土工格柵石墊植草護坡在長江護岸中的應用

董文杰 李海東 陳治明

摘要：枝江市三峽后續工作長江河道整治工程第2標段是對枝江城區四合垸段岸坡進行綜合整治和防護的工程。通過對長江枝江段水位、流速、風浪等因素的分析，二級護坡（高程40.0～44.5m）結構型式由漿砌石護坡變更為土工格柵石墊植草生態護坡，變更后的方案具有工程造價低、生態環保、景觀效益好等特點，同時滿足工程安全運行要求。經實踐證明，土工格柵石墊植草護坡方案是可行的，其踐行了工程建設的生態發展，實現了人與自然和諧共生。

關鍵詞：長江護岸；枝江城區；土工格柵石墊植草；控制要點

1、工程概況

枝江市三峽后續工作河道整治工程第 2 標段位于長江中游北岸枝江市主城區段，起于濱江公園下百里堤防0號樁位置，止于東干渠出口（樁號2+260）。工程主要建設內容是：新建2.26km的長江護岸工程。該工程也是枝江濱江公園生態環境基礎設施建設的一個重要組成部分。同時也是長江中下游護岸首次采用的土工格柵石墊與植草護坡相結合的技術護岸，良好的工程效果為“三峽后續工作長江河道整治工程”提供了一個新的思路與方法。

1.1自然條件

宜枝河段全長約60.8km，為順直彎曲河道。流經低山丘陵地帶，是長江由山區性河流向沖積平原河流過渡的地帶。河道主要有五龍山、虎牙灘、城背溪、云池、白洋、枝城等基巖節點控制。

工程河段洪水主要來自于長江上游，具有高水位出現頻繁且持續時間長，洪峰流量大等特點。當上游洪水與洞庭湖水系洪水遭遇，或受洞庭湖水系洪水頂托影響時，更易出現本河段的高洪水位。根據宜昌站資料統計，自1890年以來，超過警戒水位53.00m的有51年，以1896年55.94m為最高，1954年55.73m次之，1981年55.38m居第三。自1950年以來，宜昌站有8年洪峰流量超過60000 m3/s，其中以1981年7月18日的70800 m3/s為最大。三峽工程建成運用后，遇百年一遇以下洪水時，控制下泄最大流量不超過56700 m3/s，則枝江江段近岸流速應在4m/s以下。

該河段岸坡主要由第四系沖積（alQ4）粉細砂、砂壤土及粉質壤土、粉質粘土組成，呈單層、雙層和多層結構類型。

1.2工程作用

三峽工程建成后，清水下泄導致本河段發生沖刷，使現狀河道岸坡不斷后退，崩岸險情頻繁發生，主城區四合垸段近岸河床刷深2～5m，岸坡后退，危及堤防及枝江濱江公園安全。為了保障枝江主城區堤防的防洪安全、河勢穩定，針對三峽蓄水后的河道崩岸險情，對該段進行守護。該工程主要作用為：消除因三峽工程清水下泄導致該段的崩岸險情，同時作為枝江濱江公園生態環境基礎設施建設的一個重要組成部分。

1.3設計變更由來

原設計護岸工程結構形式為：以枯水平臺為界，上部為兩級坡和人行步道，岸頂設有排水溝及壓頂，枯水平臺外為水下拋石護腳，兩級坡均采用漿砌石護坡（圖1）。本護岸工程位于枝江主城區濱江公園段，作為市民休閑觀景的場所，應體現出人與自然的和諧，工程建設應與環境改造結合起來，以滿足人民群眾日益增長的物質文化精神需要。而漿砌石護坡雖抗御風浪的效果較好，但是有型有面適用于漿砌石護坡的石料需分揀或二次人工解塊，一定程度上增加了施工質量的控制難度，使塊石間不平整，塊石之間的空隙密實較困難，單位工程造價相對較高，也達不到生態要求。

為了進一步優化設計，發揮現代河道護岸工程布置既要經濟合理的護坡功能，又要滿足生態功能。項目法人會同設計單位前往漢口江灘、武昌江灘、宜昌江灘等城市護岸現場考察，經對枝江河段長江水位、流速進行調查分析研究，決定采用漿砌石護坡和土工格柵石墊綠化植草護坡相結合的護坡型式，即水位浸泡時間較長的部位（人行步道以下）采用抗御風浪效果較好漿砌塊石護坡型式，水位浸泡時間相對較短的部位（人行步道以上）采用易于植物生長，景觀效果較好的土工格柵石墊植草護坡型式（圖2）。

2、土工格柵石墊植草護坡的優越性

隨著復合材料研究的發展，土工格柵已具備了良好的耐久性及抗拉強度，其比重為0.9-0.91，耐溫范圍-30～140℃，耐化學濟性能較好，惰性強，價格低廉。而格柵石墊上采取覆土20cm進行草皮護坡，有效的解決了格柵遇明火或環境溫度高于350℃時會發生燃燒的問題；同時也解決了土工格柵的被盜問題。隨著植物生長、成熟，植物與土工格柵石墊共同對邊坡起到了長期防護、綠化作用，土工格柵石墊植草護坡能夠承受4～5m/s流速的水流沖刷，與漿砌石護坡相比，土工格柵石墊植草護坡在滿足工程安全的同時，具備工程造價低、景觀效果好等優點，體現出了工程建設中以生態環境為基礎建設為主導的思想。

3、土工格柵石墊植草護坡技術指標

3.1土工格柵網墊

本次采用雙向土工格柵，土工格柵原材料為聚丙烯（PP），網孔節距為61mm*61mm。其主要技術指標：碳黑含量≧2%，單位面積質量﹥0.33kg/m2，耐低溫抗彎折溫度≦-30℃，縱、橫向拉伸強度≧40KN/m，縱/橫2%伸長率時的拉伸強度≧14KN/m，縱/橫5%伸長率時的拉伸強度≧28KN/m，縱/橫標稱伸長率≦15%/13%。由土工格柵制作成寬1m、長2m和高0.23m的網墊，綁扎材料為高密度聚乙烯（PE）合股繩，直徑為5mm，單根繩子抗斷裂強度≧1.5KN，碳黑含量≧2%。

3.2填充石料

填充土工格柵石墊的石料，選用粒徑為7.5～15cm的卵石，濕抗壓強度大于50Mpa，軟化系數大于0.7，密度不小于2.55t/m3。不允許使用薄片、條狀、尖角等形狀的塊石；風化巖石、泥巖等不得用作充填石料。

3.3土料

石墊上覆土的土料為黏性土加一定比例的復合肥或泥炭肥混合而成。

3.4草種

長江護岸受水流沖刷和淹沒周期性的影響大，選擇具有較高抗沖能力，適于堤防大面積、快速施工且價格較低、適合本地環境氣候、在長江堤防枝江段存活率較高的草種，即百慕大草，俗稱狗牙根，同時為了加大成坪綠色效益，保持四季常青，間播黑麥草草種。狗牙根草皮40天基本成坪，覆蓋度達到95%，雖在主汛期可能淹沒于水下1個月，草皮會枯黃，但水退后仍可逐步返青成活，特別適用于河流護岸。

4、土工格柵石墊植草護坡施工工藝

土工格柵石墊植草護坡施工工序為：削坡→修導濾溝、排水溝→鋪設土工布→制作格柵石墊→裝填卵石→人工揀平→蓋籠蓋→進行綁扎→覆土→植草→漿砌石截流溝。自下至上逐步施工。

4.1削坡

在測量人員現場放樣開口線后，現場施工人員立即在開口線上打樁、拉線，然后反鏟挖掘機就位開挖；在臨近設計邊坡時，現場施工人員采用水平尺和自制的坡度尺跟蹤檢驗并校核坡比，直至符合設計要求。

4.2鋪設土工布

鋪土工布前，先進行平整，對于有過大的凸凹不平的地方，用人工整平后再鋪土工布，使土工布能與坡面緊貼，可使得土工布處于較好的狀態，以免影響土工布的鋪設質量。

4.3單個土工格柵石墊制作

從網卷上按照設計規格2m×1m×0.23m整齊的裁下組成石籠的格柵體外圍的網片；再將底部網片鋪設在成型的坡面上，用聚丙烯繩連接綁扎成片；再將下部、側部的隔柵系結成籠型，搭接按要求用聚丙烯繩人工縫合，石籠采用專用竹釘固定，固定深度25～30cm。

4.4石料裝填

石墊中的7.5～15cm粒徑卵石采用PC350長臂挖機裝填，為防止滑動、變形，采用從底部向頂部、兩邊對稱的裝填順序，待厚度達到23cm時，人工揀平，用格柵蓋覆蓋其表面，邊緣處用聚丙烯繩連接系扎，形成一個整體，然后將各籠之間的連接按要求系死，系統間距為20～30cm，連接繩成“之”形綁扎，每個節點處打一死結（見圖3）。

4.5格柵石墊上覆土與壓實施工

將種植土土料粉碎均勻，攤鋪時采用PC350長臂挖機攤鋪人工配合覆蓋至石墊上，攤鋪厚度應均勻一致，表面平整。利用挖機斗進行輕度壓實，施工人員采用水平尺和自制的坡度尺控制坡比。填土機具不得在未覆蓋填料的格柵上行使。

4.6植草

植草采取草塊裁植鋪設法移植時，將草塊切成30×30cm，厚2～3cm的方塊，運至現場。鋪設草皮采用密鋪，密鋪應互相銜接不留間歇，要求快速成坪，草塊鋪設后用鐵鍬拍壓后用竹釘固定。草塊鋪設后及時壓實、澆水。

5、施工質量控制要點

5.1采購環節控制

土工格柵和草皮的質量是關系整個工程成敗的關鍵，必須經業主、設計、監理、施工方共同市場調研，確定滿足工程要求的土工合成材料和草皮供應商。

5.2土工格柵檢測

對每批次進場的土工格柵均有材質合格證書和質量保證書；施工前，對進場的土工格柵材料按規范和設計要求抽取試樣，進行極限強度和延伸率檢驗，確保材料符合設計和施工要求。鋪設前對基面標高進行復測，以保證土工格柵的鋪設標高。

5.3施工工序驗收

格柵石墊植草護坡施工工序共有削坡、土工布鋪設、格柵石籠制作與裝填、覆蓋種植土和草皮鋪設5道工序，必須確保每一道的施工工序經監理驗收合格。

5.4施工過程控制

按照單元工程質量評定表的質量標準進行檢驗，施工單位質檢人員進行自檢，即初檢、復檢、終檢三檢，監理工程師進行復核。

5.5草皮成活率控制

草皮需采用霧化澆水養護，養護用水應無毒、無妨礙植株生長的水，在養護期內，確保草皮無枯死，生長正常，確保滿足景觀要求。

6、結語

枝江市三峽后續工作河道整治工程第 2 標段已順利實施完畢，枝江城區長江護岸建成2.26km。土工格柵石墊植草護坡面積達24000余m2，目前草皮覆蓋率達到95%（圖4-5施工前后岸坡對比照片），徹底消除了因三峽工程清水下泄導致該段的崩岸險情，也成功的在長江中下游打造出了一道靚麗的風景線，同時與枝江濱江公園有機融為一體，為市民提供了休閑、納涼的好去處。土工格柵石墊植草護坡在三峽后續工作河道整治工程中達到了預期的效果，具有極高的推廣價值。

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作者簡介：董文杰，男，工程師。

（作者單位：湖北江能水利水電建設有限公司）