楊 順 王建軍

（長沙市水利水電勘測設(shè)計院 長沙市 410008）

1 長沙市新河三角洲防洪工程概況

新河三角洲地處長沙市中心城區(qū)北側(cè)新河垸，西鄰湘江，北抵瀏陽河口，南起湘江二橋，東至芙蓉北路瀏陽河大橋，堤線總長2900m。老堤防堤身單薄，堤身填筑土質(zhì)量差，堤頂高程未達(dá)到設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，歷年成為長沙市的防汛重點，歷史上曾多次出現(xiàn)過管涌險情。2007年，長沙市政府對新河三角洲地塊進(jìn)行整體掛牌拍賣，北京北辰實業(yè)有限公司以92億的競標(biāo)價獲得該地塊的開發(fā)權(quán)。新河三角洲開發(fā)為新型的“人車分流”模式，對防洪堤的建設(shè)提出了更高的要求。新河三角洲堤防設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇洪水，設(shè)計洪水位為37.85m（85黃海），工程等級為Ⅰ等一級。結(jié)合“兩型社會”建設(shè)的要求，對湘江二橋鳳嘴泵站以北300m范圍內(nèi)湘江大堤進(jìn)行生態(tài)設(shè)計，本段外坡為生態(tài)扭曲面，內(nèi)坡為生態(tài)擋墻。

2 金字塔生態(tài)擋土墻簡介

金字塔生態(tài)擋土墻技術(shù)源于加拿大，在河岸生態(tài)建設(shè)中應(yīng)用歷史數(shù)十年，21世紀(jì)初期進(jìn)入中國市場，在沿海地區(qū)河岸整治中應(yīng)用較多，生態(tài)效果良好。生態(tài)擋土墻為加筋擋土墻，主要材料為金字塔生態(tài)袋和玻纖土工格柵，生態(tài)袋、標(biāo)準(zhǔn)扣、工程扣、加筋網(wǎng)等組件相互連接形成力學(xué)穩(wěn)定的三角結(jié)構(gòu)，形成透水不透土、對植物友善的永久性穩(wěn)固生態(tài)邊坡。

3 擋墻穩(wěn)定分析

本段生態(tài)擋墻計算采用加筋土擋土墻理論，加筋土擋墻在公路建設(shè)中應(yīng)用廣泛，在城市防洪建設(shè)中亦有先例，重慶市長江沿岸加筋土擋墻應(yīng)用較多。

設(shè)計參數(shù)：

（1）墻身尺寸:墻身總高5.850m，筋帶長4m。

（2）物理參數(shù)。

加筋土容重18kN/m3，加筋土內(nèi)摩擦角30°；

筋帶容許拉應(yīng)力180MPa，土與筋帶之間的摩擦系數(shù)0.4；

加筋土浮容重9kN/m3，地基土浮容重9kN/m3；

筋帶抗拔力計算調(diào)節(jié)系數(shù)1.4，筋帶材料抗拉計算調(diào)節(jié)系數(shù)1.0；

筋帶材料強度標(biāo)準(zhǔn)值240MPa，筋帶材料抗拉性能的分項系數(shù)1.25；

墻后填土內(nèi)摩擦角30°，墻后填土粘聚力0.0kPa；

墻后填土容重18kN/m3，地基土容重19kN/m3；

地基土容許承載力140kPa；

（3）內(nèi)部穩(wěn)定性驗算（采用應(yīng)力分析法）。

經(jīng)計算，筋帶抗拔驗算最小安全系數(shù)7.607＞（2.000），滿足規(guī)范要求。

（4）外部穩(wěn)定性驗算。

a滑移驗算：

經(jīng)計算，滑移最小安全系數(shù)Kc=100001.3＞（1.3），滿足規(guī)范要求。

b傾覆驗算：

經(jīng)計算，傾覆最小安全系數(shù)K0=100001.5＞（1.5），滿足規(guī)范要求。

c地基驗算：

經(jīng)計算，墻趾處壓應(yīng)力117kPa，墻踵處壓應(yīng)力117kPa，均小于地基允許承載力140kPa，地基承載力滿足要求。

4 產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)

金字塔系統(tǒng)采用高分子聚合物的環(huán)保材料，抗老化、抗紫外線、無毒、不降解，抗酸堿鹽侵蝕及微生物分解，可百分之百回收，從而實現(xiàn)對環(huán)境的零污染。

產(chǎn)品規(guī)格。GTX140M生態(tài)袋原料采用100%PP，寬510mm。

物理性能。握持強度：634N，梯形撕破強度：262N，馬蘭漲破:1650kPa，抗UV強度：95%@500hrs，斷裂強力：縱向13.27kN/m，橫向12.48kN/m，斷裂伸長率：縱向75%，橫向50.8%，CBR頂破強力：2.0kN，撕破強力：縱向0.317 kN，橫向：0.262kN

水文性能。表觀孔徑：0.0212mm，透水率：1.8sec，流量：1/sec/sp.m108∶108，垂直滲透系數(shù)：0.35cm/s，等效孔徑090:0.18mm。

生態(tài)墻體。經(jīng)試驗測試，1m高，10m長的金字塔生態(tài)墻體其抗拉強度達(dá)9305N。

連接扣件。金字塔連接扣經(jīng)猛烈的機械沖撞實驗后未發(fā)現(xiàn)任何損壞。

5 施工方法及步驟

生態(tài)袋堆疊加筋加固法施工步驟：

（1）測量放線：放線按照設(shè)計要求，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況放線，報請現(xiàn)場工程師檢查合格后，方可開挖基礎(chǔ)。

（2）基礎(chǔ)按設(shè)計開挖完畢后，澆注混凝土底座，混凝土達(dá)到設(shè)計強度后鋪設(shè)第一層土工格柵。

（3）生態(tài)袋填充物：采用適合植物生長的砂性土或粘土。

（4）袋體安裝：把裝滿砂性土或粘土的生態(tài)袋擺放在底座上面，用工程連接扣連接，在工程連接扣上抹2cm厚水泥砂漿，然后夯實生態(tài)袋。

（5）土工格柵設(shè)置：每三層生態(tài)袋鋪設(shè)一層土工格柵并反包，土工格柵需用木樁固定。

（6）邊坡綠化：綠化植物的選擇本著鄉(xiāng)土植物為主，以喬、灌、藤、草有機的結(jié)合，方便維護。綠化方法應(yīng)結(jié)合實際情況，靈活選擇：大面積的盡量采用噴播，可以縮短植被建植的工藝流程，節(jié)約人力和財力；零星工程可采用抹種，這樣能節(jié)約成本；對于喬、灌還可以采用直栽和壓播的方法。

6 施工注意事項

（1）由于金字塔生態(tài)擋土墻技術(shù)在長沙是首次應(yīng)用，施工單位還沒有類似擋土墻施工經(jīng)驗，因此，施工人員需聽從廠商派駐技術(shù)人員指導(dǎo)。

（2）生態(tài)袋裝土固定后，與背部填土同步上升，且需用小型夯機層層壓實，以避免過大沉降，影響擋土墻穩(wěn)定。

（3）裝袋土料含水量20%～25%為宜，禁止雨季施工。

（4）擋土墻每平方米安裝1個沙袋，以加強坡面排水。

（5）由于生態(tài)擋土墻為柔性結(jié)構(gòu)，會有一定的變型，生態(tài)袋在安裝過程中，根據(jù)實際情況預(yù)留一定坡度，避免垂直擋土墻產(chǎn)生反坡現(xiàn)象。

（6）草籽噴播后，要加強養(yǎng)護，勤施肥、澆水。

7 效果分析

新河三角洲湘江生態(tài)防洪堤于2008年4月完工，加筋擋土墻按設(shè)計施工完畢后，對生態(tài)袋表面進(jìn)行草籽噴播，經(jīng)過一個月時間，生態(tài)袋表面完全實現(xiàn)自然綠化，基本看不出工程痕跡，生態(tài)效果良好，達(dá)到了設(shè)計預(yù)期目的。經(jīng)過2008、2009年兩個汛期的考驗，本段生態(tài)防洪堤未出現(xiàn)任何安全隱患（附圖）。

附圖 生態(tài)效果圖

8 總結(jié)

金字塔生態(tài)擋土墻是一門新興的實用技術(shù)，在國內(nèi)應(yīng)用歷史還不長，安全性能還有待時間的考驗，據(jù)筆者幾年來對本產(chǎn)品技術(shù)的了解、認(rèn)識和實踐，在平緩、順直、流速小的城市河段，可采用金字塔生態(tài)擋土墻技術(shù)；鄉(xiāng)村河流及城市河流彎曲段需慎用。