生態(tài)格網(wǎng)工藝在木蘭陂北干渠整治工程中的應(yīng)用

陳志祥

(福建省莆田市木蘭溪水利管理處，福建 莆田 351100)

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生態(tài)格網(wǎng)工藝在木蘭陂北干渠整治工程中的應(yīng)用

陳志祥

(福建省莆田市木蘭溪水利管理處，福建 莆田 351100)

近些年來，隨著社會發(fā)展與經(jīng)濟(jì)進(jìn)步，對環(huán)境的破換越來越嚴(yán)重，人們開始注意到環(huán)境保護(hù)的重要性，經(jīng)濟(jì)建設(shè)應(yīng)該與生態(tài)保護(hù)相結(jié)合，尤其是在水利工程當(dāng)中，對于河道堤防的建設(shè)越來越重視。在不斷加強(qiáng)堤防的穩(wěn)固的基礎(chǔ)上越來越重視其城市綠化功能與環(huán)保功能，生態(tài)護(hù)岸是順應(yīng)人們對于環(huán)境的重視而產(chǎn)生的，生態(tài)格網(wǎng)就很好的將工程結(jié)構(gòu)與自然環(huán)境進(jìn)行結(jié)合，做到將工程項(xiàng)目更好地回歸自然，是首選的堤防施工技術(shù)，生態(tài)格網(wǎng)由于具有穩(wěn)定性、生態(tài)型、抗震抗沖刷性，因此被越來越多的用于堤防工程，文章就對生態(tài)格網(wǎng)工藝在河道治理工程當(dāng)中的應(yīng)用進(jìn)行介紹，并以木蘭陂北渠引水口河段的生態(tài)治理為例進(jìn)行研究。

生態(tài)護(hù)岸；生態(tài)格網(wǎng)；河道整治；木蘭陂

0　前　言

傳統(tǒng)的河堤邊坡防護(hù)只關(guān)注邊坡修護(hù)的防澇性能與穩(wěn)定性，很少考慮傳統(tǒng)的硬質(zhì)化護(hù)坡對于河道生態(tài)環(huán)境的破壞性，以及對于生態(tài)景觀的破壞；現(xiàn)代人們越來越倡導(dǎo)人與自然的和諧，因此對于河堤邊坡防護(hù)工程的生態(tài)性越來關(guān)注，人們對于城市河道防護(hù)工程的生態(tài)性越來越重視，因此生態(tài)格網(wǎng)這種生態(tài)新技術(shù)越來越受到工程單位的重視，越來越多的現(xiàn)代實(shí)力工程施工將生態(tài)格網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到其中，其較傳統(tǒng)工藝的穩(wěn)定與生態(tài)都具有較大的優(yōu)勢，受到人們的追捧。生態(tài)格網(wǎng)工藝可以很好地保證工程結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境的有機(jī)結(jié)合，在中國多雨的南方地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用[1]。

生態(tài)格網(wǎng)是將用具有抗腐蝕、高強(qiáng)度、耐磨損的鍍鋅鋼絲、鋁合金涂層鋼絲或者包裹上PVC，通過專業(yè)的編織機(jī)械將其編織成六邊形的絞合狀網(wǎng)片，再依據(jù)相應(yīng)的水利工程要求裁剪制作成為相應(yīng)規(guī)格的生態(tài)網(wǎng)制品。通常生態(tài)格網(wǎng)會做成網(wǎng)箱、網(wǎng)兜、護(hù)墊、植被掛網(wǎng)、加筋網(wǎng)籠等形式，由于人們對于環(huán)境保護(hù)的意識不斷加強(qiáng)，生態(tài)格網(wǎng)開始被人們應(yīng)用于水利、園林以及交通施工中，在堤防工程中，通常將生態(tài)格網(wǎng)編織成箱籠，并填充入石塊連接成一體，這是一種新的施工技術(shù)。

1　生態(tài)護(hù)岸技術(shù)分析

生態(tài)護(hù)岸作為一種系統(tǒng)工程，應(yīng)該遵守達(dá)到河道防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下利于河道生態(tài)系統(tǒng)平衡的恢復(fù)；既反映出了人們改造自然，讓自然為人們服務(wù)的要求，又反映了人們尊敬自然，渴望自然界平衡，人與自然和諧的愿景，兩者相結(jié)合體現(xiàn)出“人水和諧”理念[2]。

1) 全系列生態(tài)護(hù)岸：在河道的整個(gè)邊坡上栽植相應(yīng)的植物，由下至上分別種植沉水植物、浮生植物、挺水植物、濕地植物等，兼顧生態(tài)功能與景觀功能，將河道邊坡改造成一個(gè)多層次全系統(tǒng)的生態(tài)防護(hù)系統(tǒng)，全系列生態(tài)護(hù)岸主要用于地表層土壤侵蝕嚴(yán)重、植被較少、有較高景觀要求的工程。

2)土壤生物工程護(hù)岸：主要是通過一些具有較強(qiáng)生命力的植物的根、莖或植物體，按照特定方式方向?qū)⑵浞N植、扦插到邊坡的特定位置，通過植物自身的生長對于邊坡進(jìn)行加固，從而達(dá)到控制水土流失恢復(fù)生態(tài)的目的；這種邊坡養(yǎng)護(hù)具有景觀效果好、造價(jià)低廉、工藝要求低的特點(diǎn)，通常用于土質(zhì)松散、景觀要求較低的河段工程。

3)新型材料生態(tài)護(hù)岸：就是講工程材料與工程結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合，將生態(tài)網(wǎng)格、綠化混凝土、連鎖塊等作為邊坡植物的生長基質(zhì)，從而達(dá)到防護(hù)坡面的目的。這種技術(shù)對于河道存在嚴(yán)重塌陷的工程，生態(tài)格網(wǎng)護(hù)墊護(hù)岸就屬于該類護(hù)岸。

2　生態(tài)格網(wǎng)工藝特點(diǎn)

2.1生態(tài)性優(yōu)勢

生態(tài)格網(wǎng)工藝作為一種生態(tài)性的護(hù)岸工藝，在保證邊坡保護(hù)的基本作用的同時(shí)也可以很好地實(shí)現(xiàn)生態(tài)平衡的恢復(fù)，格網(wǎng)的網(wǎng)墊之間的空隙可以實(shí)現(xiàn)很好地水土交換，這些空隙中的土體也為植物的生長提供了基礎(chǔ)，從而保護(hù)與恢復(fù)了邊坡的生態(tài)環(huán)境。

2.2結(jié)構(gòu)性優(yōu)勢

1)整體性：在生態(tài)格網(wǎng)的綁扎連接時(shí)，每個(gè)箱籠間采用同一材質(zhì)綁扎，整體組裝不留縫隙，整體性較強(qiáng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定；在生態(tài)格網(wǎng)中維護(hù)方便，由于加設(shè)隔板網(wǎng)，這些隔板網(wǎng)將將格網(wǎng)分割成獨(dú)立單元，在個(gè)別單位出現(xiàn)問題松動時(shí)，通常情況下由于整體綁扎的作用很少會出現(xiàn)脫落斷裂現(xiàn)象，具有較強(qiáng)的穩(wěn)固性，僅需要將受損的局部網(wǎng)格進(jìn)行維修就可繼續(xù)很好地使用。

2)柔韌性：由于鋼絲具有非常好的柔韌性，可以保證格網(wǎng)適應(yīng)水利工程的變形與彎曲，當(dāng)出現(xiàn)地基沉降或建筑物變形等情況時(shí)，生態(tài)格網(wǎng)的內(nèi)部交錯(cuò)拉緊，可以適應(yīng)各種邊坡工程情況，適應(yīng)外部變形不至于造成斷裂情況。在對生態(tài)格網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐壓變形實(shí)驗(yàn)時(shí)，在將格網(wǎng)填充塊石以后，可以承受的擠壓強(qiáng)度可以達(dá)到300～400t帕[3]，抗拉強(qiáng)度達(dá)到495N/帕以上。所以，生態(tài)格網(wǎng)可以保證在地基出現(xiàn)沉降或地震等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害時(shí)結(jié)構(gòu)自身的適應(yīng)性微調(diào)，保證系統(tǒng)新平衡，不至于破壞整體結(jié)構(gòu)。

3)透水性：生態(tài)格網(wǎng)由于其具有格網(wǎng)結(jié)構(gòu)，因而能保證很好地排水性能，格網(wǎng)內(nèi)部的填充塊石的縫隙可以保證地表水的快速滲入，通過網(wǎng)箱排出，從而最大限度的降低墻體后的地下水壓力。生態(tài)格網(wǎng)可以起到排水孔的作用，在河岸工程當(dāng)中，可以對擋土墻上的壓力變化起到一些作用，對于保證建筑物的安全與穩(wěn)定具有很好地作用。

2.3經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢

1)工程結(jié)構(gòu)的高耐久性：在對生態(tài)格網(wǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)可以看出，高鍍鋅低碳鋼絲格網(wǎng)可以達(dá)到五十年的使用年限，若是在其表層涂抹高分子樹脂膜或采用鋁鋅合金鋼絲，其使用壽命會達(dá)到更長。生態(tài)格網(wǎng)的較長的使用壽命可以降低施工的頻率，從而在長遠(yuǎn)上節(jié)約開支。

2)經(jīng)濟(jì)造價(jià)低：生態(tài)格網(wǎng)防護(hù)工程的填充塊石一般都采用就地取材，或者粗加工的塊石或舊混凝土碎塊，只要保證其抗風(fēng)化抗雨水沖刷能力以及高強(qiáng)度就可以。此外，由于生態(tài)格網(wǎng)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，因此對土質(zhì)、地基要求低，這就可以大大的降低地基處理成本，加速工程進(jìn)度、養(yǎng)護(hù)較簡單，因此其造價(jià)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于混凝土及漿砌塊石結(jié)構(gòu)。

3　木蘭陂北渠引水口河段生態(tài)治理研究

木蘭溪是福建省“五江一溪”重要河流之一，是莆田人民的母親河。木蘭陂位于木蘭溪下游，始建于北宋治平元年(1064年)，建成于北宋元豐六年(公元1083年)，是全國著名的五大古陂之一，也是現(xiàn)存最為完整的古代水利工程；現(xiàn)為全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位，國家級水利風(fēng)景區(qū)，世界灌溉工程遺產(chǎn)。木蘭陂工程主要是由陂首樞紐、輸水渠系、堤防工程等部分組成系統(tǒng)完整的灌區(qū)，具有引水、蓄水、排水與擋水的綜合功能，整體效應(yīng)非常顯著。木蘭灌區(qū)輸水渠道縱橫交錯(cuò)、迂回曲折，構(gòu)成南北洋河網(wǎng)沃野。溝渠水渠面積共0.15 萬 hm2，蓄水量達(dá)到了3 100 萬 m3，既滿足了當(dāng)?shù)剞r(nóng)田灌溉需求又滿足了人們的日常生活需求[4]；近年來隨著城市建設(shè)的發(fā)展，木蘭陂北渠除擔(dān)負(fù)傳統(tǒng)功能外，還作為市區(qū)內(nèi)河引水沖污的主要水源。從木蘭陂引來的河水，經(jīng)北渠流經(jīng)市區(qū)內(nèi)河，促進(jìn)污水稀釋，自凈，改善水質(zhì)。

為了更好地發(fā)揮木蘭陂北渠的功能，莆田市于2013—2014年進(jìn)行了木蘭陂北渠上游段清淤整治工程，對北渠進(jìn)水閘至鐘潭溪匯合口未護(hù)砌河道進(jìn)行治理，采用生態(tài)護(hù)岸方案，以期與古老建筑木蘭陂融為一體。這充分反映出了人們改造自然，讓自然為人們服務(wù)的要求，又放映了人們尊敬自然，渴望自然界平衡，人與自然和諧的愿景，兩者相結(jié)合體現(xiàn)出“人水和諧”理念。同時(shí)進(jìn)行河道清淤，鋪設(shè)污水管3.581 km收集沿岸污水。

生態(tài)格網(wǎng)可以很好的將工程結(jié)構(gòu)與自然環(huán)境進(jìn)行結(jié)合，做到將工程項(xiàng)目更好地回歸自然，是首選的堤防施工技術(shù)，本工程就是采用的生態(tài)鋼絞格網(wǎng)工藝擋墻?；A(chǔ)處理采用塊石夾松木樁，梢徑100 mm，樁長4.0m，采用梅花形布置。上澆筑一層50 cm厚的埋石混凝土，埋石率為20%。施工時(shí)先鋪一層混凝土再放一層塊石。河床底部沿水流方向每5 m設(shè)置一道防滑齒坎。擋墻斷面布置見圖1。

圖1　石籠擋墻斷面布置圖

本工程采用的鋼絞格網(wǎng)網(wǎng)箱寬度的尺寸有1.0m與1.5m兩種規(guī)格，其鋼絞格網(wǎng)石籠采用的是PE包裹的鍍高爾凡鋼絲石籠，鋼絲的直徑為3mm，最大抗拉強(qiáng)度≥1380 MPa，石籠網(wǎng)采用的是1.0m寬，1.0m高，為了充分考慮環(huán)境水體的水生動植物生長，不影響水生動植物對岸坡土體的依賴性，其石籠網(wǎng)孔眼運(yùn)用8×10cm的規(guī)格，用于裝填石籠的塊石粒徑≥30cm。在石籠網(wǎng)的頂端需要設(shè)置一層厚度為10cm的適宜耕植的土層用于一些滕蔓植被的生長，這有利于更好地減少水土流失，減少木蘭坡的雨水沖刷，生態(tài)格網(wǎng)的較長的使用壽命可以降低施工的頻率，從而在長遠(yuǎn)上節(jié)約開支[5]。在進(jìn)行鋼絞格網(wǎng)購買的時(shí)候應(yīng)選擇專業(yè)的廠家，施工時(shí)需要在廠家的指導(dǎo)下進(jìn)行。

網(wǎng)箱的施工：砌體外露面應(yīng)平整美觀；相鄰網(wǎng)箱的四個(gè)角應(yīng)各用一道組合絲進(jìn)行綁扎；網(wǎng)箱按照施工設(shè)計(jì)圖進(jìn)行安放，相鄰框線與折線每20cm用組合絲進(jìn)行雙股綁扎，裸露部分的網(wǎng)片，設(shè)置水平拉力絲，水平及豎直間距為25～35 cm，呈八字形向內(nèi)與邊網(wǎng)片或臨土面網(wǎng)片連接并拉緊。

填充料的施工：網(wǎng)箱填充料是需要依次、均勻的向各個(gè)箱體投放，嚴(yán)禁往單個(gè)箱體一次性填滿填料；每批投料后，用小碎石填滿空隙，采用木棒搗實(shí)，確保結(jié)構(gòu)體內(nèi)填充料的密實(shí)度。網(wǎng)箱層與層間砌體應(yīng)做到縱橫交錯(cuò)、上下聯(lián)結(jié)，嚴(yán)禁“通縫”問題出現(xiàn)；每層網(wǎng)箱組均應(yīng)適當(dāng)放置“丁”字箱體；多層網(wǎng)箱擋土墻施工時(shí)，放置、綁扎上層網(wǎng)箱時(shí)，必須與下層的網(wǎng)箱面層框線或網(wǎng)片綁扎在一起，將整個(gè)墻體綁扎成一個(gè)整體。格網(wǎng)箱示意圖如下：

圖2　格網(wǎng)箱示意圖

4　結(jié)　語

本工程2014年底完工后，莆田市水利局委托市水文局組織專業(yè)技術(shù)對木蘭陂北渠引水流量進(jìn)行實(shí)測，結(jié)果表明，正常水位(黃零4.96m)時(shí)，引水流量超過9m3/s,基本滿足了城市水體凈化及沖污要求，給市區(qū)人民的生產(chǎn)生活環(huán)境帶來了極大改觀。

本工程鋼絞格網(wǎng)工藝擋墻經(jīng)過1a多的投用，目前運(yùn)營狀況良好，部分地段植被已生長覆蓋擋墻，見下圖，近期莆田市在北渠護(hù)岸邊開始建設(shè)綠道，生態(tài)擋墻將于綠道合為一體，體現(xiàn)新時(shí)期水利人生態(tài)治河的新理念，為景觀的構(gòu)造增添一道亮色。實(shí)景圖見圖3。

圖3　木蘭陂北渠整治后實(shí)景圖

綜上所述，采用生態(tài)格網(wǎng)護(hù)岸對于河道保護(hù)及生態(tài)治理是可行的，特別是在一些古老水利工程治理中，將發(fā)揮獨(dú)特的融合作用。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)詳細(xì)勘察河道地質(zhì)情況，做好基礎(chǔ)處理。建設(shè)工程中，要按設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格施工，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，每個(gè)環(huán)節(jié)要求落實(shí)到位，要求監(jiān)理或施工員全程旁站監(jiān)督。材料選用必須符合要求，重要材料如鋼絞格網(wǎng)應(yīng)專業(yè)廠家處購買，施工需在廠家指導(dǎo)下完成。

在水利工程施工中，由于受到各種條件的限制，因此工程施工較困難，而生態(tài)格網(wǎng)技術(shù)由于本身具有柔韌性與整體性的特點(diǎn)，因此對于保護(hù)河道、堤防岸坡的安全穩(wěn)定非常有利，可以很好地做大水土自然交換，提升水體的自我凈化能力，并且其坡面的綠化植被，不僅可以起到美化環(huán)境的作用，而且保證了水利工程與生態(tài)環(huán)境保護(hù)有機(jī)結(jié)合。伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生態(tài)格網(wǎng)技術(shù)在保護(hù)堤防安全、改善河流水質(zhì)、修復(fù)水體生態(tài)平衡等方面的作用會更加受到人們的重視，生態(tài)格網(wǎng)技術(shù)會更加廣泛的應(yīng)用于水利工程中。

[1]劉瑞春.生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在城市防洪工程中的運(yùn)用[J].河南水利與南水北調(diào)，2009(10)：20-31.

[2]張正陽,徐超,馮東利.河道護(hù)坡向生態(tài)化發(fā)展探析[J].海河水利，2011(01)：40-41.

[3]范紅社.城市河道整治中生態(tài)型護(hù)坡結(jié)構(gòu)探討[J].山西水利，2005(04)：50-51.

[4]巫祖進(jìn).淺談護(hù)坡工程的施工技術(shù)[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2009(08)：152-153.

[5]夏繼紅等．國內(nèi)外城市河道生態(tài)型護(hù)岸研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．中國水土保持，2004(03)：20-21．

1007-7596(2016)06-0132-03

2016-04-13

陳志祥(1975-)，男，福建莆田人，工程師，從事水利水電建設(shè)管理工作。

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