浅谈三维生态袋护坡在永泰防洪工程的应用

郭敏敏

（福建省围垦建设工程有限公司　福建　龙海　363100）



浅谈三维生态袋护坡在永泰防洪工程的应用

郭敏敏

（福建省围垦建设工程有限公司福建龙海363100）

摘要通过永泰防洪工程的护坡施工，证实了三维生态护坡袋施工效果斐然。文章的研究，围绕永泰防洪工程的施工实践，基于浆砌片石拱形骨架护坡的施工问题和三维生态袋护坡的施工优势，分析永泰防洪选择三维生态袋护坡的原因，并深入研讨三维生态袋护坡的施工方法，对于其他防洪护坡工程，可供参考借鉴。

关键词防洪工程；三维生态袋；护坡施工

1　永泰防洪工程概况

永泰县清凉溪清凉镇C2标段防洪堤坝，包括里岛护岸和农机厂防洪堤，为本次护坡施工的标段，属于新建工程，总长度1.6km。在护坡施工前，原施工方案将“浆砌片石拱形骨架护坡”和“三维生态袋护坡”作为护坡施工的备选方案。但笔者认为：永泰防洪采用“浆砌片石拱形骨架护坡”，至少需要面对3个方面的施工问题：

（1）材料选择问题。浆砌片石拱形骨架护坡，以水泥、片石为主要材料，护坡结构的质量，主要取决于片石的力学性能良莠。在采石过程中，需要施工单位委派专业人员在采石厂勘察、选择石料，石料的层层筛选，耗费了大量的施工时间和精力，稍有不慎，很容易采集到强度很低的风化层岩石。

（2）水泥砂浆问题。现场人工拌合水泥砂浆，成分含量控制难度大，如果配合不到位，容易出现砂浆滞留的问题，不利于水泥砂浆的存放和保护，并削弱了水泥砂浆的强度。

（3）砌筑问题。浆砌片石拱形骨架护坡，相关工程的实际施工证实，在接茬位置，经常出现通缝，使得水泥砂浆和片石的结合程度不佳，长期使用后，有片石脱落的迹象。

综上所述，相比于浆砌片石拱形骨架护坡，三维生态袋护坡更加适合永泰防洪护坡工程。理由为：三维生态袋护坡，所选用的材料为生态袋、连接扣、PVC排水管。材料造价低，且质量容易控制。在长期使用后，三维生态袋护坡可避免材料老化、风化的问题。另外为避免骨架结构的破坏，浆砌片石拱形骨架护坡在后期养护中，需要一定的开销，而三维生态袋护坡属于永久性的护坡模式，当生态袋的植物发育到一定程度，其根系可有效稳固表层的土壤，不需要耗费任何养护管理费用。基于以上分析，永泰防洪工程最终选定了造价为7元/m2～100元/m2的三维生态护坡。

2　永泰防洪三维生态袋护坡施工

本工程在完成坡脚M7.5浆砌石基础的工序后，借助三维排水联接扣，将生态袋平铺、叠铺于整个防洪堤沿线坡岸，然后在坡面之上，种植草皮，以及在护岸的顶面布置石栏杆。其施工效果见下图1。

具体施工方法如下：

2.1施工材料选择

本工程的全部材料，以分期分批的方法运达现场，然后进行现场验收。为有效把关材料的质量，笔者将材料检验指标参数，进行如下总结，见下表1。

本工程护岸的基础在碾压和铺设土工格栅后，边坡的稳定性已基本达标，只需要提高防止坡面水土流失和雨水侵蚀的能力即可。本工程选择三维生态袋材料，其参数指标可控制为：纵横向断裂强度6.5kN/m；CBR顶破1.33kN。除此之外，笔者认为，三维生态袋除了起到力学作用，还需具备良好植生性能，需控制好其孔径大小，以便通过影响渗透系数，保持生态袋排水的顺畅和控制其静水压力。在此笔者通过一系列的室内外试验，归纳总结了不同等效孔径所对应的渗透系数大小，如图2。

考虑到当前国内市场上，三维生态袋的孔径尺寸，一般在0.07mm～0.2mm范围内，通过施工实践证明，这个范围内尺寸的生态袋，使用时袋内填充物不会流失，同时能够保证植物的正常生长。试验时，笔者选用了根系相对发达的白刺，在大量试验数据推算下，最终确定以0.15cm/s作为标准渗透系数，所对应生态袋的等效孔径为0.2mm。

表1　永泰防洪三维生态袋护坡工程材料检验指标参数

图1　永泰县清凉溪清凉镇C2标段防洪堤坝三维生态袋护坡

2.2边坡放线

按照以上的施工材料选择标准，参照施工图纸确定边坡线上下的位置，然后结合标高设计坡比。根据以上的边坡防护经验，笔者认为边坡线的上线位置，可在划定边线的桩位之后，灵活设置机械刷坡线。后者的厚度，至多为200mm，施工示意图详见图3。

图2　不同等效孔径生态袋对应渗透系数大小

图3　刷坡线设置示意图

从上图中，可看出机械刷坡边线在原边坡线之下，其内为人工配合开挖的台阶，在以生态袋控制机械刷坡边线的稳定性。因此，在设置机械刷坡线时，坡体原基础要控制在允许开挖范围内，尽可能控制生态袋在垒砌施工时的回填量，大约预留15cm厚度的基土即可，目的是规避松散回填土诱发边坡沉降，这也是滑坡问题规避的重要手段。在此值得一提的是，刷坡工序，同步于三维生态袋的垒砌施工，在每层的垒砌完工之后，要及时修整上一层的边坡，适时可根据设计图纸的坡体纵向排水情况，检查是否影响预埋管线的正常使用，再清理坡面的树枝、树根、垃圾和杂物等。在边坡放线之后，按照一定的深度标准开挖基础，本工程在坡脚位置，要求基层生态袋的夯实密实度，达到95%，目的是控制坡体的沉降变形，尤其是承受荷载比较大的位置，譬如对于填土的含水量过大的地方，要布置沉砼基础，严格控制基础的密实度，减少土壤带来的额外压力影响。

2.3生态袋垒砌和沉降控制

生态袋垒砌之前，分为两个步骤控制标线。一方面是以各层垒砌的平整度为基准，控制好纵面方向的拉线，另一方面是从坡脚位置开始，往坡顶位置拉坡比线，考虑到拉线长度对精准度可能造成影响，笔者建议以50m作为拉线的单位长度，紧扣设计要求调整拉线，直至坡比达标。

拉线控制后，选取质量符合标准的三维生态袋体，其中袋内的填充料需充足，垒砌时，将袋体封口的一侧置内，生态袋的外边线，与纵面方向的表现保持1cm左右的距离。在每层生态袋垒砌完之后，要利用木锤拍打生态袋的外侧和表面，使得生态袋平整和密实，并且齐平于标准线。每垒砌3层的生态袋，就要布置一铺设层，后者保持与坡面的垂直，从下往上层层错缝，这样就可以保证垒砌生态袋的相对整齐，不留缝隙。另外，垒砌生态袋的垂直高度，每达到2m，就要浇水预沉降处理坡体，按照填料的最佳含水量为基准，灵活控制好浇水量，直至完成整个坡体的砌筑。图4为平行垒砌和上下相邻袋体垒砌的方法。

图4　本工程生态袋垒砌的两种方法

垒砌三维生态袋的同时，出于整体稳定性控制目的的考虑，笔者通过试验，证实联接扣的设置具有必要性和可行性。在生态袋与生态袋之间，就必须设置一个联接扣，最为合理的位置是接近生态袋内边缘处，这样一来，所有的联接扣，就可以骑缝跨连相邻的袋体，此时只需要借助钉锤敲打联接扣，其基础袋下联接扣的反置就能够刺入袋内（见图4），起到良好的的联接效果。在完成整个坡体的生态袋垒砌工作之后，不能够即刻压顶，需要观测一段时间后，确保柔性护坡的沉降稳定，再将厚0.4mm、宽1m的阻水膜铺设其上，最后利用生态袋完成压顶。

2.4养护

在三维生态袋垒砌完工之后，开始进行坡体的养护工作，目的是为生态袋护坡植物创造有利的出苗生长条件。本工程所选用的护坡植物，其出苗最适宜的温度为22℃～28℃，而湿度控制于70%前后。

根据以上既定的养护温度和湿度要求，最终选定5月～6月份作为护坡施工阶段，同时结合气候状态，针对性控制灌溉量。本工程的护坡植物出苗后，对水分和氮、磷、钾等元素的需求量相对较高，此时护坡工作倾向于洒水和施肥工作，直至护坡植物木质化。适时，护坡植物应开始限制其徙长，为其项芽生长创造相对有利条件，可增强植物的越冬能力。

在苗木全部出齐之后，主要的养护工作分为四项：首先是修剪，将老叶、败叶修剪掉，保护好幼叶及周围部位；其次是浇水，均需根据降雨的情况，控制浇水量，如果降雨量充足，则在确保土壤含水量足够植物生长后，适量减少灌溉量，同时考虑到永泰区域白天温度较高，蒸发量大，笔者建议将灌溉时间选择傍晚时分；再次是施肥，根据护坡植物出苗后的生长状态，灵活调节施肥量，期间如若植物有营养不良现象，则要及时追肥，如果遇到频繁降雨的时间段，应暂停施肥作业，以免肥料的无形流失，并污染水体；最后是防治病虫害，定时喷洒杀虫剂。

3　结束语

相比于护坡工程，三维生态护坡的施工难度比较高，除了需要考虑特定的技术参数，还要兼顾三维生态袋的特殊功能要求，譬如多项排水功能和强度要求。但通过以上的施工，可看出三维生态护坡方法，具有节能、环保等优点。

（1）节能效益。三维生态袋护坡所使用的生态袋，其内的种植基质造价不高，以及介于生态袋之间的铺设层，都不会耗费过多而定施工成本。本工程的施工，笔者先后统计了三维生态护坡和普通护坡施工方法的成本费用，发现三维生态护坡的成本费用，可控制在后者的85%以内，不需要使用过多的高耗能水泥混凝土等施工材料。

（2）功能效益。永泰防洪工程使用三维生态袋，有效控制了坡体的水土流失；三维生态袋种植了生命力相对旺盛的护坡植物，增强了坡体的绿化功能水平；三维生态袋透水而不透土，植物种植其上，可形成稳定且永久的植被边坡。

（3）环保效益。三维生态袋中的聚丙烯原料，具有抗紫外线、酸碱盐、微生物侵蚀等环保性功能，另外袋体材料属于无纺针刺，并通过单面烧结而成，这些材料不含对环境有危害的可分解芳香胺成分，能够完全回收，实现了护坡的零污染。在袋体上，有不少于32个的垂直孔洞，用于排水、滤水和促进植物根系生长。除此之外，护坡植物在成长后，可提高坡体的绿化率水平，在环保层面上，同样具有举足轻重的贡献意义。陕西水利

参考文献

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（责任编辑：畅妮）

中图分类号：TV861

文献标识码：B