格賓擋墻在山水林田湖草沙保護(hù)修復(fù)中的應(yīng)用

摘" 要：山水林田湖草沙一體化保護(hù)和修復(fù)是新時(shí)代社會(huì)主義生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，是人與自然和諧共生的重要舉措，格賓擋墻是一種生態(tài)型措施，具有柔性、透水性、耐用性、抗震性、經(jīng)濟(jì)型以及有利于植被生長(zhǎng)、有利于為水生物提供棲息場(chǎng)所、有利于兩棲動(dòng)物的生活、有利于河流與陸地的物質(zhì)交換等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合生態(tài)保護(hù)和修復(fù)工程措施的要求，符合生態(tài)保護(hù)和發(fā)展理念。該文以貴州省武陵山區(qū)山水林田湖草沙一體化保護(hù)和修復(fù)工程生態(tài)岸坡壘砌為例，通過(guò)分析對(duì)比常用護(hù)岸措施，認(rèn)為格賓擋墻符合生態(tài)岸坡壘砌安全、生態(tài)的要求，符合生態(tài)保護(hù)和修復(fù)的理念，對(duì)新時(shí)代生態(tài)保護(hù)和修復(fù)河道生態(tài)岸坡壘砌有較好參考價(jià)值，可進(jìn)一步推廣其在其他生態(tài)保護(hù)和修復(fù)中應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：山水林田；生態(tài)文明；格賓擋墻；武陵山區(qū)；生態(tài)保護(hù)和修復(fù)

中圖分類(lèi)號(hào)：P69" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2095-2945（2023）19-0173-05

Abstract： Mountains， rivers， forests， fields， lakes， grass and sand integration protection and restoration is an important partof the new era of socialist ecological civilization construction， and is also the important measure of harmonious coexistence between man and nature. Using Gabion retaining wall is a kind of ecological measure， with flexibility， permeability， durability， and earthquake resistance， economic and conducive to vegetation growth; besides， it can provide habitat for aquatic organisms， conducive to amphibian life and the material exchange of rivers and land; and it has many other advantages， in agreement with the requirements of ecological protection and restoration engineering measures， thereby conforms to the concept of ecological protection and development. Taking the ecological bank barrier building of the integrated protection and restoration project of mountains， rivers， forests， fields， lakes， grass and sand in Wuling Mountain area of Guizhou Province as an example， through the analysis and comparison of common bank protection measures， it is considered that the Gabion retaining wall meets the safety and ecological requirements of ecological bank slope building. Therefore， it accords with the concept of ecological protection and restoration;therefore， it has good reference value for ecological protection and restoration of river ecological bank slope in the new era， and its application in other ecological protection and restoration can be further promoted.

Keywords： mountains， rivers， forest， field; ecological civilization; Gabion retaining wall; Wuling Mountain area; ecological protection and restoration

山水林田湖草沙冰一體化保護(hù)和修復(fù)工程是指按照山水田林湖草是生命共同體理念，依據(jù)國(guó)土空間總體規(guī)劃以及國(guó)土空間生態(tài)保護(hù)修復(fù)等相關(guān)專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，在一定區(qū)域范圍內(nèi)，為提升生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)能力，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，促進(jìn)自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的整體改善和生態(tài)產(chǎn)品供應(yīng)能力的全面增強(qiáng)，遵循自然生態(tài)系統(tǒng)演替規(guī)律和內(nèi)在機(jī)理，對(duì)受損、退化、服務(wù)功能下降的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)、綜合治理的過(guò)程和活動(dòng)。堅(jiān)持統(tǒng)籌推進(jìn)山水林田湖草沙綜合治理、系統(tǒng)治理、源頭治理[1]。

格賓石籠是一種生態(tài)型措施，屬柔性結(jié)構(gòu)，抗地層變位性好，施工便捷、抗沖刷、透水性好，可大大減小墻水土壓力，有利于護(hù)岸的穩(wěn)定性，網(wǎng)內(nèi)會(huì)逐漸形成相互交錯(cuò)拉緊擠壓的狀態(tài)，從而增強(qiáng)了自身穩(wěn)定性，有利于為水生物提供棲息場(chǎng)所、兩棲動(dòng)物的生活和河流域陸地的物質(zhì)交換，符合生態(tài)保護(hù)和發(fā)展理念；本文從結(jié)構(gòu)形式、材料參數(shù)、埋置深度、施工工藝和注意事項(xiàng)方面分析格賓擋墻的應(yīng)用。

1" 研究區(qū)概況

本次工作區(qū)范圍為貴州省武陵山區(qū)，地理坐標(biāo)居于東經(jīng)107°17′～109°24′，北緯27°11′～29°16′之間，東西跨距218 km，南北縱約235 km，東部與湖南省毗鄰，北部與重慶市接壤，西部與貴州省烏蒙山區(qū)的桐梓縣相鄰，包括貴州省銅仁市全境及遵義市部分地區(qū)，共涉及17個(gè)區(qū)縣，總面積33 439 km2。區(qū)內(nèi)氣候立體分布特征明顯，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，年平均氣溫為15～17 ℃，年平均降雨量為1 100～1 300 mm，年平均風(fēng)速最大為2.3 m/s。

項(xiàng)目涉及生態(tài)岸坡壘砌共521個(gè)工程圖斑，594.88 km，主要分布在項(xiàng)目區(qū)東部的江口縣、碧江區(qū)、萬(wàn)山區(qū)，中部的德江縣、沿河縣、鳳崗縣，南部的余慶縣及北部的道真縣（圖1）。

2" 格賓擋墻的應(yīng)用

2.1" 結(jié)構(gòu)形式

生態(tài)護(hù)岸是保護(hù)河道岸坡，防止岸坡垮塌造成河道水環(huán)境質(zhì)量下降，干擾和破壞河道水生環(huán)境。項(xiàng)目區(qū)河道屬于山間河流，地勢(shì)起伏變化大，河流縱坡較陡，岸上分布大量農(nóng)田、居民及村鎮(zhèn)，岸坡變化大，類(lèi)型較復(fù)雜，對(duì)護(hù)岸要求高。根據(jù)岸坡物質(zhì)、坡度、坡高、植被及河道沖刷等分別采用不同結(jié)構(gòu)生態(tài)護(hù)岸形式，主要有格賓石籠、漿砌石護(hù)腳+雷諾護(hù)墊，見(jiàn)表1[1]。

2.2" 材料參數(shù)

材料的選擇是對(duì)質(zhì)量控制的決定性因素之一，必須對(duì)材料進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。墻后采用質(zhì)地堅(jiān)硬、水穩(wěn)性好、級(jí)配良好、透水性好的砂石料，內(nèi)摩擦角25～28°，干密度1.45～1.55 t/m3，以保證墻后回填材料能順利排水，防止墻后沉降[2-5]；格賓網(wǎng)墊由特殊防腐處理的低碳鋼絲經(jīng)機(jī)器編織成的六邊形雙絞合鋼絲網(wǎng)，制作成符合要求的工程構(gòu)件，要求其合理使用年限達(dá)30 a。沿長(zhǎng)度方向每間隔1 m采用雙隔板隔成獨(dú)立的單元，鋼絲鍍高爾凡（5％鋁鋅合金＋稀土元素）防腐處理，鍍層的黏附力滿(mǎn)足當(dāng)鋼絲繞具有2倍鋼絲直徑的心軸6周時(shí)，用手指摩擦鋼絲，其不會(huì)剝落或開(kāi)裂，網(wǎng)面抗拉強(qiáng)度30 kN/m2，綁扎鋼絲必須采用與網(wǎng)面鋼絲一樣材質(zhì)的鋼絲，如圖2所示。

格賓網(wǎng)箱填充石料必須是堅(jiān)固密實(shí)、耐風(fēng)化的石料，塊石強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于MU30，80％的石料粒徑需大于網(wǎng)孔直徑，天然密度大于2 400 kg/m3，最小粒徑不宜低于200 mm，單塊重量不宜大于25 kg，宜四面平整，無(wú)尖銳棱角。砂必須選擇耐風(fēng)化、水穩(wěn)定性好，含泥量小于5%；細(xì)度模數(shù)大于2.5，有棱角的粗砂或中粗砂為首選；細(xì)砂需選用含泥量小于3%。網(wǎng)面金屬絲為低碳熱鍍鋅鋼絲，直徑為2.7 mm，邊端鋼絲直徑為3.4 mm，網(wǎng)孔大小為8 cm×10 cm，絞合鋼絲直徑為2.2 mm，抗拉強(qiáng)度大于50 kN/m2，網(wǎng)箱隔板間距1 m；由頂蓋、隔板、后板、端板和面板組成[6]，如圖3所示。

2.3 埋置深度

岸坡中最常見(jiàn)的問(wèn)題之一是由于埋置深度不足，在水流沖刷、掏蝕作用下岸堤基礎(chǔ)被沖刷掏空，致使岸堤失穩(wěn)垮塌，因此埋置深度的選擇是確保格賓擋墻質(zhì)量的重要參數(shù)。埋置深度首先根據(jù)GB 50286—2013《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄D2.2計(jì)算局部沖刷深度，計(jì)算公式及參數(shù)選取如下[7]

式中：hs為局部沖刷深度（m）；H0為沖刷處水深（m）；Ucp為近岸垂線(xiàn)平均流速（m/s）；n與防護(hù)岸坡在平面上的形狀有關(guān)，取n=1/4～1/6；η為水流流速不均勻系數(shù)，根據(jù)水流流向與岸坡交角α差表2采用。

然后沖刷岸選擇1.5倍計(jì)算深度作為埋置深度，淤積岸選擇1.2倍計(jì)算深度作為埋置深度，以確保埋置深度滿(mǎn)足沖刷要求，確保格賓擋墻基礎(chǔ)不被沖刷掏空，滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求。

2.4" 施工工藝

施工工藝是實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量的重要手段，在施工過(guò)程中須嚴(yán)格按工藝要求執(zhí)行，否則將可能存在不可挽回的損失，格賓擋墻生態(tài)護(hù)岸施工工藝流程：測(cè)量放樣→場(chǎng)地平整→基槽開(kāi)挖→地基處理及驗(yàn)收→格賓網(wǎng)箱、網(wǎng)墊鋪設(shè)→塊石碼砌→網(wǎng)蓋封閉→墻背回填。項(xiàng)目開(kāi)工前需做好“三通一平”，復(fù)測(cè)地形、按設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)施工放樣；表層清理，表土剝離及保養(yǎng)[8-10]?；坶_(kāi)挖采取分段跳槽開(kāi)挖，每15～20 m分段，設(shè)置沉降縫，縫寬2 cm，縫間采用瀝青砂漿填充，開(kāi)挖自上而下，禁止出現(xiàn)反坡；土質(zhì)邊坡開(kāi)挖坡比1∶1～1∶1.5；砂礫石邊坡開(kāi)挖坡比1∶1～1∶0.75（緊密）或1∶0.75～1∶1（中密）;巖質(zhì)邊坡開(kāi)挖坡比可陡于1∶0.5。邊坡高度小于3 m可按1∶0.3～1∶0.5開(kāi)挖；邊坡高大于3 m，可按1∶0.5開(kāi)挖；邊坡高大于10 m可按1∶0.5～1∶0.75開(kāi)挖，中間需增設(shè)1～2 m寬?cǎi)R道?；娱_(kāi)挖成型后，應(yīng)及時(shí)清理基坑，做好基坑排水夯實(shí)，基礎(chǔ)承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；常備塑料油布和木樁，用于雨季邊坡臨時(shí)支護(hù)和保護(hù)[11]。網(wǎng)面裁剪后末端與端絲的聯(lián)接處是整個(gè)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，為加強(qiáng)網(wǎng)面與端絲的連接強(qiáng)度，需采用專(zhuān)業(yè)的翻邊機(jī)將網(wǎng)面鋼絲纏繞在端絲上大于2.5圈，不能采用手工絞?；蛘咭陨浣z為端絲，以折邊代替機(jī)械翻邊，翻折長(zhǎng)度不小于8 cm。

格賓網(wǎng)填石采用塊石或毛石，人工錯(cuò)縫碼砌，大面朝下，封閉網(wǎng)蓋，最后進(jìn)行墻背回填，單層作業(yè)厚度不大于400 mm，壓實(shí)度0.88～0.92。綁扎鋼絲必須采用與網(wǎng)面鋼絲一樣材質(zhì)的鋼絲，為保證聯(lián)接強(qiáng)度需嚴(yán)格按照間隔10～15 cm單圓-雙圓連續(xù)交替絞合[1]，如圖4所示，為了保幛面墻的平整度，靠面板30 cm范圍內(nèi)按照干砌石標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工；所有外側(cè)的格賓單元設(shè)置加強(qiáng)筋，每平方米面板均勻布置4根[1]，如圖5所示。

2.5" 注意事項(xiàng)

1）加強(qiáng)與氣象部門(mén)聯(lián)系，掌握天氣狀況，暴雨來(lái)臨前停止施工，嚴(yán)禁在暴雨、洪水期進(jìn)行施工。

2）材料需做入場(chǎng)檢驗(yàn)，廠(chǎng)家需提供產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)、檢驗(yàn)試驗(yàn)報(bào)告單，技術(shù)人員檢查外觀(guān)、規(guī)格、按規(guī)范規(guī)程取樣送檢。

3）嚴(yán)禁將開(kāi)挖土石方隨意丟棄，嚴(yán)禁堆積在河床內(nèi)，破壞河道生態(tài)環(huán)境，需按設(shè)計(jì)進(jìn)行利用、棄方處理，嚴(yán)格遵守水土保持法律、法規(guī)和合同規(guī)定，做好施工活動(dòng)范圍內(nèi)的水土保持工作，避免施工造成的水土流失。依照國(guó)家、地方和業(yè)主有關(guān)規(guī)定制定切實(shí)可行的措施和管理制度，做好水土保持實(shí)施、監(jiān)督、管理工作。

4）施工中加強(qiáng)對(duì)原有植被的保護(hù)工作，不得破壞河道兩側(cè)喬木，在施工過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)有珍惜瀕危植物、古樹(shù)，及時(shí)上報(bào)林業(yè)等相關(guān)部門(mén)開(kāi)展保護(hù)工作。

5）施工中加強(qiáng)與地方政府溝通對(duì)接，施工人員行為和習(xí)慣符合當(dāng)?shù)孛耧L(fēng)民俗。

6）必須加強(qiáng)施工安全管理，配備專(zhuān)職安全人員和儲(chǔ)備安全物資，堅(jiān)決杜絕安全事故的發(fā)生。

3" 結(jié)論

1）格賓擋墻是一種生態(tài)型措施，是山水林田湖草沙一體化保護(hù)和修復(fù)項(xiàng)目生態(tài)護(hù)岸措施的良好選擇。

2）格賓擋墻的應(yīng)用需因地制宜，根據(jù)岸坡物質(zhì)成分、岸坡高度、坡度等采用不同結(jié)構(gòu)形式，材料參數(shù)必須符合要求，埋置深度需根據(jù)每段岸坡水利參數(shù)逐段進(jìn)行計(jì)算確定，施工工藝需加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)控制，不得隨意施工，必須加強(qiáng)施工安全管理，配備專(zhuān)職安全人員和儲(chǔ)備安全物資，以確保格賓擋墻質(zhì)量和防止安全事故發(fā)生。

3）格賓擋墻生態(tài)護(hù)岸需從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料進(jìn)場(chǎng)等源頭到現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行全過(guò)程全方位管理，以確保格賓擋墻結(jié)構(gòu)安全、質(zhì)量可靠、生態(tài)環(huán)保，提高生態(tài)護(hù)岸的可靠性和耐久性。

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基金項(xiàng)目：財(cái)政部2021年重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)修復(fù)治理資金（2135060009003）

作者簡(jiǎn)介：施后海（1991-），男，工程師。研究方向?yàn)樯鷳B(tài)修復(fù)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、災(zāi)害地質(zhì)。