廖 威，肖曉光

(廣東珠榮工程設(shè)計(jì)有限公司，廣東 廣州 510610)

1 概述

上栗縣城鄉(xiāng)河道綜合整治工程位于江西省萍鄉(xiāng)市上栗縣，包含田心河、金山河、栗水河、萍水河等10條治理河道。田心河系萍水河上游一級(jí)支流，位于萍鄉(xiāng)市上栗縣東南部。發(fā)源于江西省宜春市袁州區(qū)水江鄉(xiāng)干丘村，自北向南流經(jīng)水江鄉(xiāng)的快榮村、畔龍村后，流入上栗縣田心村、民主村，然后轉(zhuǎn)折向東流向上埠村，在上埠村枧田附近匯入萍水河。流域面積為 47.8 km2，主河道長(zhǎng)為15.4 km，平均坡降為12.1‰[1]。田心河整治河長(zhǎng)為3.12 km，新建沿河兩岸護(hù)岸為4.29 km，以及沿河岸頂?shù)缆泛痛┑探ㄖ?，洪水?biāo)準(zhǔn)按防沖不防淹的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過對(duì)河道采取護(hù)岸工程、清淤疏浚等措施，以實(shí)現(xiàn)“防災(zāi)減災(zāi)、河暢岸固、自然生態(tài)、安全經(jīng)濟(jì)、長(zhǎng)效管護(hù)”為目標(biāo)，重點(diǎn)解決河道行洪通暢，提高流域綜合防災(zāi)減災(zāi)能力，以保障人民生命財(cái)產(chǎn)防洪安全，支持地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展[2-3]。下面對(duì)生態(tài)魚槽砌塊在田心河整治中的應(yīng)用情況進(jìn)行介紹。

2 護(hù)岸材料比較

護(hù)岸按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為硬質(zhì)材料護(hù)岸和生態(tài)護(hù)岸[1]。

硬質(zhì)護(hù)岸材料常見的有混凝土、鋼筋混凝土、埋石混凝土、漿砌石等，主要適用于村莊、鎮(zhèn)區(qū)等征地困難或者迎流頂沖的河段。

生態(tài)護(hù)坡的形式根據(jù)材料劃分為3大類：自然形生態(tài)護(hù)坡、半自然形生態(tài)護(hù)坡及人工形生態(tài)護(hù)坡。自然形生態(tài)護(hù)坡主要有植被護(hù)坡、塑筋水保抗沖椰墊、干砌石護(hù)坡等；植物護(hù)坡分為人工種草護(hù)坡、草皮護(hù)坡和液壓噴播植草護(hù)坡；半自然形生態(tài)護(hù)坡主要包括土工材料護(hù)坡、格賓石籠或格賓網(wǎng)墊護(hù)坡、生態(tài)平鋪塊、網(wǎng)箱生態(tài)砌塊等。人工型生態(tài)護(hù)坡主要包括生態(tài)混凝土及空心六角塊護(hù)坡等[4]。

坡式護(hù)岸包括護(hù)腳部分和護(hù)坡部分[5]，本工程護(hù)腳材料主要通過混凝土、生態(tài)魚槽砌塊、漿砌石、格賓石籠、干砌石、拋石等幾種材料進(jìn)行比選確定[6- 7](見表1所示)。

根據(jù)各種護(hù)岸材料的優(yōu)缺點(diǎn)，護(hù)腳擬采用C20砼擋墻護(hù)腳、生態(tài)魚槽砌塊護(hù)腳、M7.5漿砌石擋墻護(hù)腳3種方案進(jìn)行比選。從表1可知，M7.5漿砌石擋墻投資最少，生態(tài)魚槽砌塊護(hù)腳投資最多，C20砼擋墻擋墻居中。根據(jù)建設(shè)單位反饋，漿砌石擋墻在工程所在地質(zhì)量難以保證，因此，不推薦采用；C20砼灌砌石擋墻投資僅次于漿砌石，因此，推薦采用C20砼灌砌石擋墻；生態(tài)魚槽砌塊護(hù)腳投資最高，但生態(tài)魚槽砌塊護(hù)腳較生態(tài)，結(jié)合當(dāng)?shù)匦枨螅镄暮雍拥勒瓮扑]采用生態(tài)魚槽砌塊護(hù)腳。

表1 護(hù)腳材料比較

3 生態(tài)型魚槽砌塊特點(diǎn)

生態(tài)形魚巢磚屬于剛性護(hù)岸的一種，其外形似一個(gè)長(zhǎng)方體，內(nèi)部有方正規(guī)則的空腔，分層布置于河道護(hù)岸之中與河道相通，磚體的空腔即在河道中構(gòu)筑起魚巢，為魚類及水生生物棲息、繁殖提供生存空間。同時(shí)，由于水流帶起的泥沙等遇到墻體減速后，在重力的作用下會(huì)沉積在魚巢磚的空腔內(nèi)部，沉積下的沖積物能夠給一些水生植物的生長(zhǎng)提供營養(yǎng)來源，形成一個(gè)水生植物、水生動(dòng)物等各種水生生物共存的空間。在河流行洪季節(jié)，生態(tài)形魚巢磚能有效地抵御外界流速的變化對(duì)魚類等水生生物造成的危害，可提供一個(gè)安全的避難場(chǎng)所。與自然植被護(hù)岸、傳統(tǒng)硬質(zhì)護(hù)岸相比魚槽砌塊具有如下特點(diǎn)：

1)設(shè)計(jì)斷面所耗費(fèi)主要的石材和水泥較傳統(tǒng)的漿砌石節(jié)省約70%，減輕對(duì)環(huán)境影響，特別是目前很多地區(qū)正在推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，正在逐步關(guān)閉石場(chǎng)，石材供應(yīng)壓力大。

2)既可解決河道防沖固岸，又解決了傳統(tǒng)的砼固岸或漿砌石固岸寸草不生的問題，屬于生態(tài)形硬護(hù)坡，治理后河流水生態(tài)環(huán)境有較好提升，后期管理方便。

3)結(jié)構(gòu)形式美觀，建成后將成為一道亮麗的水利風(fēng)景，為群眾提供休閑、散步、旅游的新去處。

4)生態(tài)魚槽砌塊開口空間前的入口縮窄，可改變水流紊流，消除部分水波，減少水流的沖擊影響，降低了護(hù)岸運(yùn)營期的維修率[8]。

5)斷面結(jié)構(gòu)施工所需場(chǎng)地較小，不會(huì)因堆放大量砂礫石對(duì)周邊環(huán)境造成破壞影響，場(chǎng)地清理工程量小，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境影響??；施工時(shí)開挖斷面小，占地少，對(duì)施工條件要求低，工程完成后無需人工養(yǎng)護(hù)。

6)斷面采取集中預(yù)制方式，采用機(jī)械制造便于控制砌塊質(zhì)量，安裝過程采用自嵌式連接，整體質(zhì)量易于控制。

7)為便于施工中的搬運(yùn)與安裝，砌塊兩側(cè)設(shè)置了凹槽。結(jié)構(gòu)主要依靠砌塊自身重量和上下砌塊自鎖(利用纖維插銷連接)的共同作用保證墻體穩(wěn)定，單塊的預(yù)制結(jié)構(gòu)使得護(hù)岸施工方便快捷，節(jié)省大量施工時(shí)間。

8)斷面施工受天氣影響較小，雨天也可施工，且適應(yīng)于流水施工，可有效地縮短工期，便于控制施工進(jìn)度。

砌塊尺寸為500 mm×550 mm×200 mm(長(zhǎng)×寬×高)，砼強(qiáng)度等級(jí)為C20，單塊重量為80 kg。砌塊臨水側(cè)的插孔分別連接上下砌塊，插孔采用高分子玻璃纖維插銷棒，直徑為12.5 mm，長(zhǎng)度為400 mm，抗拉強(qiáng)度為750 MPa，抗剪力強(qiáng)度為44 MPa，臨水側(cè)頂端設(shè)置限位臺(tái)階，起到加強(qiáng)砌塊整體穩(wěn)定的作用。施工時(shí)交錯(cuò)壘放，左右互鎖，既可以增加穩(wěn)定性，又提升了河道整體視覺效果。砌塊結(jié)構(gòu)如圖1～2所示。

4 魚槽砌塊護(hù)岸設(shè)計(jì)

田心河河道整治工程沿河兩岸護(hù)腳采用生態(tài)魚槽砌塊，護(hù)腳高為1.4 m，埋深為0.8 m，生態(tài)魚槽砌塊尺寸為550 mm×500 mm×200 mm，共4層砌塊。生態(tài)魚槽砌塊下依次設(shè)C20混凝土底板及級(jí)配碎石墊層，C20砼底板厚為0.5 m，寬為0.7 m，級(jí)配碎石墊層厚為 0.1 m，魚槽砌塊頂部設(shè)C20混凝土壓頂厚為0.1 m，生態(tài)魚槽砌塊后設(shè)反濾層，從內(nèi)至外依次為350 g/m2土工布一層、中粗砂反濾層厚0.1 m及碎層反濾層厚0.1 m，砌筑完成后利用開挖合格料回填，需分層回填壓實(shí)。砂性土相對(duì)密度不小于0.6，粘性土壓實(shí)度不小于0.91。砌塊完工整體穩(wěn)定性好，抗形變能力強(qiáng)，抗沖刷能力強(qiáng)。砌塊與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，景觀效果良好，滿足自然生態(tài)需求。經(jīng)計(jì)算內(nèi)部穩(wěn)定和整體均滿足設(shè)計(jì)要求。護(hù)岸典型斷面如圖3所示。

圖1 魚槽砌塊整體示意(單位：mm)

圖2 插銷棒連接示意(單位：mm)

圖3 魚槽砌塊擋墻斷面示意(單位：mm)

5 魚槽砌塊護(hù)岸施工

生態(tài)魚槽砌塊為預(yù)制產(chǎn)品，可在市場(chǎng)采購。砌塊結(jié)構(gòu)上屬于自嵌式重力擋土墻。

1)基礎(chǔ)處理。施工時(shí)先打好底端混凝土基礎(chǔ)，對(duì)基礎(chǔ)基座的上部鋪平10～30 mm左右的灰漿找平后，將生態(tài)魚槽砌塊的下端部分貼于其砼基座上完成第一層砌筑，砼基座每隔10 m設(shè)置一道分縫，縫寬20 mm，采用閉氣泡沫板填縫。

2)砌塊吊裝與連接。由于砌塊體積較大，單塊重量為80 kg，需要進(jìn)行吊裝運(yùn)輸。第一層砌塊施工完成后，再鋪設(shè)上一層砌塊，須按設(shè)計(jì)坡度角度，孔與孔之間對(duì)應(yīng)壘砌，按設(shè)計(jì)角度插錨固棒(材質(zhì)為玻璃纖維)，再用上層孔對(duì)位下層的錨固棒。安裝時(shí)生態(tài)磚交錯(cuò)壘放，左右互鎖，依次安裝到設(shè)計(jì)高程。

3)墻背回填。擋墻背面回填級(jí)配碎石及砂性土，并夯實(shí)(壓實(shí)度按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行)。此工作需要在完成一層的砌塊拼接后同步進(jìn)行。土工布亦同步鋪設(shè)且應(yīng)預(yù)留一定的長(zhǎng)度，方便后期施工[9]。

4)現(xiàn)澆混凝土壓頂。待砌塊鋪設(shè)及回填土夯實(shí)完畢，澆筑100 mm厚C20砼壓頂。

5)種植適合當(dāng)?shù)鼐坝^要求的水生植物。圖4～5為田心河魚槽砌塊護(hù)岸施工與完工實(shí)景示意。

圖4 田心河護(hù)岸施工實(shí)景示意

圖5 田心河護(hù)岸完工實(shí)景示意

6 建議

1)砌塊結(jié)構(gòu)屬于自嵌式重力擋土墻。在護(hù)岸高度較小時(shí)，可利用自重滿足整體穩(wěn)定和內(nèi)部穩(wěn)定要求。當(dāng)護(hù)岸高度較高，則需要根據(jù)實(shí)際情況考慮在墻后增設(shè)土工格柵改善砌塊受力，增加砌塊的穩(wěn)定性，鋪設(shè)長(zhǎng)度由實(shí)際計(jì)算確定[10]。

2)目前，市場(chǎng)生態(tài)魚槽砌塊單價(jià)較傳統(tǒng)護(hù)岸偏高，國內(nèi)河道整治護(hù)岸工程對(duì)魚槽砌塊的應(yīng)用較少，在實(shí)際工程中，可結(jié)合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)需求，在河道中推薦采用生態(tài)魚槽砌塊護(hù)岸。

7 結(jié)語

魚槽砌塊生態(tài)效果顯著，采用階梯式護(hù)岸，并配合種植水生植物，可以使河水與土壤相互滲透，增強(qiáng)河道水體自我凈化能力，弱化工程結(jié)構(gòu)對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的沖擊[10]。在完工后可以取得較好的生態(tài)植物效應(yīng)，3個(gè)月內(nèi)可以形成完善的植物效果，整體提升了河道的生態(tài)性，滿足了景觀的觀賞性[11]。完工后抵御了汛期洪水，墻身未見明顯倒塌或缺陷，滿足防沖功能。生態(tài)魚槽砌塊具有生態(tài)性和抗沖穩(wěn)定性[12]，符合生態(tài)河道治理設(shè)計(jì)理念，具有良好發(fā)展前景，值得類似工程借鑒[13]。