混凝土連鎖生態護坡施工技術在孝感府澴河段第3標段工程中的應用

程 旭 黃澤均 鄭 濤

(湖北盛達泰水利水電工程有限公司，湖北 武漢 430060)

混凝土連鎖生態護坡施工技術應用于水力坡降較小、低水流和波浪沖刷作用的河道、渠道、湖泊、水庫等岸坡防護，兼顧了傳統護坡對坡面穩定、強度和耐久性的基本防護要求；而混凝土連鎖塊的孔洞增加了坡面的透水和反濾功能；并且混凝土連鎖塊的孔洞回填土壤后有利于植物的生長，降低了護坡工程對原有生態的破壞。因此混凝土連鎖生態護坡相對于傳統的漿砌石、干砌石、現澆混凝土與預制六方塊的護坡結構，具有生態環保、施工簡便、穩定耐久、節省造價等優點。

1 工程概況

湖北省漢江堤防加固重點工程(府澴河段)第3標段位于孝感市孝南區，該工程堤防全長6.9km。本合同混凝土連鎖生態護坡全長2.8km，護坡面積3.9萬m2，公司2019年2—5月對該段護坡進行施工。本項目利用該施工技術后，混凝土連鎖生態護坡僅120天就完成全部施工。該施工技術各道工序材料的使用與工序的操作簡單，施工效率高，造價低，坡面穩固性好，坡面綠化面積高，綠化效果好。

2 技術原理

混凝土連鎖生態護坡采用特有的連鎖式結構，每塊生態塊靠自身的四周凹槽與周圍的6塊生態塊產生超強連鎖，使得鋪面系統具有良好的整體性與穩定性，重要的是每塊生態塊中間的兩個孔洞結構有利于植物的生長，保護了生態環境。

3 流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

混凝土連鎖生態護坡施工工藝流程見圖1。

圖1 混凝土連鎖生態護坡施工工藝流程

混凝土連鎖生態護坡大樣圖見圖2。

圖2 混凝土連鎖生態護坡大樣圖

3.2 操作要點

3.2.1 生態塊預制

施工工藝流程：配料→拌和、檢測→入模振動→養生→脫模→堆碼并養生。

混凝土連鎖生態護坡平面見圖3。

圖3 混凝土連鎖生態護坡平面圖

a.配料：混凝土生態塊的強度等級為C20，混凝土采用自動計量的攪拌機進行拌制，拌制混凝土時提前檢查計量設備是否準確，并按照要求等級強度的混凝土配合比通知單進行配料，骨料的含水率應經常進行檢測，雨天施工應增加測定次數，以調整骨料和水的用量。C20混凝土連鎖生態塊預制配合比見表1。

表1 C20混凝土連鎖生態塊預制配合比

b.拌和、檢測：全部材料裝入攪拌機(從攪拌加水算起)至開始出料的最短攪拌時間不得低于2min。混凝土拌和物應拌和均勻，顏色一致。混凝土拌和物的坍落度在攪拌地點進行取樣檢測，每一工作班不少于兩次。

c.入模振動：將模具整齊地擺放在振動平臺上，人工用鐵鍬將混凝土入模，入模完成后，開啟振動臺進行振搗，振動臺尺寸為1.2m×1.5m,一臺振動平臺可以同時放置9個模具,振動時間為2～3min，直至混凝土振搗均勻密實，表面出現泛漿且混凝土不再下沉為止。

d.養生：生態塊養生以水霧為最佳，可以達到養生和加快混凝土水化的作用,也可采用土工布覆蓋灑水養生，每天灑水次數以能保持混凝土表面經常處于濕潤狀態為標準。

e.脫模：混凝土澆筑完成(夏季2天、冬季4天)后且混凝土強度達到要求強度的20%時，方可脫模，隨機找一塊生態塊來做脫模試驗，當脫模時混凝土不產生掉角、缺邊等現象時即可進行大面積脫模，脫模時應注意輕拿輕放,避免損壞制品的邊、角，影響制品的外觀。

f.堆碼并養生：脫模后人工將生態塊搬運至堆碼場地進行堆碼,堆碼時按照預制時間的先后順序從下向上依次堆碼，每排生態塊的堆碼高度不得高于1.5m，以方便生態塊裝卸并保證堆碼安全。堆碼完成后需要灑水養護14天。生態塊的強度達到規定值的75%以上才可進行裝運。

3.2.2 測量放樣

生態塊護坡坡面修整時嚴格控制坡比，施工前先由測量人員對完成坡面進行復核，坡面平整度應達到規范要求并用靠尺測量平整度，坡面修整采用人工拉線修整，坡面土料不足部分進行填筑并灑水夯實。

3.2.3 基礎腳槽

a.腳槽開挖：腳槽開挖尺寸為寬60cm、深80cm，施工測量放樣時，應根據坡腳地形使護腳順直，走向與河堤坡頂外邊線平行，腳槽開挖按測量放樣點用白石灰將腳槽輪廓線標示，采用機械開挖、人工修整成型。腳槽是維護整個混凝土連鎖生態護坡穩定的唯一支撐。腳槽的施工質量，直接影響到生態塊護坡的安全。

b.腳槽混凝土澆筑：腳槽頂部高于地基面20cm的兩側安裝鋼模。為防止基礎不均勻沉降，腳槽每4m設置一道2cm厚泡沫板，采用C15混凝土，腳槽混凝土澆筑可由人工將混凝土采用特制溜槽直接輸送至倉面，混凝土分層進行澆筑，每層鋪料厚度小于50cm，插入式振動器振搗密實，表面收光抹平。

3.2.4 生態塊鋪筑施工

a.砂石墊層鋪筑：砂石墊層可在料場按照0.3∶0.7的比例拌和均勻后由自卸汽車運輸至作業面，砂石墊層厚度為10cm,鋪筑采用挖掘機配合人工施工，為保證墊層鋪填均勻，施工時打控制樁、帶線嚴格控制墊層鋪墊厚度，自下而上鋪設，墊層粒徑為5～20mm的碎石。鋪筑砂石墊層在夯實碾壓前，應根據其干濕程度和氣候條件，適當地灑水以保持砂石料的最佳含水量，一般為8%～l2%。

b.生態塊鋪筑：腳槽混凝土達到一定強度后方可進行混凝土生態塊的鋪筑。鋪筑重點是控制好兩條線和一個面，兩條線是坡頂線和坡腳線，一個面是鋪筑面。保證上述兩條線的順暢和鋪筑面的平整對整個護坡外觀質量的評價至關重要。生態塊鋪筑從下往上順序鋪筑，鋪筑時依放樣樁橫向拉線控制坡比，縱向拉線控制平整度。達到強度的生態塊用汽車從預制場運輸至作業面，鋪筑時，生態塊底部應墊平填實，先從標準線處開始鋪筑，一塊與一塊錯縫鎖結方式鋪筑，較高處可使用橡膠錘輕錘，較低處可在生態塊下部補填砂石墊層料抬高。相鄰生態塊之間的鎖扣應連接平順，做到表面平整，咬合嚴密，整齊有序。鋪筑時，生態塊的長邊方向與腳槽平行，短邊方向與堤軸線垂直，這樣便可保證汛期河道水流的平順及岸坡穩定。將生態塊鋪筑至封頂，使生態塊與封頂混凝土緊密貼合。混凝土連鎖生態塊鋪筑見圖4。

圖4 混凝土連鎖生態塊鋪筑示意圖

c.弧形段坡面施工時，由于坡頂線至坡底線長度遞增，相鄰標準段之間由于坡頂線與坡底線長度不一致造成的非標準坡面，需使用異形生態塊拼接。所需半生態塊及異形生態塊由人工使用無齒據切割以得到相應的規格和角度，切縫應平滑、美觀。

d.混凝土封頂：封頂施工質量影響整個護坡工程的外觀形象，混凝土封頂尺寸為寬20cm、深30cm，伸縮縫設置與腳槽一致，封頂混凝土軸線應與堤中心線平行。混凝土收光時要求壓光三次，澆筑成形的封頂混凝土應棱角方正、順直，圓弧段曲線圓滑，表面光潔、平整，無裂縫。

3.2.5 孔洞填充及撒播草籽

采用耕植土填滿生態塊的孔洞，孔洞內撒播適合當地氣候環境的草籽，撒播前將作業面灑水浸潤。再由人工將草籽均勻地撒播在整個坡面上，草籽撒播從上至下，邊撒邊退，并注意灑水養護。混凝土連鎖生態塊護坡完工形態見圖5。

圖5 混凝土連鎖生態塊護坡完工示意圖

4 材料與設備

4.1 材料

4.1.1 水泥、骨料

混凝土采用強度等級為P·O42.5的普通硅酸鹽水泥，出場應有檢驗合格證及質量證明書。細骨料為潔凈的天然黃砂，粗骨料為粒徑不大于20mm的潔凈碎石，進場材料按照檢測頻次送檢，檢驗合格后投入使用。

4.1.2 模具

采用定型優質高強加厚塑料模具，模具尺寸長和寬分別為40cm、30cm，總厚度為10.7cm，凈厚10.2cm。

4.2 設備

本技術需要的主要施工機械設備為XE60挖掘機、JS500混凝土攪拌機、ZL30鏟車、5t自卸汽車、P-6-11振動平臺、ZN-50插入式振動器等。

5 質量控制

5.1 生態塊預制質量控制

a.原材料按照檢測頻次進行試驗，檢測滿足質量標準后投入使用，混凝土配料嚴格按照配料單進行。

b.模具尺寸應符合要求，施工前必須清洗干凈并噴脫模劑，混凝土入模澆筑過程中，應控制混凝土的均勻性和密實性。

c.振動臺振動要均勻，振動時間為2～3min,振動時待模具內的氣泡完全散盡、混凝土表面平整后，方可移至養生區。

d.脫模時要在平整的場地上進行脫模，脫模時不要用力過猛，脫模后，灑水養護14天。

e.堆放構件的場地應平整夯實。

f.生態塊在轉運過程中，均采用人工裝卸，裝車時應堆碼緊密，運輸車輛應勻速行駛，以免在運輸過程中撞壞；卸車時輕拿輕放，禁止野蠻裝卸，禁止自卸車直接翻斗倒卸。

g.達到齡期的生態塊按照檢測頻次送往實驗室進行抗壓強度的檢測。

5.2 生態塊鋪筑質量控制

a.在坡面整形時，將坡面修整成滿足要求的坡比并平整密實。

b.砂石墊層級配按照砂∶碎石=0.3∶0.7的比例配置，可采用土工試驗進行檢測。墊層鋪筑厚度壓實后為10cm,允許偏差值為±15%的厚度。墊層基面表面平整度不大于1cm。

c.生態塊鋪筑嚴格掛線施工，鋪筑過程中使用橡膠錘輕輕地均勻捶打，嚴禁使用不完整且有破損的生態塊。每完成一段后，用靠尺檢驗該段坡度及平整度，對不合格處進行調整，對施工時破損生態塊進行更換。

d.混凝土生態塊檢驗方法與質量控制標準見表2。

表2 混凝土生態塊檢驗方法與質量控制

6 安全措施

施工前與作業人員進行安全技術交底,施工現場進行臨時用電操作的電工必須持證上崗。所有電氣設備的絕緣狀況必須良好，并有開關漏電保護裝置。施工現場設安全標識牌，危險作業區懸掛醒目警示牌。

7 環境保護

a.混凝土攪拌系統場地周圍應設置廢水收集溝，處理收集的清洗產生的堿性廢水。

b.生活區及施工區產生的垃圾不隨意堆放，不隨地亂扔及就地掩埋，應集中處理。

c.砂石料、土、水泥等堆放地盡量設置在遠離居民區、河流的地方，必要時遮蓋，防止污染空氣和水體。

d.自卸汽車運輸時后斗要覆蓋，施工機械經過的道路，要隨時灑水抑塵。施工完畢后，進行場地清理、平整，保持良好的生態環境。

8 結 果

8.1 經濟效益

將采用混凝土連鎖生態護坡與采用其他形式護坡的經濟效益進行對比分析，結果見表3。

表3 護坡工程造價對比

從表3可知，采用本技術施工的混凝土連鎖生態護坡與漿砌石護坡的造價相比，投資減少226.2萬元，節省43.6%；與干砌石護坡造價相比減少投資167.7萬元，節省36.4%；與現澆C20混凝土護坡造價相比增加39.0萬元，增加15.4%；與預制C20混凝土六方塊護坡造價一致。雖然與現澆C20混凝土護坡相比施工成本偏高，與預制C20混凝土六方塊護坡成本相同，但是本施工技術時間效率高，工期短，節約了材料的同時節省了人工成本，具有明顯的經濟效益。

8.2 環保效益

a.該技術與其他形式的護坡相比，合理地利用并減少了水泥、砂石料的使用，從而降低了因砂石料開采對生態環境體系的破壞，減小了資源的消耗。

b.該技術護坡形式與周圍環境相協調，河道護坡、綠草與自然、河流和諧共存，不會讓河道中的生物失去賴以生存的環境，保護了生態。該技術的應用做到了建設一方、建好一方、保護一方，還青山綠水藍天于人民。

8.3 社會效益

a.隨著時代與建設的發展，人類加大對河道保護的重視度，避免水利工程對自然河流的生態環境造成負面的影響，連鎖生態護坡對堤防建設的發展有著重大的意義。

b.本技術施工材料與施工機具簡單，勞動強度低，施工成本低，縮短了施工工期，在堤防、湖泊、渠道建設中可廣泛推廣應用。

8.4 運用效果

本施工技術經過2019年和2020年梅雨季(6月至7月上旬)對混凝土生態護坡的考驗，實現了透水、反濾的護坡功能，全部施工斷面未出現塌陷，護坡整體穩定好。植物根系深入土中后，植物、生態混凝土與土壤合為一體，形成牢固緊密的岸坡表面，有效防止了暴雨徑流的沖刷破壞。多孔結構中草皮的生長也充分營造了景觀，增強了人與自然的親密性，工程效果顯著。

9 結 論

a.本施工技術生態塊可在護坡開工前提前預制，坡面碎石墊層處理平整后運到坡面直接鋪設，加快了護坡施工進度，縮短了工期，實現了透水、反濾的護坡功能，同時具有孔隙率大、孔徑合理的特點，達到穩定護坡目的；混凝土連鎖生態護坡網格中生長的植物有效地防止了暴雨徑流的沖刷破壞，達到了水質凈化效應、生態效應和景觀效應并舉的效果。

b.本施工技術適用于水力坡降較小、低水流和波浪沖刷作用的江河、湖泊、渠道、水庫等水利工程岸坡治理與加固以及城市景觀坡面防護工程。