淺談三維生態(tài)袋護(hù)坡在永泰防洪工程的應(yīng)用

郭敏敏

（福建省圍墾建設(shè)工程有限公司　福建　龍?！?63100）

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淺談三維生態(tài)袋護(hù)坡在永泰防洪工程的應(yīng)用

郭敏敏

（福建省圍墾建設(shè)工程有限公司福建龍海363100）

摘要通過永泰防洪工程的護(hù)坡施工，證實(shí)了三維生態(tài)護(hù)坡袋施工效果斐然。文章的研究，圍繞永泰防洪工程的施工實(shí)踐，基于漿砌片石拱形骨架護(hù)坡的施工問題和三維生態(tài)袋護(hù)坡的施工優(yōu)勢，分析永泰防洪選擇三維生態(tài)袋護(hù)坡的原因，并深入研討三維生態(tài)袋護(hù)坡的施工方法，對于其他防洪護(hù)坡工程，可供參考借鑒。

關(guān)鍵詞防洪工程；三維生態(tài)袋；護(hù)坡施工

1　永泰防洪工程概況

永泰縣清涼溪清涼鎮(zhèn)C2標(biāo)段防洪堤壩，包括里島護(hù)岸和農(nóng)機(jī)廠防洪堤，為本次護(hù)坡施工的標(biāo)段，屬于新建工程，總長度1.6km。在護(hù)坡施工前，原施工方案將“漿砌片石拱形骨架護(hù)坡”和“三維生態(tài)袋護(hù)坡”作為護(hù)坡施工的備選方案。但筆者認(rèn)為：永泰防洪采用“漿砌片石拱形骨架護(hù)坡”，至少需要面對3個(gè)方面的施工問題：

（1）材料選擇問題。漿砌片石拱形骨架護(hù)坡，以水泥、片石為主要材料，護(hù)坡結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，主要取決于片石的力學(xué)性能良莠。在采石過程中，需要施工單位委派專業(yè)人員在采石廠勘察、選擇石料，石料的層層篩選，耗費(fèi)了大量的施工時(shí)間和精力，稍有不慎，很容易采集到強(qiáng)度很低的風(fēng)化層巖石。

（2）水泥砂漿問題?，F(xiàn)場人工拌合水泥砂漿，成分含量控制難度大，如果配合不到位，容易出現(xiàn)砂漿滯留的問題，不利于水泥砂漿的存放和保護(hù)，并削弱了水泥砂漿的強(qiáng)度。

（3）砌筑問題。漿砌片石拱形骨架護(hù)坡，相關(guān)工程的實(shí)際施工證實(shí)，在接茬位置，經(jīng)常出現(xiàn)通縫，使得水泥砂漿和片石的結(jié)合程度不佳，長期使用后，有片石脫落的跡象。

綜上所述，相比于漿砌片石拱形骨架護(hù)坡，三維生態(tài)袋護(hù)坡更加適合永泰防洪護(hù)坡工程。理由為：三維生態(tài)袋護(hù)坡，所選用的材料為生態(tài)袋、連接扣、PVC排水管。材料造價(jià)低，且質(zhì)量容易控制。在長期使用后，三維生態(tài)袋護(hù)坡可避免材料老化、風(fēng)化的問題。另外為避免骨架結(jié)構(gòu)的破壞，漿砌片石拱形骨架護(hù)坡在后期養(yǎng)護(hù)中，需要一定的開銷，而三維生態(tài)袋護(hù)坡屬于永久性的護(hù)坡模式，當(dāng)生態(tài)袋的植物發(fā)育到一定程度，其根系可有效穩(wěn)固表層的土壤，不需要耗費(fèi)任何養(yǎng)護(hù)管理費(fèi)用?；谝陨戏治?，永泰防洪工程最終選定了造價(jià)為7元/m2～100元/m2的三維生態(tài)護(hù)坡。

2　永泰防洪三維生態(tài)袋護(hù)坡施工

本工程在完成坡腳M7.5漿砌石基礎(chǔ)的工序后，借助三維排水聯(lián)接扣，將生態(tài)袋平鋪、疊鋪于整個(gè)防洪堤沿線坡岸，然后在坡面之上，種植草皮，以及在護(hù)岸的頂面布置石欄桿。其施工效果見下圖1。

具體施工方法如下：

2.1施工材料選擇

本工程的全部材料，以分期分批的方法運(yùn)達(dá)現(xiàn)場，然后進(jìn)行現(xiàn)場驗(yàn)收。為有效把關(guān)材料的質(zhì)量，筆者將材料檢驗(yàn)指標(biāo)參數(shù)，進(jìn)行如下總結(jié)，見下表1。

本工程護(hù)岸的基礎(chǔ)在碾壓和鋪設(shè)土工格柵后，邊坡的穩(wěn)定性已基本達(dá)標(biāo)，只需要提高防止坡面水土流失和雨水侵蝕的能力即可。本工程選擇三維生態(tài)袋材料，其參數(shù)指標(biāo)可控制為：縱橫向斷裂強(qiáng)度6.5kN/m；CBR頂破1.33kN。除此之外，筆者認(rèn)為，三維生態(tài)袋除了起到力學(xué)作用，還需具備良好植生性能，需控制好其孔徑大小，以便通過影響滲透系數(shù)，保持生態(tài)袋排水的順暢和控制其靜水壓力。在此筆者通過一系列的室內(nèi)外試驗(yàn)，歸納總結(jié)了不同等效孔徑所對應(yīng)的滲透系數(shù)大小，如圖2。

考慮到當(dāng)前國內(nèi)市場上，三維生態(tài)袋的孔徑尺寸，一般在0.07mm～0.2mm范圍內(nèi)，通過施工實(shí)踐證明，這個(gè)范圍內(nèi)尺寸的生態(tài)袋，使用時(shí)袋內(nèi)填充物不會流失，同時(shí)能夠保證植物的正常生長。試驗(yàn)時(shí)，筆者選用了根系相對發(fā)達(dá)的白刺，在大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)推算下，最終確定以0.15cm/s作為標(biāo)準(zhǔn)滲透系數(shù)，所對應(yīng)生態(tài)袋的等效孔徑為0.2mm。

表1　永泰防洪三維生態(tài)袋護(hù)坡工程材料檢驗(yàn)指標(biāo)參數(shù)

圖1　永泰縣清涼溪清涼鎮(zhèn)C2標(biāo)段防洪堤壩三維生態(tài)袋護(hù)坡

2.2邊坡放線

按照以上的施工材料選擇標(biāo)準(zhǔn)，參照施工圖紙確定邊坡線上下的位置，然后結(jié)合標(biāo)高設(shè)計(jì)坡比。根據(jù)以上的邊坡防護(hù)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為邊坡線的上線位置，可在劃定邊線的樁位之后，靈活設(shè)置機(jī)械刷坡線。后者的厚度，至多為200mm，施工示意圖詳見圖3。

圖2　不同等效孔徑生態(tài)袋對應(yīng)滲透系數(shù)大小

圖3　刷坡線設(shè)置示意圖

從上圖中，可看出機(jī)械刷坡邊線在原邊坡線之下，其內(nèi)為人工配合開挖的臺階，在以生態(tài)袋控制機(jī)械刷坡邊線的穩(wěn)定性。因此，在設(shè)置機(jī)械刷坡線時(shí)，坡體原基礎(chǔ)要控制在允許開挖范圍內(nèi)，盡可能控制生態(tài)袋在壘砌施工時(shí)的回填量，大約預(yù)留15cm厚度的基土即可，目的是規(guī)避松散回填土誘發(fā)邊坡沉降，這也是滑坡問題規(guī)避的重要手段。在此值得一提的是，刷坡工序，同步于三維生態(tài)袋的壘砌施工，在每層的壘砌完工之后，要及時(shí)修整上一層的邊坡，適時(shí)可根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的坡體縱向排水情況，檢查是否影響預(yù)埋管線的正常使用，再清理坡面的樹枝、樹根、垃圾和雜物等。在邊坡放線之后，按照一定的深度標(biāo)準(zhǔn)開挖基礎(chǔ)，本工程在坡腳位置，要求基層生態(tài)袋的夯實(shí)密實(shí)度，達(dá)到95%，目的是控制坡體的沉降變形，尤其是承受荷載比較大的位置，譬如對于填土的含水量過大的地方，要布置沉砼基礎(chǔ)，嚴(yán)格控制基礎(chǔ)的密實(shí)度，減少土壤帶來的額外壓力影響。

2.3生態(tài)袋壘砌和沉降控制

生態(tài)袋壘砌之前，分為兩個(gè)步驟控制標(biāo)線。一方面是以各層壘砌的平整度為基準(zhǔn)，控制好縱面方向的拉線，另一方面是從坡腳位置開始，往坡頂位置拉坡比線，考慮到拉線長度對精準(zhǔn)度可能造成影響，筆者建議以50m作為拉線的單位長度，緊扣設(shè)計(jì)要求調(diào)整拉線，直至坡比達(dá)標(biāo)。

拉線控制后，選取質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)的三維生態(tài)袋體，其中袋內(nèi)的填充料需充足，壘砌時(shí)，將袋體封口的一側(cè)置內(nèi)，生態(tài)袋的外邊線，與縱面方向的表現(xiàn)保持1cm左右的距離。在每層生態(tài)袋壘砌完之后，要利用木錘拍打生態(tài)袋的外側(cè)和表面，使得生態(tài)袋平整和密實(shí)，并且齊平于標(biāo)準(zhǔn)線。每壘砌3層的生態(tài)袋，就要布置一鋪設(shè)層，后者保持與坡面的垂直，從下往上層層錯(cuò)縫，這樣就可以保證壘砌生態(tài)袋的相對整齊，不留縫隙。另外，壘砌生態(tài)袋的垂直高度，每達(dá)到2m，就要澆水預(yù)沉降處理坡體，按照填料的最佳含水量為基準(zhǔn)，靈活控制好澆水量，直至完成整個(gè)坡體的砌筑。圖4為平行壘砌和上下相鄰袋體壘砌的方法。

圖4　本工程生態(tài)袋壘砌的兩種方法

壘砌三維生態(tài)袋的同時(shí)，出于整體穩(wěn)定性控制目的的考慮，筆者通過試驗(yàn)，證實(shí)聯(lián)接扣的設(shè)置具有必要性和可行性。在生態(tài)袋與生態(tài)袋之間，就必須設(shè)置一個(gè)聯(lián)接扣，最為合理的位置是接近生態(tài)袋內(nèi)邊緣處，這樣一來，所有的聯(lián)接扣，就可以騎縫跨連相鄰的袋體，此時(shí)只需要借助釘錘敲打聯(lián)接扣，其基礎(chǔ)袋下聯(lián)接扣的反置就能夠刺入袋內(nèi)（見圖4），起到良好的的聯(lián)接效果。在完成整個(gè)坡體的生態(tài)袋壘砌工作之后，不能夠即刻壓頂，需要觀測一段時(shí)間后，確保柔性護(hù)坡的沉降穩(wěn)定，再將厚0.4mm、寬1m的阻水膜鋪設(shè)其上，最后利用生態(tài)袋完成壓頂。

2.4養(yǎng)護(hù)

在三維生態(tài)袋壘砌完工之后，開始進(jìn)行坡體的養(yǎng)護(hù)工作，目的是為生態(tài)袋護(hù)坡植物創(chuàng)造有利的出苗生長條件。本工程所選用的護(hù)坡植物，其出苗最適宜的溫度為22℃～28℃，而濕度控制于70%前后。

根據(jù)以上既定的養(yǎng)護(hù)溫度和濕度要求，最終選定5月～6月份作為護(hù)坡施工階段，同時(shí)結(jié)合氣候狀態(tài)，針對性控制灌溉量。本工程的護(hù)坡植物出苗后，對水分和氮、磷、鉀等元素的需求量相對較高，此時(shí)護(hù)坡工作傾向于灑水和施肥工作，直至護(hù)坡植物木質(zhì)化。適時(shí)，護(hù)坡植物應(yīng)開始限制其徙長，為其項(xiàng)芽生長創(chuàng)造相對有利條件，可增強(qiáng)植物的越冬能力。

在苗木全部出齊之后，主要的養(yǎng)護(hù)工作分為四項(xiàng)：首先是修剪，將老葉、敗葉修剪掉，保護(hù)好幼葉及周圍部位；其次是澆水，均需根據(jù)降雨的情況，控制澆水量，如果降雨量充足，則在確保土壤含水量足夠植物生長后，適量減少灌溉量，同時(shí)考慮到永泰區(qū)域白天溫度較高，蒸發(fā)量大，筆者建議將灌溉時(shí)間選擇傍晚時(shí)分；再次是施肥，根據(jù)護(hù)坡植物出苗后的生長狀態(tài)，靈活調(diào)節(jié)施肥量，期間如若植物有營養(yǎng)不良現(xiàn)象，則要及時(shí)追肥，如果遇到頻繁降雨的時(shí)間段，應(yīng)暫停施肥作業(yè)，以免肥料的無形流失，并污染水體；最后是防治病蟲害，定時(shí)噴灑殺蟲劑。

3　結(jié)束語

相比于護(hù)坡工程，三維生態(tài)護(hù)坡的施工難度比較高，除了需要考慮特定的技術(shù)參數(shù)，還要兼顧三維生態(tài)袋的特殊功能要求，譬如多項(xiàng)排水功能和強(qiáng)度要求。但通過以上的施工，可看出三維生態(tài)護(hù)坡方法，具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

（1）節(jié)能效益。三維生態(tài)袋護(hù)坡所使用的生態(tài)袋，其內(nèi)的種植基質(zhì)造價(jià)不高，以及介于生態(tài)袋之間的鋪設(shè)層，都不會耗費(fèi)過多而定施工成本。本工程的施工，筆者先后統(tǒng)計(jì)了三維生態(tài)護(hù)坡和普通護(hù)坡施工方法的成本費(fèi)用，發(fā)現(xiàn)三維生態(tài)護(hù)坡的成本費(fèi)用，可控制在后者的85%以內(nèi)，不需要使用過多的高耗能水泥混凝土等施工材料。

（2）功能效益。永泰防洪工程使用三維生態(tài)袋，有效控制了坡體的水土流失；三維生態(tài)袋種植了生命力相對旺盛的護(hù)坡植物，增強(qiáng)了坡體的綠化功能水平；三維生態(tài)袋透水而不透土，植物種植其上，可形成穩(wěn)定且永久的植被邊坡。

（3）環(huán)保效益。三維生態(tài)袋中的聚丙烯原料，具有抗紫外線、酸堿鹽、微生物侵蝕等環(huán)保性功能，另外袋體材料屬于無紡針刺，并通過單面燒結(jié)而成，這些材料不含對環(huán)境有危害的可分解芳香胺成分，能夠完全回收，實(shí)現(xiàn)了護(hù)坡的零污染。在袋體上，有不少于32個(gè)的垂直孔洞，用于排水、濾水和促進(jìn)植物根系生長。除此之外，護(hù)坡植物在成長后，可提高坡體的綠化率水平，在環(huán)保層面上，同樣具有舉足輕重的貢獻(xiàn)意義。陜西水利

參考文獻(xiàn)

[1]胡羅旋,周國清,郭智林.三維柔性生態(tài)邊坡防護(hù)技術(shù)[J].湖北林業(yè)科技,2013,(1):74.75.

[2]岳亮亮,齊奇.生態(tài)護(hù)坡在遼寧省城市河道整治中的應(yīng)用[J].吉林水利,2015,(4):34.36.

[3]陳能鄉(xiāng).三維柔性排水生態(tài)邊坡在閩江上游防洪工程的應(yīng)用[J].水利技術(shù)監(jiān)督,2012,(1): 61.63.

[4]宋睿,高禮洪,邱輝.多種生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在麗水市甌江堤防工程中的應(yīng)用研究[J].浙江水利科技,2015,(1):67.71.

（責(zé)任編輯：暢妮）

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