三維生態擋墻在扁擔溪堤防工程中的應用

鄧義林（三明市水利局　福建　三明　365000）

三維生態擋墻在扁擔溪堤防工程中的應用

鄧義林
（三明市水利局福建三明365000）

本文介紹了三維生態擋墻的技術特征，及其在扁擔溪堤防工程施工中的具體應用。三維生態擋墻是堤防工程與環境工程的相結合，兼顧了防護與環境兩方面的功效，具有抵御洪水，優化環境，美化園林景觀的作用，對環境的破壞達到了最小值，有助于改善人們的居住環境及生態系統。

三維生態擋墻；堤防；施工應用

隨著我國社會經濟的不斷發展，關系國民生活福祉的水利基礎設施建設投資總額不斷擴大，且其建設過程也引來廣泛關注。建設兼顧生態的防洪工程，具有重要的工程意義、環境意義和社會意義。傳統的防洪堤主要有漿砌石或干砌塊石、現澆混凝土、毛石混凝土等，在實際應用中無法與生態環保相結合。而三維生態擋墻是一種新型柔性護坡技術，在生態袋里裝滿營養土和生長劑，用三維排水聯結扣形成緊鎖結構，同時又充分利用了植物根系的穩固作用，形成了穩定的生態擋墻結構。使防洪堤兼顧了工程結構、園林景觀、生態環保等特點，在工程建設中被廣泛采用。

1　工程概況

扁擔溪發源于荊東村大南山，海拔850m，從東南向西北，流經梅列區底城、三明學院后于荊東注入沙溪。流域面積17.0km2，干流全長9.45km，河道平均坡降52.5‰。扁擔溪防洪堤均為新建堤防，堤防沿河岸布置，工程建設場地位于扁擔溪河段上，地貌一般為河流沖洪積Ⅰ級階地～漫灘地帶，局部為剝蝕殘丘，該段河岸總體呈低彎曲的弧形，右岸多為農田耕地，地表高程140m～142m，河岸岸坡高度1m ～2m，坡角5°～20°；左岸為學院道路、房屋等建筑物，地表高程144m～146m，河岸岸坡高度4m～6m，坡角25°～40°。河床寬度10m～15m，高程138m～140m，河床呈較窄的槽型，河灘不發育，地勢平緩。扁擔溪防洪堤上游起點在荊東橋，下游終點在學院小壩。左岸堤防長505.4m，右岸堤防長486.3m，總長991.7m。根據保護對象的重要性，確定的防洪標準為20年一遇洪水。洪水水面線高程144.12m～140.71m，堤防高度3.32m～4.58m。工程防洪堤斷面結構圖如圖1所示（圖中高程以米計）。

2　三維生態擋墻的優點及特點

三維生態擋墻是一種用生態袋的柔性結構取代石材、鋼筋、水泥等硬性結構的工藝技術，它用生態袋來建造永久擋墻邊坡結構，同時在上面種植綠色的植被，達到環保生態的作用。

（1）三維排水柔性生態袋材料為聚丙烯。它具有無毒、耐腐蝕、抗老化、抗紫外線的特點，同時還可以回收利用，真正實現了零污染。對生態袋做緊固聯結處理，在整體上形成堅固狀態。生態袋的使用價值主要在于為綠化植被的生長提供較為理想的播種和生長空間，植被與生態袋相互結合。生態袋具有透水的功能，同時生態袋里的土料不會被水帶出，具有良好的過濾性能，有利于植被的根系生長。在過濾功能上的要求：要在10min以內遇中雨或大雨1h后不存在駐水情況。生態袋內可以加入適量的有機肥料，和土料均勻的混合在一起，為植被的生長提供營養物質。

（2）生態袋之間是用三維排水聯結扣相互聯結，從而形成一個結構穩定的整體護坡結構。三維排水聯結扣：基于力學數學模型設計綠霸抗紫外生態袋聯結，以期構建三角內摩擦緊鎖的穩定結構。扎口帶的主要作用是扎緊工程施工時充滿填充物的生態袋，扎帶在形態上具有小巧方便的特點，同時其具有較強的抗拉性能和抗紫外線性能。生態錨桿：在構筑邊坡時，對工程的穩定和堅固起到很重要的作用。

圖1　防洪堤斷面結構圖

3　三維生態擋墻在扁擔溪堤防工程中的實際應用

3.1扁擔溪堤防工程選擇三維生態擋墻的可行性和必要性

扁擔溪防洪堤地處三明學院所在地，沿河左右岸防洪設施陳舊，為了保證三明學院的防洪安全和規范河道岸線，保證扁擔溪學院堤段順利行洪，因而建設扁擔溪防洪堤是十分迫切的。扁擔溪是沙溪的支流，水流量不會很大，較為平緩，河道沖刷并不嚴重。在保證防洪要求的情況下，還要配合校園的發展規劃，把扁擔溪兩岸打造成師生休閑、學習的場所。所以不能運用傳統的硬性防洪擋墻，要充分考慮校園的景觀、綠化等的要求。三維生態擋墻是柔性結構，它的各項性能指標恰好符合生態、綠化的要求。三維生態擋墻可在擋墻表面植草皮美化環境，生態擋墻高約3.0m，墻頂設3m寬馬道兼休閑平臺，生態擋墻臨水面坡度為75°，每若干層生態袋之間設置土工格柵。因此在扁擔溪堤防工程中運用了三維生態擋墻的技術。

圖2　生態袋和三維排水聯結扣擺放步驟

3.2三維生態擋墻的具體施工方法

（1）基礎施工

三維生態擋墻的基礎為混凝土基礎，配合拋石護腳，以保證基礎的整體性和穩定性。在混凝土基礎上要放置三維排水聯結扣，用不銹鋼錨釘或鋼釘從單面把三維排水聯結扣釘到澆好的砼基礎上，并以水泥砂漿做配合固定，再將生態袋放置在三維排水聯結扣上固定。混凝土基礎要按設計要求開挖到規定深度，不會發生沉降和變形為止。擺放生態袋時要掛線施工，使生態袋的擺放達到整齊美觀的設計要求。基礎生態袋的擺放，豎縫上下層要盡可能相互交錯開，且把三維排水聯結扣放置在騎縫線位置上，并借助人工板進行壓實作業，進而確保其穩定性，生態袋的扎口和線縫合處要擺在內側的隱蔽位置，以保證其整體的美觀效果。

（2）裝袋

生態袋的裝袋一般在施工現場進行裝料，在裝料前應先將樹皮樹根、草屑、建筑垃圾、尖銳物等要徹底清除干凈。選擇裝袋的黏土，要將土體敲碎，要盡量使土的含水量達到最佳含水量，即土體手握成團，落地開花。首次裝袋時，要選擇一個袋子作為標準袋，稱重后記錄，作為樣板。袋子的扎扣要牢固結實，并試拉感覺良好即可。如果裝袋的時間過長時，每裝到袋子的1/3后，要將袋內填土抖一抖，使填料裝得盡量滿實。如果裝袋后，袋子上下的變形過大，要及時的調整，使其均勻。如果是采用混播的，要使裝的土料均勻，盡量想辦法讓種子靠近袋子的外露面。袋子裝好后要妥善保存，一定要放置穩妥，如果要搬運，不能滾動袋子或拖行袋子，放置時要輕放。袋子裝好后2d～3d之內必須完成施工，且裝好后的袋子不能長期在戶外暴曬或雨淋。

（3）壘砌施工

按設計要求采用從底到高，層層錯縫的形式進行施工。三維生態擋墻的穩定形式主要是用三維排水聯結扣把生態袋固定在一起，將三維排水聯結扣放置在兩層生態袋的中間，騎跨兩個生態袋，刺穿生態袋的中腹正下面，然后壓實，使生態袋緊密聯結起來。生態袋與三維排水聯結扣的擺放步驟：先把生態袋以水平狀態放置，再把三維排水聯結扣放置在騎縫線上，并在其上疊砌生態袋，其后把結構壓實成為一個整體的互鎖結構，詳見圖2。

生態袋要在水平面基點上保持5%傾斜偏向坡內，生態擋墻臨水面坡度為75°，以便于把水排除出去，減少水的壓力。壘砌時要注意控制每天垂直高度的最大值，通常該值要控制在2m以內，且施工時要注意做好沉降預防措施，沉降發生后要注意觀察和記錄沉降情況。

（4）坡面修整處理

在坡面修整處理時，要事先把雜物、樹皮、樹根、垃圾等做預處理，減少坡面的污染，保持坡面的整齊干凈。坡面浮土、松土、松石等能固定則要固定，否則也要清除干凈。對生態袋有影響的尖銳的物體也要清除干凈。坡頂要設置截水溝，中間平臺、坡角要設置排水溝，減少水流對坡面的影響。坡面上的植被除了要保留的以外，其他都要連根清除干凈。大的土坡面在機械清理后，應馬上施工，并保留10cm～20cm的土壤由人工清理。

（5）噴植草種

本工程草種采用混播方法進行播種施工。混播施工步驟：選土→施基肥→灑種、搗勻→隔板→裝袋→袋子內填充種子，扎緊口袋→澆水和綠化管養。選土時要把垃圾和大顆粒的土清除，選擇較細的土。要把肥料和土充分混合均勻，再把植物種子與它們混合在一起。裝袋時要把混有種子的土料裝到生態袋靠坡面的一側。澆水、管養要根據植物的習性、天氣、土層性質因素等來確定，澆水不宜太多，持續澆一個月左右，夏季要防止水分蒸發。

3.3三維生態擋墻的保護和監測

工程完工后，要對生態擋墻及邊坡的排水進行監測，看水流和涌水是否可以有效的排水，減少對生態擋墻和邊坡的破壞。下暴雨時，要對沒有做好排水保護的擋墻和坡面采取保護措施，用彩布條覆蓋坡面，或者設置排水溝等措施，減少暴雨對擋墻和坡面的沖刷破壞。

施工完成以后，要對生態擋墻和坡面做好標識，對它們的整體情況進行觀測，觀測它們的沉降情況、穩定性、變形情況等，一般每20m設置一個標識作為觀測點。

4　結語

三維生態擋墻在扁擔溪堤防工程中的應用，取代了傳統的砌石混凝土、埋石混凝土性質的堤防工程，減少了鋼筋、混凝土、石材等硬體材料的運用，采用軟體的特殊環保材料，解決了傳統堤防工程的技術難題。扁擔溪三維生態擋墻嚴格按照設計要求和施工工藝進行施工，各項指標都達到了規定的要求，且符合景觀綠化標準，并能夠經受洪水等自然災害的沖擊侵擾，得到相關部門的普遍好評。在工程施工實踐中，施工人員應不斷總結三維生態擋墻施工經驗，才能不斷提高堤防工程的技術水平，還我們一個綠色的、生態的堤防工程，更好的保持河道的生態環境，更好的服務于社會大眾。陜西水利

［1］孫愛義.三維排水柔性生態護坡施工技術［J］.鐵道建筑技術，2012（4）

［2］龐崇安，張云蓮，沈鎮偉.生態護坡在防洪工程中的應用［J］.水生態修復與景區建設，2011（7）

［3］陳國芳.三維排水柔性生態邊坡系統在水利工程中的應用［J］.廣東水利水電，2008（3）

（責任編輯：暢妮）

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