生态石笼护坡在上海迪士尼围场河中的应用

2013-09-03王宏俊

水利规划与设计 2013年8期

王宏俊

（长江勘测规划设计研究有限责任公司上海分公司上海 200439）

随着社会经济的发展和人民生活质量的提高，社会人类对回归自然、返璞归真的需要，人水和谐、生态河道建设作为新的河道整治理念为社会各方所关注。人们开始采用生态的方式去治理河道。河道治理过程中贯彻生态理念的关键是河道治理材料的选择。目前在我国使用的河道生态护岸材料主要有：生态石笼、绿色混凝土、连锁块等等。本文主要介绍上海迪士尼围场河使用的生态石笼护坡材料在施工过程中的遇到的难点及解决方法，并对以后的设计施工提出建议。

图1 生态石笼结构示意图

1 生态石笼护坡简介

生态石笼是由特殊防腐处理的低碳钢丝，经机器编织成六边形双绞合钢丝网组合成箱笼，并在箱笼内充填石料形成整体的结构（见图 1）。该结构具有柔性大，能允许岸坡的变形，具有一定的抗冲刷能力的特点，并且石料之间的孔隙保证了水土、动植物、微生物之间联系。水生植物可以在其间茂密生长，能发挥作为鱼类和水生昆虫生存场所的多重效果，且植物繁茂的根须可紧缚土壤，增强抗洪能力，稳定岸坡及提高石笼使用寿命。为了增加石笼的使用寿命，防止钢丝的锈蚀及腐蚀，在钢丝表面可采用附着镀锌层及PVC涂层等处理方式。目前，石笼产品可定制各种形状及尺寸，适用性较广。生态石笼的主要特点为：（1）易于施工，无需重型设备和熟练的施工人员；（2）石笼为柔性结构，适应基础的不均匀沉降而不会导致内部结构的破坏；（3）水下施工方便，可以普通卵砾石作为填料；（4）石笼本身十分透水，不需另设排水；（5）钢丝外表镀锌以及用于腐蚀环境中的外加 PVC涂层等材料的使用可保证网笼的长期寿命；（6）竣工后，淤积物在填石体孔隙中的沉着增加了填石体的固结度，促进植物在填石体中的生长，有利于网笼的稳定；（7）植物的根系可以起到“活”的网笼的作用，加强后期的岸坡稳定；（8）网笼结构可提供植物生长的条件，维护自然生态环境。因而与周围景观更加融洽。

在河道治理中使用生态石笼结构除能保护边坡免于水流冲刷导致的水土流失、塌方等事故外，还能保证整个河道生态链的连续，确保河道生态系统的完整，且石笼上可进行绿化种植，对景观河道的建设具有常规硬直材料所不具备的优势。

2 迪士尼围场河工程简介

上海迪士尼项目（曾使用名称为“布宜诺项目”）为目前世界最大的综合性主题乐园，项目位于上海市市域东部，整个项目规划位于上海市浦东新区，包括上海迪士尼项目核心区在内的用地面积约107km2。核心园区规划面积7km2，核心区由4条围场河与周边分隔，河道总长10236m。东、南、北围场河口宽60m，西围场河口宽35m。围场河一方面是核心区内的引排水河道，它的建设对保障核心区排涝安全起着重要作用，另一方面围场河也是整个上海迪士尼规划范围（107km2）内的规划骨干河道，对整个规划范围的排涝安全及水资源调度起着重要的作用。图2是上海迪士尼围场河分布图。

图2 上海迪士尼围场河分布图

根据前期研究及谈判，围场河的主要功能定位为自然生态河道。护岸的选型遵循自然生态河道的原则，尽量减少人为的痕迹，还原自然河道的特性。因河口较宽，因此选择了自然斜坡式。由于水位变动区是护坡水土流失的严重区域，仅采用草皮进行保护达不到很好的效果，需采用护岸材料进行保护。对材料的选择遵循生态材料的特点，选用了生态石笼结构。在满足保护岸坡的同时，也保护了河道的生态系统。

3 生态石笼施工过程中的难点

围场河的施工主要结构即为生态石笼。因此，生态石笼的施工质量决定了整个工程的成败。生态石笼目前的应用碰到许多困难，笔者在整个施工过程中，总结出生态石笼在施工中的控制难点，以便在以后的设计中吸取经验教训。

（1）生态石笼质量验收规范问题。由于生态石笼属于新型材料，目前的围场河的质量验收标准 DGP08-90—2000《上海市水利工程质量检验评定标准》(试行）中尚未涵盖，因此，在施工、监理过程中缺乏控制依据。

（2）生态石笼网面材料及石料粒径及饱和度检测问题。生态石笼的材料主要由钢丝网面及石料构成，钢丝网面的强度、延伸率、钢丝表面塑附元素含量及钢丝网笼的铰接要求，特别是重填石料粒径及饱和度决定着生态石笼整体的质量及使用寿命。但目前这些指标检测大多较为困难，有资质检测的单位较少。

（3）生态石笼绿化种植问题。生态石笼与传统硬直材料的主要区别之一就是绿化的种植，生态石笼上可以进行绿化种植，但实际施工过程中存在种植方式及成活率多个问题，并且目前石笼上的绿化较为成功的大多为自然生长，对于具有景观绿化要求河道，直接种植绿化的方法需要进行深入的研究。

4 生态石笼施工难点的解决方式及建议

（1）生态石笼缺乏质量验收标准，因此，目前主要依据设计单位提出质量控制标准。对于生态石笼的质量控制，必须明确网笼尺寸、网面编织铰接方式、网孔尺寸、钢丝直径及抗拉强度、网面抗拉强度、覆塑的技术指标、重填石料的材质、粒径及重填饱和度，同时应明确误差控制范围及检测频率等，以便施工质量控制。

（2）由于对于该种材料的质量检测尚未成熟，且具有资质的检测单位不多，因此围场河工程在施工过程中遇到很多设计技术指标无法顺利进行检测的困难，特别是对网笼质量特别重要的网面抗拉强度，上海水利检测单位都无法进行检测。另外，设计提出的对于网面需要采用机器而非一般人工进行绞边，也因为没有明确的检测方法而流于形式。再者，对于充填石料，设计要求充填饱和，石料粒径 80%处于 70～150mm，但上述指标均无法进行准确的检测。因此，在施工过程中通过不断总结和比较，对于无法检测的网面抗拉强度则通过钢丝网的拉伸强度进行类比。由于无法针对具体网面构造进行具体检测，则要求生产厂家提供产品的相关参数并通过表面感观进行判断。对于石料的饱和度及粒径要求，由于石料粒径较大，无法进行级配检测，在实施过程中，曾经考虑通过重度及孔隙率来控制。但笔者认为单纯通过重度及孔隙率尚不能完全反应石笼的质量。因为重度及孔隙率均不能反应石料粒径级配的要求，而石料的大小及级配是石笼质量的关键。

（3）绿化是生态的重要标志，生态石笼可提供植物生长的条件。设计中要求石笼施工后在其表面覆一层营养土层，再在土层上种植植物。该方法在河道护坡上使用较为困难，由于工期及护坡边坡保护的原因，石笼上覆土种植绿化，不可能等到绿化完全成活，根系穿透石料扎入土壤后再通水，而一旦河道通水则石笼上的覆土及绿化则会被水流冲走，特别是水位变动区的水生植物。通过多个工程案例的参观和分析，目前在河道石笼护坡上效果较好的绿化大多数为自然生长的野草，对于景观绿化的种植，该方法的成活率不高。因此，对于本工程，通过沟通采用适当提高种植高程，降低河道蓄水位的方法，保证植物生长的时间，达到提高植物成活率的目的，但该方式对于一般施工工期较短的河道不大适用。

通过本工程绿化种植碰到的问题，笔者有以下体会：首先，在景观绿化要求较高的河道的绿化种植面上尽量不使用生态石笼材料，可代替种植效果更好的材料。如：生态袋、连锁块、加筋麦克垫等。其次，在一般有绿化种植要求的河道上，建议采用铺撒草籽的方式，且营养土拌着草籽一起充填到石料中。这样可以提高种植均匀度及草籽成长时间，对减少土壤的流失也有一定的作用，但营养土与石料的比重多少还应进行专门的研究，从而保证石笼自身功能的发挥。再次，通过水力计算确定石笼的厚度，尽可能的减少石笼厚度，以提高植物根系入土率，从而保证植物成活率。