自嵌式生態(tài)擋墻結(jié)合砼擋墻在河道整治中的應(yīng)用

周必翠　杜光志

摘 要：擋土墻是支撐河岸土體，防止填土或土體變形失穩(wěn)，而承受側(cè)向土壓力的建筑物。在汛期起到防洪度汛的作用，是河道整治工程中的重頭戲。由于人和自然和諧發(fā)展的理念提出，生態(tài)擋土墻也起到一種保護(hù)生態(tài)環(huán)境的作用，在該次河道綜合整治中自嵌式生態(tài)擋墻與懸臂砼擋土墻相結(jié)合的應(yīng)用在句容水利工程史上屬于首例。工程實(shí)施后，提高了當(dāng)?shù)胤篮闃?biāo)準(zhǔn)，穩(wěn)定了句容河河岸岸坡，恢復(fù)了水生態(tài)環(huán)境，進(jìn)一步拓展了擋土墻結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用空間，為河道岸坡整治提供了一種更為生態(tài)、經(jīng)濟(jì)的護(hù)岸形式。

關(guān)鍵詞：河道治理 自嵌式 生態(tài)擋墻 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TV85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）01（c）-0065-03

隨著全國(guó)中小河流治理工程建設(shè)的推進(jìn)，句容市的句容河上段河道納入了規(guī)劃進(jìn)行綜合整治。該河道位于句容市城區(qū)，河道斷面受限于兩岸土地開發(fā)利用，河道整治主要采用直立式護(hù)岸型式，保證河道行洪過流斷面。目前，傳統(tǒng)的直立式河道護(hù)岸型式主要有漿砌石護(hù)岸或混凝土護(hù)岸的方式，雖然能夠滿足城市防洪要求，但砌筑成型后顏色單調(diào)，而且根據(jù)長(zhǎng)久以來的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這兩種傳統(tǒng)護(hù)岸破壞了河道生態(tài)環(huán)境，影響了河道水質(zhì)，容易使水變得黑、臭。為此，對(duì)句容河上段的整治，我們需要應(yīng)用新型生態(tài)擋墻，不但滿足河道城市防洪行洪功能要求，還能滿足城市人民的生態(tài)環(huán)境需求，實(shí)現(xiàn)以“回歸自然”和“以人為本”相結(jié)合的河道整治思路，在工程功能滿足的同時(shí)兼顧生態(tài)、景觀和經(jīng)濟(jì)。經(jīng)過一系列的分析和優(yōu)化，句容河整治采用自嵌式生態(tài)擋墻和砼擋墻相結(jié)合的護(hù)岸型式。下面就該種擋墻在河道整治工程中的應(yīng)用做一些探討。

1 工程概況

句容河上段河道橫穿句容市區(qū)，是市區(qū)的一道亮麗風(fēng)景線，由于河道寬窄不一，河道淤積、堵塞、占河嚴(yán)重，有些河段成為當(dāng)?shù)鼐用衽盼酆蛢A倒垃圾的場(chǎng)地，當(dāng)遭受暴雨襲擊，城區(qū)極易產(chǎn)生內(nèi)澇災(zāi)害，澇災(zāi)給當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷纳?cái)產(chǎn)造成了較大威脅，環(huán)境也受到了較大破壞，該河段已成為當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素。隨著城區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，兩岸商業(yè)住宅區(qū)的形成，防災(zāi)減災(zāi)的問題日益突出，為創(chuàng)造良好的投資環(huán)境，保護(hù)城區(qū)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，改善內(nèi)河水質(zhì)和景觀，提升人民的生活質(zhì)量，對(duì)句容河上段進(jìn)行整治以滿足排澇、生態(tài)和景觀的需要是十分必要的。

因此，該河道的整治要從生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、人文、社會(huì)效應(yīng)和全面建設(shè)小康社會(huì)等多方面來考慮。以“回歸自然”與“以人為本”相結(jié)合的河道治理思路，以“治污水、清河水、防洪水、還生態(tài)”為目的，既恢復(fù)該河道的防洪功能，又滿足人水和諧相處的環(huán)境。綜上所述，該河道的整治工程宜采用自嵌式生態(tài)擋墻對(duì)河道兩岸進(jìn)行護(hù)砌，自嵌式生態(tài)擋墻內(nèi)外上下左右連通的孔洞構(gòu)造能夠維持原土壤與水體環(huán)境生態(tài)上的相互影響與左右，并能以迅速、低成本和可持續(xù)的最優(yōu)技術(shù)實(shí)現(xiàn)護(hù)岸的綠化，為河道景觀和城市景觀的構(gòu)造增添一抹亮色，使人與自然得到和諧的統(tǒng)一。

句容河上段自嵌式生態(tài)擋墻整治總長(zhǎng)為2.31 km，河底高程為13.02～13.46 m，河道正常水位為15.9 m，堤頂高程控制在16.9 m，擋墻高度為3.44～3.88 m。

2 自嵌式擋土塊與懸臂砼擋墻基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)型式

自嵌式擋土墻是由塊體、塑膠棒、加筋材料、濾水填料和土料組成，由單排自嵌式擋土塊一層層直接干壘而成，無需用砂漿砌筑。自嵌式擋土塊的規(guī)格主要為400 mm×305 mm×150 mm（長(zhǎng)×寬×高），應(yīng)用于高度小于3 m的擋土墻。擋土墻高于3 m時(shí)，需到廠家訂購(gòu)大尺寸的擋土塊或者采用臺(tái)階式擋墻。

句容河上段整治工程中的擋土墻高度大于3 m，若訂購(gòu)大尺寸的擋土塊，勢(shì)必增加工程投資。另外，一塊大尺寸的自嵌式擋土塊需要兩個(gè)人才能搬運(yùn)，增加施工成本，并影響施工進(jìn)度。由于該次河道治理總長(zhǎng)4 620 m，需要大量的人工，加上人工工資的增加，顯然訂購(gòu)大尺寸的擋土塊不合理。若采用臺(tái)階擋墻，勢(shì)必需要增加擋墻土方開挖面，由于河道處于城市中心，兩側(cè)均有建筑物，為確保工程減少矛盾和危險(xiǎn)，臺(tái)階式擋墻也不合理。

綜上所述，我們將自嵌式擋土塊與懸臂砼擋墻相結(jié)合，形成了新型的生態(tài)擋墻結(jié)構(gòu)型式，并成功在句容河上段整治工程中得到了應(yīng)用。擋土墻結(jié)構(gòu)型式見圖3所示。

句容地區(qū)為黃棕壤土、土質(zhì)松軟、土攘固結(jié)能力適中。在句容河上段整治工程中，以懸臂式擋土墻為基礎(chǔ)支撐，然后在懸臂式擋土墻上砌筑自嵌式生態(tài)擋土塊，綜合使用懸臂式擋土墻和生態(tài)擋土墻，能保證懸臂式擋土墻基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，在水流沖刷下不易失穩(wěn)，為生態(tài)擋土墻提供堅(jiān)固的支撐基礎(chǔ)，又能發(fā)揮生態(tài)擋土墻的優(yōu)點(diǎn)，不隔斷河水與堤岸土的聯(lián)系，達(dá)到河道整治的生態(tài)與水利的雙重目的。這種型式應(yīng)用于河道整治工程中，不僅使擋墻具備生態(tài)擋土墻的特性，而且結(jié)構(gòu)更加牢固，可以應(yīng)用于更高的河道擋土墻中。

3 自嵌式擋墻的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 自嵌式擋墻的優(yōu)點(diǎn)

3.1.1 經(jīng)濟(jì)性

自嵌式擋土墻占地少、體積小、耗材少、施工快、一次成型，無須任何表面處理或裝修，因此，綜合造價(jià)一般比現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的擋土墻造價(jià)低25%～40%，并且墻體越高綜合成本就越低。由于工廠化生產(chǎn)，其高強(qiáng)性、耐久性使它具有更高的品質(zhì)保障，后期無須維護(hù)，可循環(huán)重復(fù)利用。

3.1.2 耐久性

除了自嵌式擋土墻結(jié)構(gòu)本身耐久外，塊體本身也具有極高的抗壓強(qiáng)度和抗沖擊能力（特別體現(xiàn)在水下使用情況），同時(shí)低吸水率使它具有非常高的抗凍融能力。產(chǎn)品采用天然礦物質(zhì)顏料并且同體材質(zhì)，在急劇惡劣的環(huán)境下也不易褪色。采用的拉接網(wǎng)片具有非常高的抗蠕變、抗老化能力。

3.1.3 結(jié)構(gòu)性能優(yōu)越性

由于層與層之間無砂漿或其他固結(jié)措施，塊體坐落在柔性骨料或條形混凝土基礎(chǔ)上，因此，對(duì)小規(guī)模基礎(chǔ)沉陷或遇到短暫的非常荷載組合（如地震、碰撞、水位驟降等）時(shí)具有相當(dāng)高的適應(yīng)能力。

3.1.4 友好生態(tài)性

工廠從原材料的選擇到生產(chǎn)都嚴(yán)格執(zhí)行品質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品必要時(shí)摻加一定的添加劑，使產(chǎn)品更有利于生物生長(zhǎng)和多樣化。墻體結(jié)構(gòu)更有利于空氣、水、動(dòng)植物、土壤形成自然的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。由于自嵌式擋土墻材料用量少，也減少了開山劈嶺，從而大大節(jié)省了天然資源。

3.2 自嵌式擋墻的缺點(diǎn)

3.2.1 開挖面大

由于自嵌式擋墻必須結(jié)合土工格柵才能穩(wěn)定，擋墻高度越高，需要的土工格柵越長(zhǎng)，在施工時(shí)就需要更大的開挖面，增加了施工難度。特別是對(duì)于城市中的河道，當(dāng)河道兩岸有建筑物或景觀限制時(shí)，過大的開挖面會(huì)導(dǎo)致工程造價(jià)增加，甚至無法施工。

3.2.2 需要大量的人工

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人工越來越緊缺，特別是在水利工程建設(shè)中，人工工資與市場(chǎng)價(jià)相比普遍較低，工程建設(shè)過程中，大量的人工會(huì)增加工程成本，降低施工的利潤(rùn)。

3.2.3 墻后回填土的要求高

自嵌式生態(tài)擋墻主要依靠墻后回填土與土工格柵片之間的摩擦力來穩(wěn)定擋土墻，因此，對(duì)墻后回填土的土質(zhì)和壓實(shí)度有較高的要求。

3.2.4 擋土墻的拉筋范圍內(nèi)嚴(yán)禁開挖擾動(dòng)

擋土墻的土工格柵不能被擾動(dòng)和挖斷，因此，當(dāng)河道整治采用自嵌式生態(tài)擋墻以后，在擋墻土工格柵范圍內(nèi)，無法進(jìn)行其他建筑物施工。

根據(jù)自嵌式生態(tài)擋墻的優(yōu)缺點(diǎn)分析，對(duì)于較高河道的護(hù)岸（大于3 m以上）采用自嵌式生態(tài)擋墻與砼懸臂擋墻基礎(chǔ)的型式比較經(jīng)濟(jì)、可靠，并減少施工難度。

4 自嵌式生態(tài)擋墻與砼懸臂擋墻的施工技術(shù)要點(diǎn)

自嵌式擋土塊與懸臂砼擋墻基礎(chǔ)相結(jié)合的擋土墻施工順序是基槽開挖→懸臂砼擋土墻→墻后土方回填→自嵌式砌塊砌筑→墻后土方回填→砼壓頂。

該種復(fù)式擋墻結(jié)構(gòu)中，懸臂式砼擋土墻為傳統(tǒng)擋土墻結(jié)構(gòu)形式，按照傳統(tǒng)工藝進(jìn)行施工，其施工技術(shù)要點(diǎn)主要是自嵌式生態(tài)擋土墻的施工。

4.1 砌塊安裝要點(diǎn)

將第一層擋土塊的底部后緣敲掉，使擋土塊與懸臂擋土墻的頂完整接觸，并保證所有擋土塊的標(biāo)高統(tǒng)一，同一標(biāo)高上的擋土塊在長(zhǎng)度方向要保證按設(shè)計(jì)要求的曲線放置，必須采用拉線定位。

第二層擋土塊必須錯(cuò)縫擺放，無需砂漿或其他黏合劑。擺放上面一層擋土塊前必須將下面塊體表面清理干凈，轉(zhuǎn)彎處如果錯(cuò)縫遇到問題，則需要敲掉一部分，但不論是切割或后緣被敲掉的塊，都必須要用水泥砂漿或其他混凝土黏合劑粘貼到下面塊體上，轉(zhuǎn)彎處能整塊錯(cuò)縫擺放的地方盡量用整塊，不行的地方先留空。若空隙小于一整塊的長(zhǎng)度并大于半塊的長(zhǎng)度，則把一塊擋土塊切割成適合空隙大小的塊體放到該處，否則把擋土塊切割成兩個(gè)小塊放到預(yù)留的空隙中，不規(guī)則擋土塊要粘貼到下面塊體上面。

4.2 土工格柵鋪設(shè)

土工格柵必須在設(shè)計(jì)高程處鋪設(shè)，并且其在回填土內(nèi)的長(zhǎng)度必須滿足設(shè)計(jì)要求。土工格柵有主副方向，鋪設(shè)時(shí)必須保證土工格柵主受力方向與墻面垂直，轉(zhuǎn)彎處可以調(diào)整土工格柵的寬度，以便保證主受力方向與墻面垂直。鋪設(shè)土工格柵之前，必須將下面的回填土夯實(shí)整平，將擋士塊表面清理干凈，土工格柵應(yīng)該水平鋪放，端部用錨桿拉平，鋪設(shè)好的土工格柵上面填土之前不能走汽車或重型設(shè)備，避免土工格柵出現(xiàn)斷裂或發(fā)生過大的變形。土工格柵在設(shè)計(jì)長(zhǎng)度范圍內(nèi)沿著擋土墻的走向應(yīng)該滿鋪，盡量避免搭接。當(dāng)轉(zhuǎn)彎處（外弧線或外轉(zhuǎn)角處）不得不搭接時(shí)，在兩片格柵之間鋪10 mm厚的回填土；當(dāng)轉(zhuǎn)彎處（內(nèi)弧線或內(nèi)轉(zhuǎn)角處）不能滿鋪時(shí)，在空出地方上面的一塊擋土塊上重新鋪土工格柵。

4.3 墻后回填土施工

自嵌式生態(tài)擋土墻的施工中，墻后土方回填的質(zhì)量是關(guān)鍵。為了使自嵌式加筋擋土墻安全可靠地發(fā)揮應(yīng)有的作用，回填土最好為無機(jī)質(zhì)粗粒土（礫土或砂土），即其中粒徑大于0.075 mm的土粒含量多于50%、粒徑大于20 mm的土粒含量不多于50%，絕對(duì)不允許用塑性指數(shù)大于20的粘性土或有機(jī)質(zhì)土。回填土必須分層壓實(shí)，一次壓實(shí)的厚度不超過250 mm，并要求土體經(jīng)壓實(shí)后達(dá)到0.95的壓實(shí)度。

由于回填土壓實(shí)度對(duì)自嵌式擋土墻的穩(wěn)定性影響很大，施工過程中必須對(duì)土方壓實(shí)度進(jìn)行嚴(yán)格控制，施工單位要及時(shí)自檢、送檢，在確保土方壓實(shí)后，再繼續(xù)向上一層土方的壓實(shí)工作。同時(shí)，必須保證回填土的含水率，在雨天或回填土含水率較高時(shí)，停止土方回填工作，注意對(duì)已回填完成的土方養(yǎng)護(hù)工作，雨天禁止車輛、機(jī)械在工作面行駛。

為確保回填土方的質(zhì)量，土方的壓實(shí)機(jī)械是關(guān)鍵，特別是對(duì)于長(zhǎng)距離河道的工程，既要保證質(zhì)量，又要加快進(jìn)度，還要受河道邊坡開挖面的限制。根據(jù)上述條件要求，我們將小型壓路機(jī)成功運(yùn)用到了土方回填壓實(shí)中，根據(jù)土方試驗(yàn)，回填土層厚度為20 cm，來回壓實(shí)3遍。但是在靠近擋墻1 m范圍內(nèi)的土方不能采用壓路機(jī)壓實(shí)，我們采用了小型挖機(jī)配合人工進(jìn)行夯實(shí)。

另外，考慮到自嵌式擋土塊后方必須填充30 cm左右的石子，而如果先填石子，再碾壓回填土，會(huì)造成與石子接近部分的回填土無法壓實(shí)，因此，可以選擇先將回填土鋪滿碾壓工作面，待壓實(shí)后，人工挖掘自嵌式擋土塊后方30 cm已壓實(shí)的土方，填充石子，保證所有回填土能達(dá)到壓實(shí)度要求。

5 結(jié)語(yǔ)

句容河上段整治工程實(shí)施后，提高了當(dāng)?shù)胤篮闃?biāo)準(zhǔn)，穩(wěn)定了句容河河岸岸坡，恢復(fù)了水生態(tài)環(huán)境，進(jìn)一步拓展了擋土墻結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用空間，為河道岸坡整治提供了一種更為生態(tài)、經(jīng)濟(jì)的護(hù)岸形式。工程自2014年完工以后，通過對(duì)該河段的水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析，河道水質(zhì)有明顯改善，具有良好的生態(tài)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙鳴偉，許忠發(fā).自嵌式加筋擋土墻在河道整治工程中的應(yīng)用[J].江蘇水利，2012（4）：23.

[2] 陳偉.基于景觀和生態(tài)理念的新型自嵌式植生護(hù)岸[J].中國(guó)園林，2009（5）：96-99.

[3] 王勇，云超.自嵌式植生擋墻在栗水河治理中的應(yīng)用[C]//全國(guó)河湖治理與生態(tài)文明發(fā)展論壇.2016.

[4] 公路加筋土工程施工技術(shù)規(guī)范（JTJ035-91）[S].北京：人民交通出版社，2002：21-25.

[5] 江上熙.自嵌式生態(tài)型擋墻在河道整治工程中的應(yīng)用[J].閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，11（3）：122-125.