淺談太榆退水渠改擴(kuò)建一期工程渠堤生態(tài)護(hù)坡施工工藝

呂建文

（山西省水利建筑工程局集團(tuán)有限公司，太原 030006）

1 工程概況

太榆退水渠位于山西省太原盆地東北部，建成于20 世紀(jì)70 年代，總控制面積553 km2，其中榆次區(qū)308 km2，太原市245 km2，其上游始于榆次區(qū)域的王家堡，從太原市小店區(qū)經(jīng)過，進(jìn)入清徐境內(nèi)，主要負(fù)責(zé)太原以及晉中這兩個(gè)市的多條大小河流、溝道以及40 萬(wàn)畝（1 畝=666.67 m2）農(nóng)田的排水退水，榆次東退水渠、太原薛店排水渠、北張退水渠沿線接入該渠。本項(xiàng)目主要建筑物級(jí)別為1 級(jí)。

建設(shè)內(nèi)容：渠道清淤拓寬工程，新建部分段兩岸渠堤、搶險(xiǎn)路，及渠系建筑物（閘、橋梁、渡槽、退口、泵站等）改建；其余段對(duì)渠道現(xiàn)狀被黑臭水體污染的底泥進(jìn)行清淤。

2 工藝流程與工藝優(yōu)勢(shì)

工藝流程方面，對(duì)太榆退水渠開展生態(tài)護(hù)坡施工，工藝流程如圖1 所示。

圖1 工藝流程

生物毯是新型的護(hù)坡生態(tài)施工工藝，其原理是由土工織物、草種人工濕地綠化生態(tài)毯以及肥料所組成的一體化材料成型后，完成鋪設(shè)后，草種發(fā)芽，緊密結(jié)合強(qiáng)韌的草根植物與特殊材質(zhì)的土工織物，從而形成一個(gè)整體以達(dá)到抗沖刷，耐流速的目的。一般情況下，生物毯護(hù)坡耐流速為4 m/s，其耐沖刷性能可滿足絕大多數(shù)城市景觀河道防洪要求。本次面向太榆退水渠改擴(kuò)建一期工程采用生物毯護(hù)坡施工工藝，首先利用永恒物探覆蓋迎水面，能夠有效防治水、風(fēng)、冷、熱、鹽堿等一系列不利因素對(duì)渠堤土地造成的侵蝕作用，實(shí)現(xiàn)有效的物理防護(hù)。其次，生物毯制備階段，以植物纖維作為載體，隸屬具有良好降解性的護(hù)坡綠化材料，不僅環(huán)保性較強(qiáng)、易于固定，且施工便捷，抗沖生物毯一體化結(jié)構(gòu)可直接施工，運(yùn)輸方便，免去多重中間環(huán)節(jié)，節(jié)約成本且性價(jià)比高，施工單位每日可開展千余平方米的施工。最后，生物毯有著極強(qiáng)的抗沖刷能力，可有效防止流經(jīng)地表水做造成的水土流失問題，同時(shí)生物毯護(hù)坡，因?yàn)槭侵参锢w維，它的環(huán)保能力也是非常卓越的，對(duì)周圍環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生任何不好的影響，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的生物毯護(hù)坡，可以涵養(yǎng)水源，改善土質(zhì)，實(shí)現(xiàn)邊坡的生態(tài)修復(fù)[1]。

3 生態(tài)護(hù)坡施工工藝

3.1 工藝方案

本標(biāo)段新建兩岸渠堤的迎水面邊坡為1：2，采用抗沖生物毯、生態(tài)土石籠袋進(jìn)行防護(hù)。樁號(hào)14+450～15+000 段為生態(tài)土石籠袋段；樁號(hào)15+000～15+820 段為抗沖生物毯段。其護(hù)坡形式如圖2、圖3 所示。

圖2 生態(tài)土石籠袋段

圖3 抗沖生物毯段

3.2 土石籠袋

施工工藝：施工準(zhǔn)備→邊坡修整→施工放樣→打樁→袋子裝土→壘砌袋子、填土夯實(shí)。

3.2.1 前期準(zhǔn)備

在施工之前，需要準(zhǔn)備的工具包括卷尺、施工鏟、坡尺、水平管、手推車、掃帚、木追、標(biāo)線以及秤砣等。

3.2.2 修整坡面

將坡面上的垃圾、樹根和樹皮等雜物清理干凈，使坡面保持整潔；清除不穩(wěn)定的土體以及松動(dòng)的石塊；打磨坡面上的銳角物體，使其變成鈍角，同時(shí)應(yīng)削掉負(fù)坡。

3.2.3 施工放樣和打樁

在正式施工前，首先要打木樁并掛好線，基礎(chǔ)線應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)要求相符。在擺放和壘砌生態(tài)袋的過程中，一定要掛好水平線，錯(cuò)開上下層之間的豎縫，騎縫設(shè)置三維形式的排水聯(lián)結(jié)扣，踩踏壓實(shí)人工壓板，使互鎖結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，接縫與扎口袋結(jié)合位置應(yīng)盡量隱藏或靠?jī)?nèi)擺放，以此保障其整齊效果，提升其美觀性。

3.2.4 袋子裝土

袋子裝土?xí)r對(duì)土料的選擇尤為關(guān)鍵，選最佳含水率的填料填充（以手握成團(tuán)，落地開花為準(zhǔn)），對(duì)土料內(nèi)含有的建筑垃圾、樹皮樹根、草屑、尖銳物等要徹底清除。如果土石籠袋長(zhǎng)度較大，每當(dāng)裝土長(zhǎng)度達(dá)到袋長(zhǎng)1/3 時(shí)，就需要對(duì)袋里的填料做好抖緊和抖實(shí)處理。盡量使填料保持滿實(shí)，牢固扎緊扎扣，經(jīng)試?yán)_定良好為止。

先將一標(biāo)準(zhǔn)袋裝好，通過磅秤進(jìn)行稱量，并做好重量記錄，將其用作后續(xù)裝袋施工中的樣板。對(duì)于裝好的袋子，應(yīng)盡可能在幾天之內(nèi)完成施工，且需要穩(wěn)妥放置，不可使其在戶外暴露過長(zhǎng)時(shí)間，避免淋雨。搬運(yùn)過程中，一定要輕拿輕放，不可將其在地面上拖行，也不可在地面上滾動(dòng)；如果裝袋過程中出現(xiàn)了較大的上下變形情況，一定要及時(shí)將其調(diào)整均勻。

3.2.5 壘砌與沉降

在壘砌過程中，其主要原則是從低至高，錯(cuò)縫擺砌。

對(duì)于基礎(chǔ)以及形成在上層的結(jié)構(gòu)，三維形式的排水聯(lián)結(jié)扣需要水平設(shè)置在兩袋間，與袋邊緣靠近，每個(gè)聯(lián)結(jié)扣都應(yīng)該騎跨到兩個(gè)袋子上，通過搖晃的方式將袋子扎實(shí)，從而為各個(gè)聯(lián)結(jié)扣在袋中腹正下方穿過提供足夠便利。完成每一層袋子鋪設(shè)之后，需要通過木槌做好夯實(shí)處理，使袋子與聯(lián)結(jié)扣之間形成有效聯(lián)結(jié)。袋子鋪設(shè)時(shí)，其縫線結(jié)合側(cè)需要朝內(nèi)擺放，這樣便可使形成的修建面足夠平整、美觀。

上一層鋪設(shè)時(shí)，需要將前面的一個(gè)鋪設(shè)層作為基礎(chǔ)，通過一個(gè)聯(lián)結(jié)扣將上層的每一個(gè)袋子都固定到下層的兩個(gè)袋子上，從而形成一個(gè)粘連表面。在這樣的情況下，上層袋子的重量會(huì)使聯(lián)結(jié)扣被牢牢壓入下層袋子里，使袋子之間達(dá)到良好的豎向聯(lián)結(jié)效果。通過頂層夯實(shí)或踩踏等的方式，可使袋子間的互鎖結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)更加緊密。對(duì)于水平面上擺放的生態(tài)袋，應(yīng)朝著坡內(nèi)方向傾斜5%，這樣才可以加快平臺(tái)排水和濾水，降低靜水壓力。重復(fù)上述施工砌疊步驟，直至完成。

3.3 生物毯護(hù)坡

3.3.1 生物毯護(hù)坡施工條件

采用生物毯護(hù)坡形式，其必備的施工條件如下：第一，河道與邊坡坡度交換，通常在1：1.5 左右；第二，邊坡整體穩(wěn)定性較好且土質(zhì)較高；第三，流速緩慢，通常在4 m/s 流速以下。

3.3.2 生物毯施工步驟

生物毯的施工工藝為整坡→開槽→鋪設(shè)→搭接與錨固→養(yǎng)護(hù)。

1）整坡。在施工之前，需要修整好坡面，使其足夠平整，必要時(shí)可通過人工方式實(shí)施二次整平處理。整坡時(shí)一定要注意將整理好的邊坡或基礎(chǔ)必須符合圖紙邊坡比。在坡面上，不可有粒徑在50 mm 以上的礫石，也不可有樹樁、樹根以及其他的垃圾存在；不可存在凹陷或凸出部位，且需要碾壓密實(shí)，將鋪設(shè)施工范圍之內(nèi)的全部積水排除。如果坡面上沒有天然表層土，或是表層土較施工圖紙中要求的厚度小，則需要做好表層土加鋪，使其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2）開槽。在堤頂和堤底各開一個(gè)溝槽，堤頂在鋼釘固定后采用C20 混凝土壓頂固坡，堤底采用鋼釘固定后格賓石籠固坡。對(duì)于溝槽，其深度和斷面形式均應(yīng)符合施工圖紙中的要求，如果其中有大量積水存在，則需要做好排水工作，避免其立面軟化。

3）鋪設(shè)施工和搭接處理。做好坡面長(zhǎng)度測(cè)量，將生物毯裁剪好，其長(zhǎng)度應(yīng)達(dá)到坡面長(zhǎng)度與兩側(cè)溝槽深度之和及以上。在鋪設(shè)位置上鋪設(shè)生物毯。鋪設(shè)之前，應(yīng)對(duì)鋪設(shè)面做好清理和驗(yàn)收工作，使其墊層厚度及施工厚度符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。鋪設(shè)方向需要按河道中的水文條件以及材料自身受力方向等來確定，同時(shí)應(yīng)與施工圖紙相符。

鋪設(shè)過程中，需要做好正反面區(qū)分，并控制好其松緊度，以此來適應(yīng)坡面變形。生物毯需要貼緊墊層或基礎(chǔ)，不可架空。同時(shí)，工作人員不可穿帶有釘子的鞋，護(hù)坡的混凝土塊體不可直接卸放到生物毯上，撬動(dòng)工具不可選擇帶有尖頭的鋼筋，且所有可能會(huì)對(duì)生物毯造成破壞的施工都不可在生物毯上實(shí)施。鋪設(shè)期間所有的生物毯均須進(jìn)行相關(guān)的鋼釘錨固措施，具體鋼筋錨固密度不得低于設(shè)計(jì)最低標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)天鋪設(shè)的生物毯應(yīng)在當(dāng)天完成鋼釘錨固措施。生物毯需要按工程圖紙和相關(guān)規(guī)范中的方式與長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行搭接。其搭接方向應(yīng)為順?biāo)飨?，如果發(fā)現(xiàn)生物毯破損情況，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)或更換處理。

4）搭接和錨固施工。生物毯需要順著水流的方向進(jìn)行搭接。在堤肩位置，每間隔1 m 需要打下一根鋼釘；在搭接位置，每間隔1 m 需要打下一根T 形鋼釘；對(duì)于其他位置，每間隔2～3 m 應(yīng)打下一根鋼釘，其鋼釘長(zhǎng)度需控制在200 mm。

搭接前必須對(duì)搭接面進(jìn)行清掃，確保生物毯搭接緊密、無隆起，搭接處必須采取相關(guān)鋼釘錨固等措施，確保搭接處的穩(wěn)定性。進(jìn)行生物毯上的混凝土或砌石施工時(shí)，鋪放設(shè)備在任何時(shí)刻都不可在生物毯上直接作業(yè)或行駛，以免鋪設(shè)時(shí)破壞生物毯材料。如果生物毯在施工過程中被損壞，工作人員需要按監(jiān)理人員的指令及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，如果損壞嚴(yán)重，則需要更換新的生物毯，并將其覆蓋到損壞位置的上方。同時(shí)應(yīng)做好生物毯的搭接處理，并通過鋼釘做好錨固處理。

5）養(yǎng)護(hù)。鋪設(shè)完成后需實(shí)施澆水養(yǎng)護(hù)處理，結(jié)合實(shí)際的天氣情況，養(yǎng)護(hù)1～2 周時(shí)間，以此來提升植物的萌芽與生長(zhǎng)效果。

3.3.3 質(zhì)量檢查和驗(yàn)收

1）生物毯的質(zhì)量檢驗(yàn)。在每批生物毯進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)前，對(duì)材料材質(zhì)、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、耐老化性能等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。

2）生物毯施工期的質(zhì)量檢查和驗(yàn)收。首先，覆土前的外觀檢查。生物毯鋪設(shè)完成后，應(yīng)目測(cè)有無漏接，搭接長(zhǎng)度是否滿足要求，錨釘密度是否滿足要求，鋪設(shè)是否平整。其次，隱蔽部位的驗(yàn)收。在生物毯被覆蓋前，應(yīng)進(jìn)行工程隱蔽部位的驗(yàn)收[2]。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)太榆退水渠改擴(kuò)建一期工程對(duì)生態(tài)護(hù)坡施工工藝的應(yīng)用開展研究，詳細(xì)概述了施工流程以及工藝要點(diǎn)，相關(guān)單位在借鑒本文研究成果階段，還應(yīng)加強(qiáng)施工人員生物毯生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)培訓(xùn)與技術(shù)交底，確保其在施工階段掌握技術(shù)要點(diǎn)，在滿足施工質(zhì)量基礎(chǔ)上充分發(fā)揮生物毯生態(tài)護(hù)坡在水利工程領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，以促進(jìn)我國(guó)水利工程進(jìn)一步的綠色發(fā)展。