生態(tài)袋防護在汾河流域生態(tài)修復工程中的應(yīng)用

李潤成

（山西省水利建筑工程局有限公司，山西 太原 030006）

1 工程概況

汾河流域生態(tài)修復中游核心區(qū)干流蓄水工程，范圍從汾河二壩開始至文峪河入汾河口處，全長82.2 km，采用全斷面蓄水。工程主要建設(shè)內(nèi)容包括：蓄水閘壩工程和蓄水區(qū)汾河大堤防護工程。蓄水閘壩均采用可升降的液壓翻板閘，共15座，蓄水閘壩總長度3 876 m。蓄水區(qū)汾河大堤防護工程，左右岸護岸工程總長度98 577 m。工程總蓄水面積16.17 km2，總蓄水量1 737萬m3。此次生態(tài)袋防護主要應(yīng)用于大堤防護工程中。

2 水文氣象及工程地質(zhì)

汾河中游核心區(qū)多年平均降水量為437.9～495.7 mm，年內(nèi)分配極不均勻。其中約60%集中在汛期7—9月；多年平均氣溫為9.9℃～10.4℃，極端最高氣溫為38℃～39.1℃，極端最低氣溫為-26.5℃～-22℃，多年平均蒸發(fā)量為1 567～1 819.8 mm；最大風速為17 m/s～22 m/s；最大凍土深為69 cm～95 cm；無霜期170.7 d～183.2 d。

工程地處山西省中部，分布于太原—晉中斷陷盆地中部及南部。地貌單元屬汾河洪沖積平原區(qū)。施工區(qū)場地基土自上而下依次為由耕土和第四系全新統(tǒng)及上更新統(tǒng)沖洪積成因的砂土、粉土、粉質(zhì)粘土組成。

3 蓄水區(qū)汾河大堤防護

因考慮到蓄水區(qū)堤防主要是由砂土、粉土及粉質(zhì)粘土經(jīng)碾壓形成，其抗沖砂能力弱，經(jīng)水流沖淘容易造成局部塌陷，形成薄弱環(huán)節(jié)。在本次汾河生態(tài)修復工程中汾河蓄水區(qū)大堤坡面防護中采用生態(tài)袋防護替代傳統(tǒng)的干砌石，下面重點介紹生態(tài)袋防護在汾河生態(tài)修復工程中的應(yīng)用。

3.1 生態(tài)袋技術(shù)性能指標

生態(tài)袋材料為聚酯纖維高分子復合材料（長纖、深綠色），尺寸為810 mm×430 mm，裝土后的規(guī)格為650 mm×300 mm×160 mm，布料克重≥145 g/m2，內(nèi)附草種（以適合汾河兩岸生長的植物為宜，如狗牙根、高羊茅、早熟禾等）

性能指標：縱向斷裂強度≥7.8 kN/m，橫向斷裂強度≥6.0kN/m；縱橫向標準強度對應(yīng)伸長率：40%～80%；CBR頂破強力≥1.4 kN；縱橫向撕破強力：≥0.17 kN；等效孔徑O/90：0.05 mm～0.20 mm；垂直滲透系數(shù)：K×（10-1/～10-3），其中：K=1.0～9.9；抗紫外線保持率（150 h）%≥90%，耐酸堿腐蝕，抗老化，無毒，不助燃，裂口不延伸；一年以后出草覆蓋率≥80%；生態(tài)袋應(yīng)采用連接帶連接（每個生態(tài)袋4根連接帶，帶長60 cm，與袋體縫為一體），嚴禁使用連接扣刺破生態(tài)袋，其中生態(tài)袋連接帶及扎口帶應(yīng)同樣滿足以上性能指標。

3.2 生態(tài)袋的特點

生態(tài)袋是采用高新技術(shù)形成的新型特種材料由人工縫制而成，該材料具有高強度、抗紫外線、抗凍融、耐酸堿、無毒、不降解的特點。生態(tài)袋具有透水透氣不透土的過濾功能，既能防止填充物土壤的流失，又能減少邊坡的靜水壓力。生態(tài)袋內(nèi)附鄉(xiāng)土護坡的植被種子，植物能夠順利穿過袋體自有生長，并為植被提供理想的生長平臺。其中內(nèi)粘播生態(tài)綠化結(jié)構(gòu)可避免雨水和澆灌用水對草種的沖刷以及鳥類覓食造成的種子損失。保證草種的出草率及出草的均勻性，減少種子的使用量，降低綠化成本，成活率高，綠化效果好，可長期保持綠化效果，形成穩(wěn)定性很好的生態(tài)護坡，基本實現(xiàn)了真正的零污染。

3.3 生態(tài)袋施工工序和控制要點

生態(tài)袋施工主要包括測量放線、坡面修整、生態(tài)袋裝土封口、分層安裝生態(tài)袋、灑水養(yǎng)護等環(huán)節(jié)。

3.3.1 測量放線

依據(jù)設(shè)計圖紙要求對工作面進行測量放線，按照設(shè)計高程和設(shè)計坡度確定坡面上下防護邊線，每隔10 m設(shè)控制樁并標明高程，在遇轉(zhuǎn)彎或圓弧段可適當加密。用測量繩將各控制樁之間綁定作為上下邊坡的控制邊線，并在測量繩上懸掛坡度線用以控制生態(tài)袋砌筑坡度。

3.3.2 坡面修整

采用挖掘機修整邊坡，清除坡面的浮土層、雜物，做到坡面平整。預留約15 cm的土層由人工整修，避免因超挖產(chǎn)生的回填。施工時，技術(shù)人員需經(jīng)常檢查核對高程和坡度，為生態(tài)袋的安裝提供條件。

3.3.3 生態(tài)袋裝土封口

在施工現(xiàn)場就地取土，人工裝填生態(tài)袋，裝袋時每裝1/3要提袋墩實，生態(tài)袋裝土飽滿后，進行封口，封口采用自鎖式扎口帶。為保證施工質(zhì)量，每袋裝土要飽滿均勻，避免袋體產(chǎn)生較大變形及產(chǎn)生漲裂。

3.3.4 分層安裝生態(tài)袋

袋體安裝時，人工將已封口的生態(tài)袋縱向擺放，袋口綁扎一側(cè)應(yīng)朝向坡面隱蔽一側(cè)，袋與袋之間要一個緊貼一個進行排列，相鄰袋體無明顯高差后，用兩根連接帶將相鄰袋體緊密連接，并保證每層袋體順直、平整。袋體安裝按照設(shè)計圖紙要求由低到高，層層錯縫，上下層袋體用另外兩根連接帶連接，這樣，使得上下層袋體形成穩(wěn)固的護坡整體。施工時，袋體一般左右各壓30 cm，上下各壓15～20 cm。為保證內(nèi)附草種的出草率，袋體安裝時，一定要注意內(nèi)附草種的袋體面向上放置。

3.3.5 灑水養(yǎng)護

生態(tài)袋袋體安裝完畢后，即可采用人工灑水進行養(yǎng)護，根據(jù)施工實際情況，一般灑水養(yǎng)護需持續(xù)1周左右，待內(nèi)附草種發(fā)芽并生長至3 cm左右，即可停止人工養(yǎng)護。

3.4 生態(tài)袋防護與傳統(tǒng)防護對比

3.4.1 設(shè)計方案比較

本次汾河生態(tài)修復設(shè)計斷面與原汾河疏浚整治工程設(shè)計斷面相比較，生態(tài)袋設(shè)計防護斷面與干砌石設(shè)計防護典型斷面分別如圖1、圖2所示。

3.4.2 經(jīng)濟比較分析

依據(jù)設(shè)計圖紙及現(xiàn)行的水利建筑工程預算定額，并綜合考慮現(xiàn)場的施工實際情況計算，生態(tài)袋防護的造價為208元/m，干砌石防護的造價為223.8元/m，采用生態(tài)袋防護比干砌石防護每米可節(jié)省投資15.8元。詳細計算過程見表1。

圖1 生態(tài)袋設(shè)計防護斷面圖

圖2 干砌石設(shè)計防護斷面圖

表1 生態(tài)袋防護與傳統(tǒng)防護對比 單位：元

3.4.3 施工及環(huán)境保護方面比較

（1）施工方面

生態(tài)袋施工具有簡易、快速、安全、強度低、人人可為的優(yōu)點。在一般施工技術(shù)人員的指導下，即可順利進行施工作業(yè)，生態(tài)袋裝土、搬運、擺放均輕便快捷，施工設(shè)備簡單，施工安全性高，施工速度快。

傳統(tǒng)的干砌石防護必須是熟練的專業(yè)砌石工人才能完成施工作業(yè)，塊石搬運、碼放、砌筑均較為笨重緩慢，施工安全性較低，施工速度慢。

（2）環(huán)境保護方面

生態(tài)袋裝土填充材料可就地取材，生態(tài)環(huán)保。裝填袋體采用灘地土料或邊坡修整土料均可，本地土料除了適宜當?shù)刈魑镅杆偕L外，短時間內(nèi)即可還原原始環(huán)境。生態(tài)袋內(nèi)發(fā)達的植物根系不僅可與堤坡環(huán)境完美結(jié)合，而且可以穩(wěn)固邊坡。生態(tài)袋施工時無需大型機械，無噪音發(fā)生，也不產(chǎn)生任何建筑垃圾，較好地實現(xiàn)了施工的零污染。

傳統(tǒng)的干砌石防護對生態(tài)環(huán)境影響很大。因干砌石防護所用的主要材料為碎石和塊石，均需通過人工開采、加工獲得，然后經(jīng)長途運輸才能到達施工現(xiàn)場。石料開采過程中的清覆蓋、石方開挖、破碎、解小等每個環(huán)節(jié)都會對自然生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生很大破壞與影響，石料開采過程中破壞了山體環(huán)境，植物最終都很難恢復。即使在石料的運輸和人工砌筑過程中，也會對環(huán)境造成一定程度的污染和影響。

4 結(jié)語

汾河流域生態(tài)修復項目采用了生態(tài)袋防護的堤防護坡方案，與以往的砌石防護相比，生態(tài)袋防護既能起到護坡的作用，還能達到袋體長出綠植的目的，不僅能吸收二氧化碳產(chǎn)生氧氣，還能形成岸綠、景美的效果，對改善水生態(tài)的環(huán)境起到積極的作用。

生態(tài)袋護岸在汾河生態(tài)修復中的成功應(yīng)用，涵蓋了防護、環(huán)保、景觀的發(fā)展理念，適應(yīng)了新時代綠色發(fā)展的需要，且造價低、施工技術(shù)簡單，值得各類邊坡防護工程借鑒，具有廣泛的應(yīng)用前景。