軟性10%鋁鋅合金網(wǎng)箱在寧波市河道生態(tài)護岸中的應(yīng)用

金德鋼，顧唯星

(1.寧波市水利水電規(guī)劃設(shè)計研究院，浙江寧波 315192;2.江陰三立工程材料有限公司，江蘇江陰 214415)

河道蘊含著許多與人類生活相關(guān)的因子，但是在提倡生態(tài)綠色環(huán)保的同時，河道護岸實際應(yīng)用的卻多是沒有生態(tài)效果的漿砌石或干砌石擋墻(護坡)、現(xiàn)澆混凝土擋墻(護坡)、預(yù)制混凝土塊體護坡等傳統(tǒng)的護岸方式。研究成果表明，傳統(tǒng)的護岸方式將整個河岸表面封閉起來，隔絕了土壤與水體之間的物質(zhì)交換，影響了生態(tài)平衡，會加速水環(huán)境的惡化。為實現(xiàn)人和自然和諧、河道資源可持續(xù)利用、防止水土流失，生態(tài)類擋墻技術(shù)在河道護岸工程中逐漸得以推廣。以寧波市生態(tài)河道建設(shè)中采用最多的軟性10%鋁鋅合金網(wǎng)箱技術(shù)為例，對生態(tài)類擋墻在河道沿岸生態(tài)保護與修復(fù)中的應(yīng)用進行了論述。

1 技術(shù)原理

軟性10%鋁鋅合金網(wǎng)箱是采用10%鋁鋅合金鋼絲，通過機器編織成六角形雙絞格網(wǎng)，組裝成箱籠體，在工程現(xiàn)場向箱籠內(nèi)填充一定規(guī)格、滿足一定要求的石料，以形成自透水、柔性的防護結(jié)構(gòu)。其采用的10%鋁鋅合金鋼絲，鍍層厚且均勻，耐腐蝕性好，使用壽命長，常用于河道、公路、港口等工程護岸，搭配植樹種草，具有適用性較廣、安全性較好等特點。

2 適用范圍及特點

軟性10%鋁鋅合金網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛，可以用在河道支擋結(jié)構(gòu)、河道坡面襯砌、邊坡支護、海岸線防護、公路工程、市政工程、巖土工程、災(zāi)害治理、隔音墻以及其他要求結(jié)構(gòu)具有自透水性、柔性、耐久性和經(jīng)濟性的工程中。

它的特點包括：①良好的透水性。網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)的透水性有利于墻后回填土土層中孔隙水的排除。當墻后水位升高時，網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)可迅速排水，從而有效降低墻后土體水位和水壓力，并且能夠節(jié)省傳統(tǒng)支擋結(jié)構(gòu)所需排水設(shè)施的相關(guān)費用，降低了結(jié)構(gòu)的整體造價。網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)還可以增加河道沿岸水土交換，提高水體的自凈能力，有利于動植物的繁衍。②較強的適應(yīng)地基變形能力。由于鋼絲具有一定的強度及延伸性，因此網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)具有延展性，可以在軟基上使用，可減少地基處理的費用。③簡便的施工工藝。將工廠生產(chǎn)的半成品在工地上組裝成型、填石蓋網(wǎng)即完成施工，不僅操作簡便，而且施工受天氣影響小，容易控制施工質(zhì)量，適宜機械化作業(yè)。同時，由于網(wǎng)箱的規(guī)格型號是按照設(shè)計要求加工定型的，因此可避免個別施工單位在隱蔽工程處偷工減料，從而可保證結(jié)構(gòu)的安全性。④可帶水作業(yè)施工。在難以干涸施工的地段，可帶水作業(yè)施工。⑤良好的景觀效果。結(jié)構(gòu)填料間的孔隙有利于土壤聚集，加上人工覆土種植，可有效改善河道沿岸景觀效果。⑥相對低廉的工程造價。網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)類擋墻主要由鋼絲和填充料構(gòu)成，填充料只需滿足抗風(fēng)化、具有一定強度、粒徑大于網(wǎng)孔即可，也可以使用粗加工的小塊石，在結(jié)構(gòu)的非外露面部分甚至可以使用道渣或舊混凝土碎塊，因此網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)整體造價低于混凝土結(jié)構(gòu)，接近漿砌石結(jié)構(gòu)。⑦良好的抗震能力。網(wǎng)箱柔性結(jié)構(gòu)在地震時會隨著基礎(chǔ)變形釋放能量，在網(wǎng)箱的約束下石塊結(jié)構(gòu)不至于松散，較剛性結(jié)構(gòu)的直接破壞，網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)更為安全。

3 網(wǎng)箱線材的選擇

軟性10%鋁鋅合金網(wǎng)箱的壽命取決于鋼絲的材質(zhì)。通常用于制造網(wǎng)箱、網(wǎng)墊的鋼絲為熱鍍鋅/鍍鋁鋅低碳鋼絲，使用年限分低(3 a以下)、中(5～15 a)、高(50 a以上)3種。網(wǎng)箱材料選擇時最重要的參數(shù)是防腐年限，鋼絲的防腐在很大程度上又取決于鋼絲鍍層。目前鋼絲的防腐性主要受鍍層的種類、質(zhì)量、均勻度(偏心)、牢固度(開裂)等4個方面因素的影響。主要防腐鋼絲的防腐性能對比結(jié)果見表1［1］。由表1知，同一種鋼絲在陸地上的使用年限要高于在水中的使用年限;鋼絲覆塑后能提高其使用年限，特別是在水中的使用年限，如鍍高爾凡鋼絲在陸地覆塑后的使用年限約為覆塑前的1.3倍，而在水中則約為1.5倍;10%鋁鋅合金鋼絲在陸地的使用年限約為熱厚鍍鋅鋼絲的8倍、是鍍高爾凡鋼絲的3.4倍。因此，根據(jù)相關(guān)資料和工程經(jīng)驗，我們建議業(yè)主和設(shè)計人員優(yōu)先選用熱鍍10%Al－Zn合金鋼絲鍍450 g/m2以上的鋼絲。

表1 各種防腐鋼絲的防腐年限

4 應(yīng)用實例

4.1 化工區(qū)河道護岸工程

寧波市化工區(qū)河道主要由北海河、海天河、嵐鵠河和護塘河組成，其中護塘河作為主要匯流河道，出口接強排泵站，是區(qū)域內(nèi)重要的水體景觀和匯排水河道。在發(fā)生設(shè)計洪水的條件下，護塘河局部流速較大，而沿河控制性土層主要為淤泥或淤泥質(zhì)黏土，抗沖能力較低，因此設(shè)計時我們選擇采用10%鋁鋅合金鋼絲網(wǎng)箱生態(tài)護岸工程，護墊裝碎石和土形成臺階式岸坡，并栽植林草。這種護岸和固堤形式能承受較大的沖刷力，保護土壤不被水沖走，并且使沿岸水土得到充分交換，改善了水體的凈化能力，有利于水草、魚類等的生長，不僅施工簡單，造價廉價，而且能適應(yīng)地基變形，不易發(fā)生破壞。化工區(qū)河道護岸工程中的網(wǎng)箱及護墊均采用《人造氣氛腐蝕試驗 鹽霧試驗》(GB/T 10125—1997)240 h檢測，用30%鹽酸浸泡10 d，無異樣。該工程于2004年開工，2005年完工，現(xiàn)已成為人們休閑垂釣的好去處。

(1)網(wǎng)箱擋墻斷面形式［2］。該工程網(wǎng)箱擋墻共用4層網(wǎng)箱，其中底層寬3.0 m、高1.0 m;第二層寬 2.0 m、高 1.0 m;第三層寬1.0 m、高 1.0 m;頂層寬 0.6 m、高 0.5 m;網(wǎng)箱對稱疊放，底高程－1.70 m，底層與開挖線之間預(yù)留0.4 m，見圖1。河道正常水位1.67 m，擋墻頂高程1.80 m，上部以緩坡與道路相連，沿河岸建設(shè)生態(tài)走廊，種植有岸上林、岸上草及水邊林等。本工程最大的特點就是能夠在軟弱地基上施工，不必進行地基處理，背坡可直接回填原土，同時還可以很好地適應(yīng)地基的不均勻沉降。

(2)護墊作用。在蓄水后容易發(fā)生塌坡現(xiàn)象，土質(zhì)較差條件下采用干砌石護坡結(jié)構(gòu)容易失穩(wěn)，無法得到理想的護坡效果，因此在化工區(qū)護塘河海堤側(cè)采用護墊進行保護，以確保河岸的穩(wěn)定。

圖1 網(wǎng)箱河道斷面圖(高程單位為m，尺寸單位為cm)

4.2 其他河道護岸工程

軟性10%鋁鋅網(wǎng)箱技術(shù)在寧波市慈溪市水云浦河道、寧海縣顏公河、鄞州濱海工業(yè)園區(qū)河道、鄞州大嵩圍涂工程配套河道、北侖郭巨圍墾配套河道、象山大目灣新城河道、寧波市甬新河等工程中都得到了推廣應(yīng)用，除寧波市甬新河部分河段施工單位在采購環(huán)節(jié)為降低成本，使用了質(zhì)量不達標、使用年限不合格的材料，導(dǎo)致工程產(chǎn)生質(zhì)量缺陷外，其他工程均未發(fā)生破損現(xiàn)象，并且取得了良好的生態(tài)效果。

5 結(jié)語

生態(tài)是水利的未來，河道生態(tài)護岸是建設(shè)人水和諧、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。軟性10%鋁鋅網(wǎng)箱采用自然柔性材料將工程與生態(tài)相結(jié)合，有利于河岸水土交融、恢復(fù)河道的生物多樣化。軟性10%鋁鋅網(wǎng)箱在生態(tài)護岸中應(yīng)用較廣，在實際應(yīng)用中應(yīng)注意：①恢復(fù)和保持河道及周邊環(huán)境的生態(tài)功能和自然景觀，美化工程環(huán)境。②通過擴大水面和綠地、設(shè)置生物的生長區(qū)域，改善自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和保護水質(zhì)，同時利用木材、石頭、沙子等天然材料形成的多孔性構(gòu)造，為生物提供一個安全的生長空間。③在河岸護坡中結(jié)合坡岸綠化，根據(jù)水位變幅、氣候、土壤條件以及不同的區(qū)域和部位選擇合適的植物，可考慮采用水生植物。④水邊景觀應(yīng)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，保持連續(xù)性、自然性，可通過建設(shè)水邊的臺階、纜繩、綠地、亭臺等營造親水空間，發(fā)揮護岸工程的社會效益。可以預(yù)見，未來軟性10%鋁鋅合金網(wǎng)箱在河道生態(tài)護岸工程建設(shè)中將得到更廣泛的應(yīng)用。

［1］金德鋼，陳潤夏，孫麗麗.石籠護坡結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法［J］.水利水電科技進展，2007，27(z2)：155 －158.

［2］金德鋼，翁大朋.自然生態(tài)工法理論與實踐［J］.水資源保護，2006，22(z2)：24 －27.