生态袋防护在汾河流域生态修复工程中的应用

李润成

（山西省水利建筑工程局有限公司，山西 太原 030006）

1 工程概况

汾河流域生态修复中游核心区干流蓄水工程，范围从汾河二坝开始至文峪河入汾河口处，全长82.2 km，采用全断面蓄水。工程主要建设内容包括：蓄水闸坝工程和蓄水区汾河大堤防护工程。蓄水闸坝均采用可升降的液压翻板闸，共15座，蓄水闸坝总长度3 876 m。蓄水区汾河大堤防护工程，左右岸护岸工程总长度98 577 m。工程总蓄水面积16.17 km2，总蓄水量1 737万m3。此次生态袋防护主要应用于大堤防护工程中。

2 水文气象及工程地质

汾河中游核心区多年平均降水量为437.9～495.7 mm，年内分配极不均匀。其中约60%集中在汛期7—9月；多年平均气温为9.9℃～10.4℃，极端最高气温为38℃～39.1℃，极端最低气温为-26.5℃～-22℃，多年平均蒸发量为1 567～1 819.8 mm；最大风速为17 m/s～22 m/s；最大冻土深为69 cm～95 cm；无霜期170.7 d～183.2 d。

工程地处山西省中部，分布于太原—晋中断陷盆地中部及南部。地貌单元属汾河洪冲积平原区。施工区场地基土自上而下依次为由耕土和第四系全新统及上更新统冲洪积成因的砂土、粉土、粉质粘土组成。

3 蓄水区汾河大堤防护

因考虑到蓄水区堤防主要是由砂土、粉土及粉质粘土经碾压形成，其抗冲砂能力弱，经水流冲淘容易造成局部塌陷，形成薄弱环节。在本次汾河生态修复工程中汾河蓄水区大堤坡面防护中采用生态袋防护替代传统的干砌石，下面重点介绍生态袋防护在汾河生态修复工程中的应用。

3.1 生态袋技术性能指标

生态袋材料为聚酯纤维高分子复合材料（长纤、深绿色），尺寸为810 mm×430 mm，装土后的规格为650 mm×300 mm×160 mm，布料克重≥145 g/m2，内附草种（以适合汾河两岸生长的植物为宜，如狗牙根、高羊茅、早熟禾等）

性能指标：纵向断裂强度≥7.8 kN/m，横向断裂强度≥6.0kN/m；纵横向标准强度对应伸长率：40%～80%；CBR顶破强力≥1.4 kN；纵横向撕破强力：≥0.17 kN；等效孔径O/90：0.05 mm～0.20 mm；垂直渗透系数：K×（10-1/～10-3），其中：K=1.0～9.9；抗紫外线保持率（150 h）%≥90%，耐酸碱腐蚀，抗老化，无毒，不助燃，裂口不延伸；一年以后出草覆盖率≥80%；生态袋应采用连接带连接（每个生态袋4根连接带，带长60 cm，与袋体缝为一体），严禁使用连接扣刺破生态袋，其中生态袋连接带及扎口带应同样满足以上性能指标。

3.2 生态袋的特点

生态袋是采用高新技术形成的新型特种材料由人工缝制而成，该材料具有高强度、抗紫外线、抗冻融、耐酸碱、无毒、不降解的特点。生态袋具有透水透气不透土的过滤功能，既能防止填充物土壤的流失，又能减少边坡的静水压力。生态袋内附乡土护坡的植被种子，植物能够顺利穿过袋体自有生长，并为植被提供理想的生长平台。其中内粘播生态绿化结构可避免雨水和浇灌用水对草种的冲刷以及鸟类觅食造成的种子损失。保证草种的出草率及出草的均匀性，减少种子的使用量，降低绿化成本，成活率高，绿化效果好，可长期保持绿化效果，形成稳定性很好的生态护坡，基本实现了真正的零污染。

3.3 生态袋施工工序和控制要点

生态袋施工主要包括测量放线、坡面修整、生态袋装土封口、分层安装生态袋、洒水养护等环节。

3.3.1 测量放线

依据设计图纸要求对工作面进行测量放线，按照设计高程和设计坡度确定坡面上下防护边线，每隔10 m设控制桩并标明高程，在遇转弯或圆弧段可适当加密。用测量绳将各控制桩之间绑定作为上下边坡的控制边线，并在测量绳上悬挂坡度线用以控制生态袋砌筑坡度。

3.3.2 坡面修整

采用挖掘机修整边坡，清除坡面的浮土层、杂物，做到坡面平整。预留约15 cm的土层由人工整修，避免因超挖产生的回填。施工时，技术人员需经常检查核对高程和坡度，为生态袋的安装提供条件。

3.3.3 生态袋装土封口

在施工现场就地取土，人工装填生态袋，装袋时每装1/3要提袋墩实，生态袋装土饱满后，进行封口，封口采用自锁式扎口带。为保证施工质量，每袋装土要饱满均匀，避免袋体产生较大变形及产生涨裂。

3.3.4 分层安装生态袋

袋体安装时，人工将已封口的生态袋纵向摆放，袋口绑扎一侧应朝向坡面隐蔽一侧，袋与袋之间要一个紧贴一个进行排列，相邻袋体无明显高差后，用两根连接带将相邻袋体紧密连接，并保证每层袋体顺直、平整。袋体安装按照设计图纸要求由低到高，层层错缝，上下层袋体用另外两根连接带连接，这样，使得上下层袋体形成稳固的护坡整体。施工时，袋体一般左右各压30 cm，上下各压15～20 cm。为保证内附草种的出草率，袋体安装时，一定要注意内附草种的袋体面向上放置。

3.3.5 洒水养护

生态袋袋体安装完毕后，即可采用人工洒水进行养护，根据施工实际情况，一般洒水养护需持续1周左右，待内附草种发芽并生长至3 cm左右，即可停止人工养护。

3.4 生态袋防护与传统防护对比

3.4.1 设计方案比较

本次汾河生态修复设计断面与原汾河疏浚整治工程设计断面相比较，生态袋设计防护断面与干砌石设计防护典型断面分别如图1、图2所示。

3.4.2 经济比较分析

依据设计图纸及现行的水利建筑工程预算定额，并综合考虑现场的施工实际情况计算，生态袋防护的造价为208元/m，干砌石防护的造价为223.8元/m，采用生态袋防护比干砌石防护每米可节省投资15.8元。详细计算过程见表1。

图1 生态袋设计防护断面图

图2 干砌石设计防护断面图

表1 生态袋防护与传统防护对比 单位：元

3.4.3 施工及环境保护方面比较

（1）施工方面

生态袋施工具有简易、快速、安全、强度低、人人可为的优点。在一般施工技术人员的指导下，即可顺利进行施工作业，生态袋装土、搬运、摆放均轻便快捷，施工设备简单，施工安全性高，施工速度快。

传统的干砌石防护必须是熟练的专业砌石工人才能完成施工作业，块石搬运、码放、砌筑均较为笨重缓慢，施工安全性较低，施工速度慢。

（2）环境保护方面

生态袋装土填充材料可就地取材，生态环保。装填袋体采用滩地土料或边坡修整土料均可，本地土料除了适宜当地作物迅速生长外，短时间内即可还原原始环境。生态袋内发达的植物根系不仅可与堤坡环境完美结合，而且可以稳固边坡。生态袋施工时无需大型机械，无噪音发生，也不产生任何建筑垃圾，较好地实现了施工的零污染。

传统的干砌石防护对生态环境影响很大。因干砌石防护所用的主要材料为碎石和块石，均需通过人工开采、加工获得，然后经长途运输才能到达施工现场。石料开采过程中的清覆盖、石方开挖、破碎、解小等每个环节都会对自然生态环境产生很大破坏与影响，石料开采过程中破坏了山体环境，植物最终都很难恢复。即使在石料的运输和人工砌筑过程中，也会对环境造成一定程度的污染和影响。

4 结语

汾河流域生态修复项目采用了生态袋防护的堤防护坡方案，与以往的砌石防护相比，生态袋防护既能起到护坡的作用，还能达到袋体长出绿植的目的，不仅能吸收二氧化碳产生氧气，还能形成岸绿、景美的效果，对改善水生态的环境起到积极的作用。

生态袋护岸在汾河生态修复中的成功应用，涵盖了防护、环保、景观的发展理念，适应了新时代绿色发展的需要，且造价低、施工技术简单，值得各类边坡防护工程借鉴，具有广泛的应用前景。