长江南京以下12.5 m深水航道一期工程生态护滩设计及施工

阮学成，刘滔，王建涌（.中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海　0003；.苏交科集团股份有限公司，江苏　南京　0000）

长江南京以下12.5 m深水航道一期工程生态护滩设计及施工

阮学成1，刘滔1，王建涌2
（1.中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海200032；2.苏交科集团股份有限公司，江苏南京210000）

摘要：长江南京以下12.5 m深水航道整治工程需要对通州沙河段部分滩涂进行固滩、护滩，为保护、修复滩涂生态环境，提出了“护滩+保护原有植物，铺设生态排+人工种植水生植物”的设计方案，在保护原有生态环境的基础上，进一步提出生态修复技术，对生态护滩技术进行了有益的研究与实践，取得了明显效果。

关键词：深水航道；生态护滩；设计；施工

1　工程概况

通州沙域标段潜堤里程号T11+650—T12+685段为滩涂（高程为1.0耀-0.5 m，85国家高程），经现场踏勘，滩面部分区域有芦苇等水生植物，但生长参差不齐，并不茂盛，大部分无地表植物，受水流、波浪冲刷影响岸滩边界持续后退。根据工程的平面布置，整治建筑物需穿过滩涂，原工程计划方案在滩面上铺设软体排后采用压排石压护，已有的水生植被将遭到破坏。

为保护原生植物，保护生态环境，同时根据交通运输部颁发的《公路水路交通运输环境保护“十二五”发展规划》中提出的目标，“坚持生态保护与修复并重理念，加强工程建设中的生态保护，实施重大工程生态修复措施”，提出了在保护原有生态环境的基础上，进一步研究提出生态修复技术，实施生态护滩工程。

2　生态护滩总体设计思路

根据滩面植物生长情况，结合滩面高程，生态护滩设计分为生态修复区设计、生态保护设计两部分[1]。设计示意图见图1。

2.1生态修复区护滩设计

针对在低水位时有露滩时间的无植被或植被稀疏的高滩段，采用人工干预方式，研究采取护底结构护滩，同时实施后期栽种植物，修复生态环境。

图1　生态护滩设计示意图Fig.1　The design layout of ecological bank protection

生态修复区的护滩设计采用生态软体排护底，排体上压载380 mm伊380 mm伊120 mm的混凝土联锁块，每块间四面均留有120 mm空间，排体铺设后留出了空间进行后期植物栽种。生态软体排（排体布体不同于一般软体排，该布体具有高孔隙率、局部加强、具反滤功能等特点）既有护滩的功能，同时又具备植物生长的条件，护滩的同时作为植物生长的载体，为植物生长提供条件，实现生态修复的目标。

2.2生态保护区护滩设计

针对滩面高程较高、已有植被处于冲刷缩小的滩面区，研究保护原有植物，同时实施护底结构保护生态区范围不再继续因冲刷而减小。

生态保护区的护滩设计分两段。1）对易受潮流、波浪冲刷的滩面边界先采用自然修坡的方法将其修整为缓于1颐3的自然坡，然后铺设生态软体排。高滩边缘铺设的生态软体排与滩面大网格土工格栅（格栅采用高性能聚酯双向格栅，网孔尺寸100 mm伊100 mm）牢固搭接，形成护坡，达到既保护高滩边缘不再因冲刷而后退，又保护滩面高程不再因冲刷而降低。2）对于植物生长良好的高程较高滩面，设计采用割除植物表面植株后铺设大网格土工格栅，格栅上采用混凝土十字块进行勾连压护，既保护滩面又为原有植物留出了生长空间，滩面原有的植物在施工后将恢复生长。

3　生态护滩施工技术

3.1生态修复区的施工

生态修复区施工主要为生态软体排铺设和植物种植，软体排铺设选用适宜高滩段作业的吃水浅的小型铺排船施工，从生态修复区水道侧往生态保护区（1）滩面侧的边缘选择高潮施工，高潮时铺排船移船至铺排工作区开始铺排，铺至水深无法满足吃水后坐底，涨潮至铺排船起浮后继续铺排，利用多个高潮铺设完成，同时联锁块及砂船选用200耀300 t吃水小于1.0 m的运输船。运输船调整配载，重载时与铺排船吃水相当；每高潮作业临近结束时提前把联锁块吊存至趸船上，运输船离开铺排船至待泊区下锚等待下一潮水。铺设时要求联锁块垂直于加筋带方向的边缘，联锁块每块均应与绑扎环相连接；铺设后乘低潮位人工巡检，保证联锁块间距为120 mm，为植物留下生长空间。施工工艺流程详见图2。

图2　施工工艺流程图Fig.2　The flow diagram of construction process

根据实地踏勘调查，高滩区的主要原生植物为芦苇，本工程生态恢复区的种植植物主要采用芦苇，同时试验菖蒲、芦草的种植效果。芦苇种植采用直径大于1.5 cm、长度约30 cm、有3节以上节牙的根茎。栽种方式有以下3种（见图3），1）种植架栽种：芦苇种植架为聚丙烯（PP）材质，经过模具注塑而成，具有能使芦苇根茎穿透但不破坏排布，并且具有在幼草时不被浪流冲走的固定作用，把种植架四角和芦苇插入到排体以下的沙土中，用尼龙扎带把芦苇和种植架绑扎成一体完成种植。2）竹竿栽种：用螺纹钢制作的钢钎在生态排联锁块间隙钻出一个洞，将芦苇或芦根插入（入土10 cm左右），旁边插入竹竿，用尼龙扎带绑扎完成种植。3）生态营养袋栽种：用现场的沙土掺入缓释肥鸟粪石、保湿剂、植物生长促进剂，装入生态营养袋，将芦根横向植入生态袋中用尼龙扎带扎紧袋口后，利用生态袋上自带的扣环固定在联锁块间完成种植。

图3 芦苇种植Fig.3　Planting reeds

3.2生态保护区的施工

生态保护区施工技术主要是利用潮水把工程材料运输至滩面，人工铺设土工格栅；配合履带吊和小型机械设备完成混凝土十字块压护。

土工格栅铺设前将突出滩面的较硬芦苇杆茎割除，保证铺设时具有适当的平整度。土工格栅间的横向连接采用相同材质的连接扣或连接绳，纵向连接采用搭接，搭接尺度不小于1 m[3]。

生态保护区十字块铺设主要是利用起重设备将预制好的十字块乘潮运输到铺设现场存放，利用小型运输设备进行联锁块的区域调配，用准14丙纶绳穿过十字块预留孔绑扎在土工格栅上，确保了十字块的牢固压载。

4生态护滩实施效果

生态修复区软体排铺设完成后，进行芦苇、菖蒲、芦草种植，菖蒲、芦草主要种植在较高滩面，芦苇种植采用修剪后的根茎，菖蒲、芦草整植株移植。受芦苇修剪根茎自身存活能力减弱因素影响，同时修复区处于潮汐区域，刚种植的芦苇耐风浪性较差，大潮汛来临时完全被淹，因而部分未能成活，特别是较低滩面段存活率较低，滩面越高存活率越好，总体来说有一定的生态修复效果（见图4）。

图4 修复区效果Fig.4　Effect of protecting area

生态保护区采用土工格栅铺设后进行十字块压护，既避免了滩面冲刷，又为植物留出了生长空间。滩面施工选择在3月，施工时合理选择铺设路线，乘潮高效施工，确保对原有植物的破坏最小。生态保护区4月完成了施工，在洪季来临前保护了滩面，避开生长旺季对植物的破坏。从现场看，十字块中间的空隙植物生长茂盛，达到了生态保护的目的（见图5）。

图5保护区效果Fig.5　Effect of restoring area

5　生态护滩技术分析

生态软体排的排布是软体排的核心结构，既起到覆盖防冲刷作用，又适宜植物生长，且满足铺设施工中强度要求，在植物茂盛之前能防止自身的老化破坏。排布采用250 g大孔径机织布+ 150 g生态无纺布复合而成，采用2000D涤纶长丝为原料，经纬密度5.7根/cm（14.5根/英寸），大孔径机织布质量为250 g/m2，较工程排布（350 g/m2）下降100 g/m2，生态无纺布采用改性涤纶无纺布，抗紫外线强度保持率300 h达到60%[4]。

生态软体排排布在相应减少排体强度的同时，尽量减薄排体，使整个软体排不至于过分厚重，在保证基布强度的情况下放大孔径，利于植物根系穿透，给植物根茎留出生长空间。

虽然创新的排布设计给植物生长提供了良好的载体，但从生态护滩的效果考虑还应注意：芦苇等水生植物必须选择最佳生长季节进行种植，错过季节移植植株不易成活且受风浪潮影响大。不同植物有其各自的生长环境要求，不同的水深必须选择不同植物，选择合适的植物品种对移植的成活率非常重要，较低滩面的植物移植存活难度较大。对移栽植物采用适当的技术保障措施，如植物根系的围护，带桩苗种植技术等，对促进植物生长提高植物成活率可起到较好的作用。提高植物抵抗自然界风吹浪打水击流冲的能力，提高成活率。

根据种植试验的经验，植物的存活率与土壤、水文、水质、气候等因素密切关联，要抓住工程开工前期阶段，在种植区先行开展所选植物的适应性试种，为正式种植植物提供依据，减少今后大面积种植时的风险。

为提高植物的成活率，可采用一定的人工手段进行适当的促淤。人工促淤对减小涌浪在联锁块沟槽中形成对植物的冲击，促进植物生长，并保护生态软体排形成稳定的“植物-生态软体排”共生结构体有很大的促进作用。适度的促淤是改善植物生长环境，保护生态排的有效措施。

6　结语

通过本工程的实践，长江深水航道的生态护滩技术取得了较好的效果。

本工程的研究及实践成果具有较大的推广应用价值，特别是即将开展的长江南京以下深水航道二期工程，有很多利用自然洲滩布置整治建筑物的高滩，可以借鉴采用生态保护与生态修复的理念和设计方案，在有原生植物处施以生态保护方案，在条件适合处施以生态修复方案，使长江航道整治工程有更多的生态工程段，在凸显深水航道的经济效益的同时兼顾环境效益。本研究成果对江河湖海的边滩、护岸、围海造地工程的岸滩生态保护也具有积极的借鉴意义。

参考文献：

[1]中交第一航务工程勘察设计院有限公司，中交第二航务工程勘察设计院有限公司.长江南京以下12.5 m深水航道一期工程施工图[R].2012. CCCC First Harbor Consultants Co.,Ltd.,CCCC Second Harbor Consultants Co.,Ltd.Construction drawing of the phase I project of 12.5 m deep-water navigation channel from Nanjing in the Yangtze River[R].2012.

[2]中交一航局第二工程有限公司.长江南京以下12.5 m深水航道一期工程通州沙整治建筑物工程施工组织设计[R].2012. No.2 Eng.Co.,Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co.,Ltd. Organization plan of Tongzhousha regulation structure engineering construction of the phase I project of 12.5 m deep-water navigation channel from Nanjing in the Yangtze River[R].2012.

[3]阮学成，徐加峰，郭云飞，等.长江12.5 m深水航道工程新型生态联锁块排十字块预制及施工工艺[J].中国港湾建设，2014 （8）：47-49. RUAN Xue-cheng,XU Jia-feng,GUO Yun-fei,et al.Precasting and construction technology for the cross block of new-type eco-interlocking block-mattress in project of 12.5 m deep-water navigation channel in the Yangtze River[J].China Harbour Engi原neering,2014(8):47-49.

[4]JTS 257—2008，水运工程质量检验标准[S]. JTS 257—2008，Standard for quality inspection of port and waterway engineering construction[S].

E-mail：ndrxc@126.com

中图分类号：U617.8

文献标志码：A

文章编号：2095-7874（2016）01-0019-04

doi：10.7640/zggwjs201601005

收稿日期：2015-08-18修回日期：2015-11-01

作者简介：阮学成（1971— ），男，福建宁德市人，高级工程师，建筑工程专业。

Design and construction of ecological bank protection for phase I project of 12.5 m deep-water channel from Nanjing in the Yangtze River

RUAN Xue-cheng1,LIU Tao1,WANG Jian-yong2
（1.CCCC Third Harbor Consultants Co.,Ltd.,Shanghai 200032,China; 2.Su Jiao Ke Group Co.,Ltd.,Nanjing,Jiangsu 210000,China）

Abstract：Part of the requirement for the 12.5 m deep-water channel restoration project from Nanjing in the Yangtze River is to stabilize and protect stream bank along Tongzhousha Reach,in order to protect and restore the mudflat ecological environment,we put forward the design plan which is to protect the stream bank,and to protect the original plants,and laying the ecological row and artificially planting aquatic plants.Based on protecting the original ecological environment,we further put forward the ecological rehabilitation techniques,put the ecological bank protect techniques into beneficial research and practice,and have significant improvement.

Key words：deep water channel;ecological bank protection;design;construction