生態漿砌石擋墻在山區中小河流治理中的應用

杜秀忠，張挺,孫昌利，黃錦林

(1.廣東省水利水電科學研究院， 廣東 廣州 510635;2.廣東省巖土工程技術研究中心， 廣東 廣州 510635)

廣東省位于珠江流域下游，境內河流眾多，除珠江流域(西、北、東江和珠江三角洲諸河)的河流水系外，尚有韓江流域及粵東沿海、粵西沿海等諸小河流水系。據統計，廣東省集水面積在100 km2以上的各級干支流共542條，其中山區河流眾多，河流短、比降大，致使洪水來得猛、去得快，且大部分為無堤防或堤防標準低的河流，河道防洪能力低，每逢汛期極易造成泥石流、堤防決口、沖毀村莊和道路、淹沒農田等重大災害，且全省大部分中小河流兩岸土地肥沃，人口密集，洪澇災害損失較大。

在抓好水利基礎設施建設，完善防洪減災工程體系的背景下，中小河流治理工作得到了高度的重視，同時在治理過程中也出現了一些難題，如山區河道窄、彎道多、水流急，易發生沖刷破壞，但與此同時中小河流治理經費往往十分有限，因此亟需發展適應山區中小河流治理的護岸技術，既能滿足河道防沖刷要求，又能充分發揮就地取材，生態友好，造價低廉的特點。

1 生態漿砌石擋墻的結構型式

生態擋土墻是一種既能起到生態環保的作用、又兼具景觀功能、且能防止水土流失的擋土墻[1-2]，生態漿砌石為其中的一種型式，表面干砌內部漿砌塊(卵)石，具有生態性好，觀賞性強的特點。生態漿砌石有空隙可供魚蝦等棲息產卵，并可提供休閑平臺，外觀也天然環保。

生態漿砌石擋墻一般位于堤防坡腳，起到防沖固腳的作用，生態漿砌石擋墻可結合當地情況因地制宜進行選材，可采用卵石填筑(如圖1所示)，也可采用塊石填筑(如圖2所示)。

生態漿砌石擋墻的結構型式主要由上部生態漿砌石擋墻和下部格賓石籠構成，結構型式如圖3所示。上部生態漿砌石擋墻出露地面，外觀尺寸為1.0～1.5 m；下部采用格賓石籠，底寬約1.5 m，高1.0 m，內部充填塊石、碎石或卵石，既可作為漿砌石擋墻的基礎，同時格賓石籠透水性良好，可有效降低堤身浸潤線。

生態漿砌石擋墻形成內部空隙，為水棲生物構筑生態環境，其中靠近外表面采用片石構成，詳細做法如圖4所示，片石寬度b≥20 cm，片石高度≥15 cm，在頂部還可采用水泥砂漿嵌縫，增強穩定性的同時，也可形成平整路面可供人行走。

2 生態漿砌石擋墻的施工技術

1) 砌筑材料

砌筑材料分別選用河道中的卵石和外購的塊石兩種材料進行試驗對比。

①塊石材料要求：石料必須質地堅硬、新鮮，不得有剝落層或裂紋；石料從采石場專門開采，砌筑前對表面的污垢等雜質，應清洗干凈；石材的規格要求：一般由成層巖石爆破而成，或大塊石料鍥切而得，要求上下面大致平整且平行，無尖角、薄邊，塊體厚度要求大于15 cm。

②卵石材料要求：在河道中篩選大塊的卵石作為漿砌材料，塊體厚度要求大于15 cm，本河段卵石料不滿足時需到其他河段收集。其他要求與塊石料相同。

2) 膠凝材料

主要采用水泥砂漿，強度等級不低于M7.5(外立面和頂面不低于M10)；水泥應符合國家標準及部頒標準，標號不低于32.5級；水泥砂漿的沉入度控制在4～6 cm。

3) 砌筑要求

①砌筑工藝要求

砌石采用鋪漿法砌筑，砌筑時，石塊分層臥砌，上下錯縫，內外搭砌。砌體的砌縫寬度要求平縫在1.5～2.0 cm，豎縫在2.0～3.0 cm；砌石體要求大面朝下，砌筑時適當搖動或敲擊使其穩定。嚴禁石塊無漿貼靠，豎向填塞砂漿后用扁鐵插搗至表面泛漿；同一砌筑層內相鄰石塊應錯縫砌筑，不得存在順流向通縫，上下相鄰砌筑的石塊，也應該錯縫搭接，避免豎向通縫，必要時可每隔一定距離立置丁石。

②砌筑工序要求

鋪砌前，須將石料灑水濕潤，使其表面充分吸收，但不得殘留積水；已砌好的砌體，在抗壓強度未達到2.5 MPa前，不得進行上層砌石；繼續砌石前，須將砌體表面浮渣清除，再行砌筑；砌體外露面須在砌筑后12～18 h之內給予養護。

由此可見，生態漿砌石施工工序較多，施工工藝較復雜，對砌石的工人技術要求較高。

施工過程中遇到的常見問題，可采取以下措施解決，如外層砌石體一半有砂漿填充，一半無砂漿填充，對外一半呈干砌狀態，如果砂漿包裹不夠易發生破壞，建議外層砌石選料時挑選長度較長的石塊，并且垂直堤線擺放，后半部分砂漿充填，增加其砂漿包裹的長度。砌石塊體砌筑不當，嵌固不穩時，易被洪水沖散而發生破壞，建議石塊豎向砌筑，使其向下和向內嵌入，窄邊向上和向外排列，增大其嵌固深度，增強石塊個體的穩定性，提高其抗沖能力。

3 生態漿砌石抗沖流速

在韶關市中小河流現場采集流速，采用便攜式流速儀，通過采集不同河段的流速，測量主要采集垂直于堤線的近岸流速[3]，測得低水位下最大流速為1.5 m/s，底部流速為1.0 m/s，洪水期高水位時流速可達2 m/s。據相關研究[4-5]，未經防護的清灘料啟動流速不大于1 m/s，在流速較大時會發生沖刷破壞，一般需采取防沖刷工程措施。

參照《水力計算手冊》[6]，各種防護措施的允許不沖流速見表1，采用漿砌塊石襯砌，允許不沖流速大于2.5～4 m/s，可以滿足順流方向的防沖要求。

4 經濟造價綜合對比

根據試驗段現場施工獲得的參數和經驗，生態漿砌石擋墻與格賓石籠、普通漿砌石擋墻型式效果及造價對比見表2～3。

三種擋墻型式造價各分項對比如下：

此外，素砼單價為430元/m3，埋石砼單價為380元/m3(埋石如果可以采用河道中的砂卵石則工程造價還可降低)。

由此可見，生態漿砌石的生態性和觀賞性較好，但從材料獲取、施工工藝、質量控制、工程造價等方面還需要進一步改進。

5 結語

清灘土石料抗沖能力差，山區中小河流暴漲暴落，流速快，其防沖能力尤其重要，需做好坡腳及坡面的防護措施，本文采用生態漿砌石擋墻既能滿足防沖刷要求，又能就地取材，適應生態環保的作用且兼具景觀功能。