán)境，促進(jìn)植物的成長。在無紡布的外圍可用木片進(jìn)行固定，以防止無紡布被風(fēng)帶走。

從植物種子出芽到幼苗生長這段時(shí)間，要求用淡水養(yǎng)護(hù)維持環(huán)境濕潤。養(yǎng)護(hù)剛開始，堅(jiān)持每天早晨澆水一次，如果是炎熱的夏季則根據(jù)情況增加澆水的次數(shù)，用水霧濕潤的效果最好，有條件的考慮安裝霧化噴頭。之后隨著植物的生長逐步減少澆水的次數(shù)和間隔，期間結(jié)合降水情況靈活調(diào)整[14-15]。此外，即使在基質(zhì)處理時(shí)已經(jīng)混合了長效肥，在植被生長過程中也應(yīng)根據(jù)肥力情況進(jìn)行補(bǔ)肥，注意是否有病蟲害情況，并在明顯生長不均勻的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)播。

2.3.5 控制參數(shù)

掛網(wǎng)噴播用鐵絲網(wǎng)統(tǒng)一采用機(jī)編雙扭結(jié)單層14號鍍鋅鐵絲網(wǎng)，網(wǎng)目邊長不大于5cm。鉚釘一般長度約15～20cm、直徑1cm左右，應(yīng)用中根據(jù)邊坡實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)整?；幕旌衔镉删G化基材、纖維、植壤土等按一定比例混合而成，其中綠化基材由有機(jī)質(zhì)、土壤結(jié)構(gòu)改良劑等制成，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，選定配合比；植壤土選用工程地原有的地表土或附近農(nóng)田土粉碎過8mm篩，含水量不大于20%，風(fēng)干過篩后的植壤土應(yīng)采取防水措施；纖維秸稈、樹枝等粉碎成10～15mm長，應(yīng)采取防水措施，含水量不大于20%。基材混合物的配合比為綠化基材 ∶纖維 ∶植壤土=1 ∶2 ∶2(體積比)。

2.3.6 質(zhì)量控制

在工程管理方面，首先要進(jìn)行嚴(yán)格而詳細(xì)的技術(shù)交底，使所有施工人員都明確并嚴(yán)格遵守施工內(nèi)容、工藝方法、質(zhì)量目標(biāo)以及獎懲評估標(biāo)準(zhǔn)。施工質(zhì)量控制要素見表1。

表1 客土噴播施工質(zhì)量控制要素

3 客土噴播技術(shù)在長江南京江寧段的應(yīng)用

本技術(shù)的應(yīng)用段工程位于長江南京段江寧區(qū)新洲社區(qū)上側(cè)堤防迎水面護(hù)坡，工程長度為800m(K14+000-K14+800)。本段堤防于2013年完成防洪能力提升，堤防等級2級，堤身為標(biāo)準(zhǔn)土堤斷面，堤頂高程13.25m，堤頂寬度8m，堤頂設(shè)6m寬防汛道路，以瀝青路面為主。堤防迎水坡坡比1 ∶3.0，設(shè)計(jì)洪水位以上0.5m采用草皮護(hù)坡，以下采用現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡，高程9.75m處設(shè)置2m寬二級平臺放緩，背水坡坡比1 ∶2.5，采用草皮防護(hù)。

本次施工范圍為堤防迎水面混凝土護(hù)坡(草皮護(hù)坡以下至堤腳)，見圖2藍(lán)色線條覆蓋部分。

a.測量放線，框定出掛網(wǎng)的區(qū)域，標(biāo)示出錨桿的孔位，錨桿間距維持在1m以內(nèi)。

b.采用20cmφ8螺紋鋼做錨桿，錨桿間距1m，采用空壓機(jī)打孔錨固，與鐵絲網(wǎng)構(gòu)成整體對坡面加固，避免局部的崩塌現(xiàn)象，錨桿與鐵絲網(wǎng)的結(jié)合處用鐵絲綁扎，局部不平整處要增加錨桿的密度，錨桿固定后要求露出表面5cm左右。

c.混凝土坡面植被需要打好穩(wěn)固的生長基礎(chǔ)，使用5cm×5cm的鐵絲網(wǎng)格，鐵絲直徑在1.6mm左右，本次施工要求相鄰鐵絲網(wǎng)之間的重疊部分大于15cm，豎向每30cm的距離用鐵絲連接一次，鐵絲網(wǎng)的鋪設(shè)要保持超出坡頂處及坡體兩側(cè)不小于50cm，否則要采取錨桿加密措施。

圖2 K14+200斷面施工示意圖 (單位：m，吳淞基面)

d.配制綠化基質(zhì)層，綠化基材由客土、纖維、肥料、保水劑、黏結(jié)劑、花草種子等按一定比例通過攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢杌旌隙?。基質(zhì)層分基層和面層，配方見表2。

e.選用專用的客土噴播機(jī)，根據(jù)試驗(yàn)情況調(diào)整泵送壓力和出風(fēng)量，均勻地、自上而下地將混合料噴射到坡面，噴射厚度在12～15cm之間。按照配合比例將植物種子混合，均勻地、自上而下地將混合種子噴灑到坡面上，最后以無紡布覆蓋，無紡布相接處用木簽固定，間距在2m以內(nèi)?，F(xiàn)場施工效果見圖3。

表2 綠化基質(zhì)層配方

圖3 現(xiàn)場施工效果

4 結(jié)論與展望

植被+工程措施型的生態(tài)護(hù)坡型式是水利工程岸坡生態(tài)防護(hù)發(fā)展的必然趨勢，客土噴播技術(shù)有效地改善了傳統(tǒng)混凝土護(hù)坡生態(tài)環(huán)境，該技術(shù)既實(shí)現(xiàn)了岸坡安全穩(wěn)定和持久使用，又為生物提供了賴以生存的生活環(huán)境?？紤]到長江河道汛期水位變化較大，風(fēng)浪沖刷較強(qiáng)，為有效保護(hù)噴播層，建議在植物種子選擇時(shí)根據(jù)枯水位、常水位、高水位、設(shè)計(jì)洪水位等不同水位適當(dāng)分層，綜合考慮美觀及耐淹性能；堤腳位置布置適量塊石抵抗沖刷，同時(shí)在汛后進(jìn)行檢查，適當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)噴，保障修復(fù)效果。