植綠生態(tài)混凝土擋墻在河湖治理工程中的應用

文／賈麗軍 陽谷縣水利局 山東聊城 252300

引言：

傳統混凝土等擋墻結構穩(wěn)定，技術成熟，適用范圍廣，但缺少生態(tài)特性[1]。為此，提出植綠生態(tài)混凝土擋墻，可彌補傳統擋墻生態(tài)功能的不足。在河湖治理中，生態(tài)景觀擋墻的美學思想一改以往的砌石混凝土施工方式，既是實用的，又是可持續(xù)發(fā)展的。我國傳統的河堤由于其護岸材料體積龐大缺乏科學依據，因而對基礎的承載力要求太高，導致護岸看上去呆板、呆滯、無生機，嚴重損害了自然生態(tài)。生態(tài)景觀屏障的出現為河湖治理帶來了質的改變，也為河湖治理帶來了新的跨越。在實際河湖治理工作中，通過將生態(tài)景觀擋土墻運用于河湖治理工程，有效地克服了傳統擋土墻自身體積大、外觀效果差等弊端，因此，在保證河湖安全的同時，也能有效地保護河湖周圍的生態(tài)環(huán)境。

1.植綠生態(tài)混凝土擋墻的特點

1.1 安全可靠、結構合理

更加適應地基變形，在軟土地基中具有良好的適用性，增強加筋土結構提升填土的抗剪輕度，進一步保證土體平衡，結構安全穩(wěn)定，具有良好的力學和抗震性能。同時，生態(tài)砌塊擋墻人性化設計，有利于人在意外落水的情況下能夠沿著傾斜面自救。

1.2 生態(tài)環(huán)保、美觀

砌塊兩側的凹槽設置相應程度的轉角，填充級配碎石之后當作水生動物生殖繁衍空間。擋墻結構透水、透氣性較好，凈化水質，保持水體生態(tài)平衡[2]。另外，擋墻砌體表層設計凹凸紋路，應用退階式結構，呈現出立體浮雕感，具有良好的美觀效果，優(yōu)化河道環(huán)境。

1.3 施工簡單、經濟性高

擋墻通過工廠規(guī)模生產，有利于后期施工和維護，能夠重復利用，施工面積小，減少自然氣候等施工產生的不良影響，增強工程安全穩(wěn)定性。另外，砌筑施工勞動量較小，施工進度快、效率高，有效節(jié)約工程成本。

1.4 耐久性好

砌塊之間預留一定的空隙，能夠有效符合植物根系生長發(fā)育，具有二次加筋加固效果，增強擋墻永久牢固，提高結構的耐久性。

2.傳統擋墻與植綠生態(tài)混凝土擋墻的對比

傳統擋墻往往只關注結構的力學特性，忽略了生態(tài)特性。在實際河湖治理工程中，既要達到良好的排水效果，又要對周邊土壤進行有效的防護，確保其在實際使用中的安全性和可靠性。在傳統的河湖治理等水利工程防護中，通常采用的是重力式擋墻，即現澆混凝土擋墻、漿砌塊石擋墻、混凝土砌塊擋墻、預制混凝土擋墻等傳統擋墻。在工程實踐中，因為重力式圍護在確保工程的安全性和可靠性的情況下，難以達到園林綠化、水體生物等方面的相關規(guī)定。

近年來，生態(tài)混凝土擋墻的新一輪綠化研究風潮已逐漸興起。一方面，通過對混凝土骨料組成比例的研究，采用新型材料，提高混凝土的孔隙度，提高水生物和動物的生活環(huán)境，從而實現生態(tài)化，但其成本高，且不能保證其強度，耐用性不佳。另一方面，通過在傳統混凝土構件上覆以綠化，完成景觀生態(tài)統一，既維持了傳統式墻體的耐用性和結構安全性能，又保證了生態(tài)環(huán)境。在河湖生態(tài)擋墻工程中，袁以美等首次提出在常規(guī)混凝土擋墻的迎水作用下，采取階梯花槽的方法改善河岸的觀賞性和生態(tài)性[3]。植綠生態(tài)混凝土擋墻的支護結構總質量減輕，使其自重維持在18～20 kN/m3 左右，界面的剪力自然增強極大地增加了河道的承載壓力，整體受力更加均勻，可以提高圍護結構的強度，施工也較為簡便，縮短工程工期，從而使整個河道治理工程的效果更為自然。

選取混凝土擋墻、新型綠化生態(tài)混凝土擋墻、漿砌石擋墻、格賓籠擋墻、加筋擋墻、錨固板擋墻，對比分析了其優(yōu)點、缺點，對比結果如表1所示。

表1 擋墻形式對比情況

3.工程案例

3.1 工程概況

該河湖治理工程位于山東省的中部，該區(qū)域地形為東北高、西南低、峽谷平緩、中央丘陵臺地。該區(qū)域經常發(fā)生水土流失和洪澇災害，水利主管部門堅持“以節(jié)約為主、平衡空間、系統管理、雙管齊下”的治水方針，將該河湖治理工程納入小流域治理項目[4]。該河湖流域集水區(qū)279.65 平方公里，主干河道長度37.66 公里，主干坡度3.60‰。工程區(qū)地勢以丘陵、風化殘丘、谷間平坦為主，主要是農田、居民區(qū)、樹林和少量的魚池，地勢起伏較大，沿高程在18.59～68.15 m 之間。邊坡以填土、細砂和粉質粘土為主，巖層的連續(xù)性很差，且?guī)r層的厚度變化很大[5]。河道自然，基本沒有保護措施，洪水的抗沖性較差。河床自然形成，岸坡上長滿了竹雜草，人民群眾對文化景觀的要求越來越高，已不能滿足建設美麗鄉(xiāng)村的需要。

3.2 植綠生態(tài)混凝土擋墻工程方案

3.2.1 結構斷面方案

該植綠生態(tài)混凝土擋墻采用C20 重力式擋墻，墻頂寬度0.5 m。墻高4.0 m，墻體上設Φ75 PVC 排水管（間隔2 米，呈梅花形排列），墻后排水口設置碎石反濾袋，墻趾設置0.5 m＊0.5 m 的腳趾，為了防止沖刷損壞墻趾外側設置拋石護腳的穩(wěn)定性。后水平面為縱向，迎水面為梯形，共有4 個梯級，迎水側的綜合坡比為1:0.5，在臺階上設置花槽，寬0.4 m、深0.3 m、花槽為120 mm厚磚砌，外側采用1:2 水泥砂漿抹，常水位下栽種水生植物鳶尾，常水位以上的栽種攀爬植物玫瑰，提升生態(tài)景觀作用，亦可為動物提供一個棲息地。

3.2.2 穩(wěn)定計算

（1）計算工況。由于該工程的圍護結構所處的土層不同，因此，在不同的土層上，選擇2 個具有代表性的剖面進行了穩(wěn)定性計算，并利用圓弧方法進行計算，工況1（穩(wěn)定滲透階段）：在設計洪水環(huán)境下，傍水邊坡；工況2（水位下降階段）：在設計洪水急劇下降期間，臨水邊坡；工況3（特別情形）：施工期間沿江邊的邊坡。結果如表2所示。

表2 植綠生態(tài)混凝土擋墻穩(wěn)定計算成果

（2）滑穩(wěn)定性能和抗傾穩(wěn)定性能。擋土墻的抗滑穩(wěn)定性安全系數由以下公式確定: Kc= f ∑ W ∑P （1），其中： Kc 為邊坡上的防滑穩(wěn)定安全系數；f-地基和地基的摩擦力；W-所有垂直于墻壁的力之和；∑P-所有水平作用力的總和。從表2 的計算結果可以看出，新的綠化生態(tài)混凝土擋土墻的抗滑穩(wěn)定性能和抗傾穩(wěn)定性能都達到了設計指標的要求。

3.3 植綠生態(tài)混凝土擋墻的施工

3.3.1 施工準備

植綠生態(tài)混凝土擋墻在正式施工之前，要系統分析施工現場的實際情況和工程建設需求，做好水、電、路通和場地平整工作，同時調查架空線、地下電纜和水閘等相關障礙物的調查等工作，合理組建工程項目管理人員[6]。另外，技術和施工人員需要詳細檢查施工需要的各項資源，做好技術交底，指定詳細的施工方案，明確技術和安全措施[7]。

3.3.2 施工技術要點

信息盜竊也是危害計算機網絡信息安全性的重要因素，其是利用間諜軟件來對相關網絡信息造成攻擊，其不像病毒那樣直接影響計算機網絡系統運行，但是卻會基于網絡系統而盜竊網絡用戶的個人信息，危害用戶個人數據信息的安全性。而垃圾信息則主要是基于新聞傳遞或郵件等方式，通過采取垃圾信息傳播本身具有的強制性特征來擴散或盜取經濟政策和商業(yè)信息等。無論是信息盜竊還是垃圾信息，它們的存在均會對計算機網絡運行的安全性產生不利影響。

（1）地基施工。植綠生態(tài)混凝土擋墻基礎需要結合設計高度、深度等尺寸進行開挖，在開挖過程中全面檢查地基土是否符合本工程施工土壤條件，保持最大干密度不小于95%。

（2）墊層施工。本工程采用壓實的礫石、素混凝土當作墊層，應用碎石墊層的過程中，施工過程中墊層需要保持平整[8]。墊層基面鋪設M15 水泥砂漿進行找平層工作，保持厚度2～4cm 之間。地基土承載力較弱的條件下，需要盡可能的靠近地基土、沉水地籍圖，土工布等材料實行特殊處理。

（3）擋墻施工。所有干壘塊都應按照施工圖或現場工程師要求的標高和方向進行擺放，同時根據制造商建議壘筑干壘塊，壘后的墻面與設計要求相比在水平和豎直方向每3m 的誤差±3cm。第一層干壘塊置于混凝土墻身砂漿找平層之上，為便于擺放可將其后沿除去[9]。對放好的干壘塊進行縱向平直度和平面水平度檢查，需找平和齊整，確保干壘塊與底層完全接觸，第二層也需如此。擋土墻水平度檢查可用水平尺校正，縱向平直度校正可使用繩線。

（4）鋪設排水骨料。墻后排水骨料的厚度不得小于30cm，每15～20cm 應進行壓實，壓密度大于95%，在距離墻體1m 范圍內可用小型設備或手動設備壓實[10]。用易排水骨料填實干壘塊間縫隙，排水骨料的顆粒級配需要符合設計標準要求。

（5）其他層干壘塊安裝。干壘砌塊由于其獨特的鉆石型，擋墻可任意形成內轉外轉的圓弧，在無須切割的情況下最小能拼接成內徑1m 的圓弧轉角[11]。

（6）拉結網片安裝、擋土區(qū)回填。如果干壘塊擋土墻需要設置拉接網片，需要從墻體至壓實的加筋土區(qū)擺放拉接網片，拉接網片的強度和種類需要滿足設計和規(guī)范要求，拉接網片的擺放應按照施工圖紙或工程師指示的標高和方向進行。將拉接網片裁成如圖要求的長度L，并將設計強度方向垂直于墻面方向擺放。沿強度方向拉接網片不可搭接或縫制。拉接網片在擺放時，應扯平并且另一端用鐵絲或鐵棒等物體固定，網片與干壘塊的搭接不少于20cm。擺放好拉接網片后，如前所述在墻后放置排水骨料及回填加筋土，回填土不得采用淤泥質土，土料應符合設計要求，土體回填每層15～20cm 進行壓實，壓實度大于92%[12]。在土體回填和壓實過程中應避免造成對拉接網片的破壞，如起皺或移動等。大型的施工設備或車輛不得直接在拉接網片上進行操作，在使用大型施工設備或車輛前，應在拉接網片上部回填至少15cm 厚的填土。

4.工程應用效果

在河湖治理工程中應用植綠生態(tài)混凝土擋墻，既能提高水環(huán)境，統籌規(guī)劃河湖功能，達到人水和諧、人水共生的目的。圖1 中示出了處理之前的情況，圖2 中顯示了處理后的影響。

圖1 河道治理前現狀示意圖

圖2 河道治理前現狀示意圖

通過整治后的前后效果對比，在河湖治理工程中應用植綠生態(tài)混凝土擋墻具有以下比較優(yōu)勢:

（1）具有較好的抗沖力和較好的抗沖力。該河道整治之前，河道錯綜復雜，邊坡未做任何保護，部分河道被沖蝕，好幾處出現堤岸坍塌、滑坡等突發(fā)事件，堤后的農田、住宅區(qū)遭遇威脅；該工程的實施，確保了河道的洪水安全，堤岸得到了鞏固，斜坡的抗沖力提高。

（2）工藝成熟，易于操作。能夠實現多點同時施工，提高施工速度，縮短工期，具有明顯的工程效益。

（3）生態(tài)環(huán)境良好。植綠生態(tài)混凝土擋墻在面對水的一側，采用了多級花槽的形式，使水體中的植物和動物得以棲息和繁殖，而不會對原有的環(huán)境產生任何的影響。

結語：

在河湖治理工程中應用植綠生態(tài)混凝土擋墻，具備更加好的生態(tài)和景觀效果，能夠有效改善自然生態(tài)環(huán)境，提升生態(tài)砌塊擋墻工程質量。植綠生態(tài)混凝土擋墻的施工應用，有效解決以往擋墻施工中景觀和生態(tài)保護差、施工難度大、工程占地面積大、工程造價高等各項問題，尤其適合于既有生態(tài)景觀需要，又有防沖、防沖的河湖工程。