內河航道重力式生態護岸施工問題探討

彭書琪

（長江南京航道工程局，江蘇 南京 210000）

1 問題的提出

重力式生態擋墻是在傳統重力式擋墻及生態護坡基礎上出現的新型生態護岸結構[1]，兼具重力式擋墻的穩定性、耐久性與生態護岸的環境優勢，在內河航道岸坡防護中具有廣闊的應用前景。某內河航道新開挖段采用Ⅲ級航道標準，總設計長度為24.1km，其中SG-5 和SG-6 標段屬于淤泥質粉質粘土和粉質粘土地質類型，地層軟弱，存在較大的施工難度。基于此，本文在分析航道工程所在地典型重力式護岸結構的基礎上，充分考慮設計合理性、施工可行性、生態景觀性、結構穩定性等方面，展開重力式生態護岸結構形式設計。

2 重力式生態護岸設計

結合內河航道運行特點，本文從預制方式、結構形式、箱體布置等方面進行了護岸形式的改進，采用現澆重力式生態護岸，即雙頭水泥攪拌樁+漿砌面石護岸+生態袋防護的護岸結構。

2.1 水泥攪拌樁

考慮到該內河航道工程地質條件軟弱，故通過雙頭水泥攪拌樁處理并加固軟弱地基。正式施工前必須進行室內配合比試驗，選用合適的外摻劑、固化劑并確定各項原材料摻加比例，展開強度試驗。

2.2 混凝土模板護岸

將1 張橡膠墊片安裝在模板主體上形成組合體模板結構，并在模板主體上均勻開設貫穿孔，同時在橡膠墊片上均勻開設十字形切口，保證切口和貫穿孔一一對應，切口應具備足夠的彈性和韌性，并能在不受力狀態下緊密閉合。

2.3 生態袋防護

設計出T 形插板+開孔圓筒的標準扣，實物形態見圖1。將標準扣放置在相鄰2 個生態袋接縫上部，并穿透生態袋疊加層；壓實并互鎖，以有效避免生態袋堆疊、滑移等問題，增強生態袋護坡穩定性。

圖1 重力式生態護岸實物形態

該護岸鋼筋混凝土底板設計厚度0.5m，上部按照設計間距預制鋼筋混凝土圓筒，并通過T 形預制板連接，圓筒筒壁厚0.15m，外徑1.5m，T 形預制插板厚0.2m，設計長度3.0m；同時在生態護岸墻體后部設置0.4m 高程且坡度1:1.5 的拋石棱體。結合設計思路，該形式生態護岸底板上圓筒和T 形預制插板交錯布置，具有較好的消浪效果；底板、預制插板及圓筒分節段分塊預制，可大大減輕預制塊實際重量，降低施工難度；圓筒中填筑片石，并按要求開設生態孔，可為水體交換及水生物棲息提供良好條件，頂部實施綠化，在工程措施中融入生態景觀效果。

3 施工要點

3.1 水泥攪拌樁施工

待鉆機就位后，調整樁機豎直度和平整度，達到設計要求后沿著導向架旋轉、切土，并攪拌下沉至加固深度。以0.4 和0.5 的水灰比以及10%、15%、18%的水泥摻量展開試樁[2]，1 種配合比至少試樁3 根。下沉至設計深度后，啟動灰漿泵，將水泥漿液壓入軟土層內，此后進行提升、攪拌、噴漿操作，確保水泥漿液和軟弱土體充分拌和。

在一次攪拌沉降及提升噴漿施工結束后，按照同樣要求展開二次施工。攪拌沉降鉆速應控制在1.0m/min之內，提升攪拌速度則不超出0.8m/min，以70r/min 以上的轉速展開樁底攪拌并持續噴漿30s；下沉噴漿壓力應控制在0.4～0.6MPa 之間。

待結束以上施工且水泥土達到設計強度后，鉆芯取樣并展開無側限抗壓強度試驗，根據試驗結果最終所確定的水泥攪拌樁水灰比為0.5，水泥摻量為15%即186kg/m，樁徑700mm，鉆機提升速度0.8m/min，泵送時間為11min，并采取4 攪2 噴的施工工藝。

3.2 井點降水

根據測量放線所確定出的井點位置開挖排水溝，使小坑連接集水坑。在井點管底部插入直徑15～30mm 的膠管，并注水清洗，直到管口持續流出清水為止。將集水毛管鋪設在井點管線外側，并與水箱水泵相連，確保膠管各接頭均無漏氣情況。具體布置情況見圖2。

圖2 井點降水示意

3.3 開挖基槽

待完成護岸雙頭水泥攪拌樁施工任務且水泥土齡期達到28d 后，開挖護岸基槽，并在土方開挖至設計標高段時預留出20cm 厚度，該用人工方式開挖土方，避免對地基造成較大擾動。

3.4 塑鋼聯鎖板樁施工

在主軸線延長線處與邊樁相距20m 以外布設控制樁，按照設計樁頂標高以下50cm 的深度開挖基槽。為防止導架隨著板樁的施打而沉降變形，提升導架安裝質量，應使導架和板樁分離。在沉樁過程中，通過挖機臂提升振動錘，使其豎直插入土體，并振動至設計標高。

3.5 混凝土施工

準確測放軸線與控制邊線，并綁扎鋼筋；模板外側設置鋼管圍囹，并使用斜撐、對拉螺絲等緊固；伸縮縫聚乙烯泡沫硬塑料板必須與封頭板內側密貼?；炷翝仓陂g，安排施工人員使用2 臺直徑50mm 振動棒振搗，對于鋼筋布設密集區及樁頂、底板四周等區域，應加密振搗。

等底板混凝土基礎澆筑且達到1.2MPa 的設計強度后，投測軸線。在安裝就位組合鋼模后還應按設計要求安裝插銷和連接桿，并使用螺栓緊固，同時架設支撐確保模板結構穩定。按照2.0m 間距和1:10 坡度交錯埋設φ100mm 泄水管。加固塊石應選用近正方體形狀，粒徑不超出20～120cm，通過人工方式分開埋進混凝土。塊石與混凝土構件表面的距離以及相鄰塊石間距均必須在10cm 以上。在放置好塊石后立即澆筑混凝土施工，為防止貫穿性橫縫出現，必須交錯搭接各層塊石。

在澆筑護岸墻身的過程中，應使鋼模板與橡膠墊片重疊布置，同時將凸起椎體單元布設于橡膠墊片上。按照控制線支設模板后臨時加固，展開鋼模板垂直度施測后借助手拉葫蘆和鋼絲繩調整相應誤差，符合設計要求后整體加固。采用與基礎澆筑相同的方法展開護岸墻身混凝土澆筑。待混凝土達到設計強度后拆模，由于模板凸出椎體的存在，拆模后的混凝土表面會存在凹槽麻面。

3.6 混凝土灌縫

細石混凝土及漿砌石面灌縫所用的水泥漿液均使用強度等級42.5 的普通硅酸鹽水泥。灌縫前通過木樁及10m 間隔釘出具體的砌石位置，掛設斷面線后展開砌筑。每完成1 層面石砌筑后均應將1 層細石混凝土填充于面石和護岸毛面墻身之間，并通過小型機械振搗密實。

3.7 生態護面施工

在成型并達到設計強度的護岸墻身后部通常鋪設機織土工布，相鄰土工布按照50cm 寬度搭接，并使用麻線縫合。拋石棱塊重量應不超出10～100kg 范圍，大小搭配，在拋填前必須采取有效措施保護護岸墻后排水管。在鋪設好土工布的基礎上施工碎石倒濾層，并按照設計斷面形式鋪碎石料；最后通過回填土覆蓋碎石墊層。

在完成邊坡回填后，應清理并平整邊坡坡面，確保無凸起硬物、溝坑和凹陷。將運抵施工現場的種植土以人工方式裝入長800mm、寬500mm、厚200mm 的生態袋，袋體主要為丙綸針刺無紡布材料。按照1:1.5 的坡度分層碼放生態袋，并按設計要求騎縫擺放標準扣，并確保結構密實穩固。

4 結構穩定性分析

根據航道工程實際，重力式生態護岸墻身設計高度應控制在2.8～5.2m 之間，護岸頂高程應按照最高通航水位+0.8m 確定，同時應充分考慮到最高、最低通航水位設計值之間可能存在的1.5～2.0m 的差值。填土重度17.6kN/m3，飽和重度18.7kN/m3，內外摩擦角分別為30°和10°；拋石棱體重度與飽和重度為16.8kN/m3和20.6kN/m3，內外摩擦角依次為45°和15°；底板與河道護岸土體表面之間的摩擦系數按0.41 取值。

在考慮持久組合高水位和低水位的工況下，該內河航道重力式生態護岸結構穩定性計算結果見表1。根據表中結果，對于設計高水位，抗滑安全系數值不小于1.10，抗傾覆安全系數值不小于2.25；對于設計低水位，抗滑安全系數和抗傾覆安全系數分別不小于1.04和2.15。說明該內河航道重力式生態護岸結構穩定系數完全符合《堤防工程施工規范》（SL260-2018），在設計低水位的最不利工況下，應結合工程實際，在底板下打設樁機或增設前趾[3]，以提升結構抗滑穩定性能。

表1 結構穩定性計算結果

5 結論

結合工程應用結果可以看出，本文所提出的內河航道重力式生態護岸施工快速，質量有保證，結構穩定性及消浪效果良好，對于淤泥質粉質粘土及粉質粘土軟弱地基較為適用，建成后可在增強航道護岸加固效果的同時，增強生態景觀效果。當前，新建航道邊坡生態防護是生態文明建設的重點方面，重力式生態護岸工藝在軟弱地層航道建設中必將迎來廣闊的應用前景。