◎ 劉方 寧波市鄞州區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院

1.引言

生態(tài)邊坡是一種常用的河道治理手段，同時(shí)也是一種重要的河道基礎(chǔ)設(shè)施，其具有防洪抗?jié)?、降低環(huán)境污染、防止水土流失、提升河道景觀價(jià)值等功能，除此之外，生態(tài)邊坡還具有一定的社會(huì)效益和生態(tài)效益，能夠維持生態(tài)平衡[1]。因此生態(tài)護(hù)坡在河道整治工程中尤為重要。為保證其效果得到有效發(fā)揮，不僅需要做好整體規(guī)劃，同時(shí)還需要做好施工部署工作，但是當(dāng)前國(guó)內(nèi)生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)還不夠成熟，存在一定的缺陷，在實(shí)際工程中不僅護(hù)坡位移量較大，而且護(hù)坡土體崩解率較高，使得現(xiàn)有的施工技術(shù)存在較大的提升與優(yōu)化空間，無法達(dá)到預(yù)期的河道邊坡防護(hù)需求，同時(shí)也無法達(dá)到較高的環(huán)境與河道整治標(biāo)準(zhǔn)?；诖耍瑸榻档蜕鷳B(tài)護(hù)坡位移及土體崩解率，保證生態(tài)護(hù)坡施工質(zhì)量，本文對(duì)河道整治工程中的生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)進(jìn)行研究。通過河道邊坡基礎(chǔ)清理、格賓擋墻碼砌、覆土及植被種植等完成生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)的設(shè)計(jì)，最后利用實(shí)際工程實(shí)驗(yàn)應(yīng)用驗(yàn)證設(shè)計(jì)技術(shù)的有效性，以期為提升生態(tài)護(hù)坡施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的河道整治提供一定幫助。

2.工程概況

本次以某河道整治工程生態(tài)護(hù)坡施工項(xiàng)目為工程背景，當(dāng)?shù)貧夂蝾愋蜑閬啛釒Ъ撅L(fēng)性氣候，氣候特征明顯，四季分明，光照比較充足，氣溫比較高，歷史最高氣溫為33.62℃；年降雨量也比較大，平均為1064.63mm，降雨主要集中在每年的6月-8月；地形以山地為主，海拔范圍為256.15m-864.95m，區(qū)域河流流域面積約480km2，河道寬度為5.62m-36.14m，河道長(zhǎng)度約16km，河流兩側(cè)及下游工廠和居民住宅建筑物較多，在每年的汛期多發(fā)生洪澇災(zāi)害，為了提高河道防洪、泄洪能力，地方政府和相關(guān)部門對(duì)其開展河道整治，建設(shè)生態(tài)護(hù)坡，由于該工程地質(zhì)比較復(fù)雜，生態(tài)護(hù)坡施工難度較高，為解決這一問題，本文以下結(jié)合該工程的實(shí)際情況，選用相應(yīng)的施工技術(shù)，開展生態(tài)護(hù)坡施工。

3.生態(tài)護(hù)坡施工

根據(jù)該區(qū)域?qū)嶋H情況和需求，開展生態(tài)護(hù)坡施工，生態(tài)護(hù)坡主要由抗滑樁、格賓網(wǎng)箱以及植被覆土三部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 生態(tài)護(hù)坡示意圖

如圖1所示，根據(jù)該生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)，可以將護(hù)坡施工大致分為基礎(chǔ)清理、格賓擋墻碼砌以及覆土與植被種植三個(gè)階段，在正式施工前做好現(xiàn)場(chǎng)清理、邊坡整治、設(shè)備安裝等準(zhǔn)備工作，在河道邊坡基層修建抗滑樁，保證邊坡的穩(wěn)定性，在抗滑樁上面碼砌格賓網(wǎng)箱，并在網(wǎng)箱上覆土種植植被，以此完成生態(tài)護(hù)坡施工。以下將從該三個(gè)方面入手，對(duì)生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。

3.1 基礎(chǔ)清理

考慮到河道坡體表面凹凸不平，且施工現(xiàn)場(chǎng)碎石等廢棄物較多，為了保證后續(xù)施工作業(yè)可以有序開展，需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理，即河道清障，并對(duì)河道邊坡基層進(jìn)行整治。首先是河道清障。河道清障指的是對(duì)河道區(qū)域范圍內(nèi)的阻水障礙物進(jìn)行清除的行動(dòng)。由于河道障礙物的存在會(huì)造成排洪斷面縮小，阻礙洪水暢泄，降低流速和河道排洪能力等隱患，對(duì)堤防安全不利。因此，對(duì)其進(jìn)行及時(shí)嚴(yán)格清理，保證河道順利行洪至關(guān)重要。本文從以下方面展開行動(dòng)，即：將現(xiàn)場(chǎng)的碎石、樹枝、樹葉、生活垃圾等廢棄物清理干凈，清理河道邊坡基層表面上的障礙物，對(duì)于凹凸不平區(qū)域進(jìn)行找平處理[2]。其次，將邊坡表面上突出的石塊清除掉，使用運(yùn)輸工具將其運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)。除此之外，還需要在現(xiàn)場(chǎng)修建排水溝，排水溝修建位置為河道邊坡坡頂處，排水溝、截水溝修建成形狀為150cm×75cm×100cm矩形溝渠，以此防止在護(hù)坡施工過程中因現(xiàn)場(chǎng)積水而出現(xiàn)邊坡塌方[3]?？紤]到后續(xù)需要修建抗滑樁，故使用IHFAAF48測(cè)量?jī)x對(duì)現(xiàn)場(chǎng)樁位進(jìn)行測(cè)量，并在現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)龍門架，安裝1.25t卷?yè)P(yáng)機(jī)作為牽引設(shè)備。

3.2 格賓擋墻碼砌

做好準(zhǔn)備工作后，開展格賓擋墻碼砌施工。格賓擋墻碼砌實(shí)際就是將預(yù)制好的格賓網(wǎng)箱碼砌在河道邊坡上，形成一道格賓擋墻，以此可以降低水位，減少墻體后和坡下的地表水壓力，促使水得到及時(shí)排出，從而達(dá)到降低擋土墻被水侵蝕破壞的概率，延長(zhǎng)擋土墻壽命的目的。近年來，其在國(guó)內(nèi)河道岸坡防護(hù)等領(lǐng)域得到了一定應(yīng)用，并取得了良好的使用效果，因此本文采用該方式提升生態(tài)護(hù)坡施工效果。為了保證格賓擋墻的穩(wěn)定性，需要在河道邊坡基層修建抗滑樁，使用IRYA-A4T 8鉆機(jī)在河道邊坡坡基鉆取直徑為50cm-75cm樁孔，鉆孔深度為2.5m，間距為1.5m，采用梅花樁方式布置。將水泥砂漿灌注到150cm×25cm×15cm模具內(nèi)，制作成抗滑樁[4]。在灌注過程中使用棍棒對(duì)其不斷攪拌，排除漿液內(nèi)的空氣，并向樁內(nèi)插入直徑為10mm-20mm鋼筋，每個(gè)樁內(nèi)插入4-5根鋼筋，待抗滑樁凝固后將其脫模，以此完成抗滑樁制作[5]。將預(yù)制抗滑樁打設(shè)到孔內(nèi)，在抗滑樁地上部分所圍范圍內(nèi)，開展格賓擋墻碼砌施工，格賓網(wǎng)箱采用FAP低碳高爾凡鋼絲編制而成，網(wǎng)箱長(zhǎng)度為7.5m，寬度為1.2m，高度為1.5m，鋼絲網(wǎng)孔尺寸為100mm×120mm，采用纏繞法將鋼絲沿著網(wǎng)箱框架纏繞，將框架兩端的鋼絲打死結(jié)，防止格賓網(wǎng)箱上鋼絲松動(dòng)和脫離。

由1.25t卷?yè)P(yáng)機(jī)將制作好的格賓網(wǎng)箱吊裝在抗滑樁地上部分所圍范圍內(nèi)，在吊裝過程中使用卷尺對(duì)其測(cè)量，及時(shí)糾正吊裝偏差，按照要求將格賓網(wǎng)箱連接成整體，碼砌的格賓網(wǎng)箱要呈臺(tái)階式，上下層格賓網(wǎng)箱錯(cuò)開約30cm，以此避免涌縫。每碼砌完5個(gè)格賓網(wǎng)箱，向網(wǎng)箱內(nèi)回填抗壓強(qiáng)度大于30MPa，粒徑為80mm-100mm中硬度石料，采用分層投放方式將網(wǎng)箱內(nèi)填滿石料，在邊緣的兩個(gè)網(wǎng)箱，使用35°斜交加強(qiáng)筋加固，基層10個(gè)網(wǎng)箱內(nèi)填筑完石料后，澆筑混凝土，以此增強(qiáng)護(hù)坡基層的穩(wěn)定性。路基頂面上的5-10個(gè)格賓網(wǎng)箱內(nèi)無需澆筑混凝土，該部分網(wǎng)箱內(nèi)石料填充應(yīng)保證超填約5cm-7cm高度，以便留有沉降余地。最后在碼砌好的格賓網(wǎng)箱上安裝一層網(wǎng)蓋，并使用鋼筋將上層網(wǎng)箱與下層網(wǎng)箱連接綁扎，以此完成格賓擋墻碼砌。

3.3 覆土與植被種植

在碼砌好的格賓網(wǎng)箱上覆蓋一層土壤，根據(jù)該區(qū)域氣候等條件，選擇合適的植物種類，此次選擇抗?jié)?、抗旱、抗寒能力較強(qiáng)的南天竹、小葉黃楊、海桐作為生態(tài)護(hù)坡綠化植物，根據(jù)植物生長(zhǎng)需求，選擇的覆土土樣類型為種植土，覆土厚度設(shè)計(jì)為75cm，采用分層覆土方式施工，首層覆土厚度為50cm，采用人工腳踩的方式將土壤壓實(shí)，壓實(shí)后在其表面覆蓋一層厚度為25cm土壤，格賓網(wǎng)箱四周鋪設(shè)植生袋，防止網(wǎng)箱上覆土流失。在覆土上撒播種植的種子，種子要撒播均勻。并且不同種類植物種子撒播區(qū)域要固定，對(duì)于混播應(yīng)按照先大粒后小粒，以及先量大后量小的原則。播種完成后定期對(duì)植物進(jìn)行澆水、施肥、除草等養(yǎng)護(hù)，如果是在雨季，需要對(duì)邊坡上的土壤進(jìn)行補(bǔ)充2-3次，以此保證出苗率，出苗率較低的區(qū)域要進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)種子。利用植被提升河道邊坡穩(wěn)定性，防止土壤流失，以此使格賓生態(tài)護(hù)坡具有較大的環(huán)境效益、生態(tài)效益以及社會(huì)效益。

以上通過基礎(chǔ)清理、格賓擋墻碼砌以及覆土與植被種植，完成河道整治工程中的生態(tài)邊坡施工技術(shù)設(shè)計(jì)。

4.施工效果檢驗(yàn)

為了檢驗(yàn)本次生態(tài)護(hù)坡施工方案的可行性與可靠性，對(duì)施工后的生態(tài)護(hù)坡質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，相關(guān)規(guī)范要求河道整治工程中生態(tài)護(hù)坡需要具備較高的抗沖擊力，水平方向位移不能超過15.45mm，垂直方向位移不能超過18.45mm。故本次實(shí)驗(yàn)以生態(tài)護(hù)坡位移作為施工質(zhì)量檢驗(yàn)指標(biāo)，將以上要求作為質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)在生態(tài)護(hù)坡坡基上布設(shè)100個(gè)測(cè)點(diǎn)，使用OYUFA-A4F8全站儀每隔7d對(duì)其坐標(biāo)測(cè)量一次，每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)量三次，取平均值作為最終測(cè)量數(shù)據(jù)，使用電子表格記錄63d內(nèi)生態(tài)護(hù)坡水平與垂直方向位移情況，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 生態(tài)護(hù)坡位移情況（mm）

從表1可以看出，本次施工后的生態(tài)護(hù)坡，無論是水平方向位移還是垂直方向位移均比較小，水平方向位移與垂直方向位移雖然會(huì)隨著時(shí)間的變化而有所增長(zhǎng)，但在施工后的第49d，水平方向位移量保持在3.15mm，說明該生態(tài)護(hù)坡水平方向最大位移量為3.15mm，符合規(guī)范要求；在施工后的第42d，垂直方向位移量保持在2.41mm左右不變，說明該生態(tài)護(hù)坡垂直方向位移最大為2.41mm，也符合規(guī)范要求。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證施工方案的適用性，對(duì)生態(tài)護(hù)坡開展崩解試驗(yàn)。生態(tài)護(hù)坡需要具備較高的抗崩解能力，在長(zhǎng)時(shí)間的雨水沖刷下土體不易發(fā)生崩解，其抗崩解能力主要體現(xiàn)在土體崩解率，故將其作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。從生態(tài)邊坡上選取7塊土樣，土樣規(guī)格為200mm×500mm×450mm。將選取的邊坡土樣放在水中浸泡12h，對(duì)土體進(jìn)行崩解，計(jì)算其崩解率：

式中，表示生態(tài)護(hù)坡土體崩解率；表示干土質(zhì)量；表示土樣崩解穩(wěn)定的干土質(zhì)量。利用以上公式計(jì)算出生態(tài)護(hù)坡土體的崩解率，使用電子表格對(duì)其記錄，具體數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 生態(tài)護(hù)坡土體崩解率（%）

從表2中的數(shù)據(jù)可以看出，生態(tài)護(hù)坡土體能夠承受的最大限值為4.55%，一旦超過該數(shù)值，則意味著該塊土體不穩(wěn)定，存在嚴(yán)重安全隱患。然而本文設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用后，生態(tài)護(hù)坡土體崩解率比較低，最小值為0.14%，最大值為1.16%，遠(yuǎn)小于規(guī)范要求的最大限值，說明應(yīng)用本文技術(shù)后的生態(tài)護(hù)坡土體具有較強(qiáng)的抗崩解能力。

綜合上述內(nèi)容可知，應(yīng)用本文設(shè)計(jì)技術(shù)施工的河道整治工程的生態(tài)護(hù)坡施工質(zhì)量較高，提出的施工方案可以滿足工程質(zhì)量方面要求，具有一定應(yīng)用價(jià)值。

5.結(jié)束語

此次根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合實(shí)際工程案例，提出了一套施工方案，并通過試驗(yàn)論證了該方案的可行性與可靠性，此次研究不僅有助于提高生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)水平，還有助于提高施工質(zhì)量。然而此次研究?jī)H針對(duì)個(gè)別工程案例，提出的施工方案并不適用于所有河道整治工程，并且僅對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行了研究，今后會(huì)對(duì)生態(tài)護(hù)坡施工質(zhì)量控制、施工安全控制等方面進(jìn)行研究，以期為河道整治工程中的生態(tài)護(hù)坡施工，提高河道整治效果以及治理水平提供有力的理論支撐。