鸭绿江防洪工程中高强度重力模袋护岸应用探讨

余尚合

（丹东市水务服务中心，辽宁 丹东 118000）

0 引言

目前，大多数河流已建护岸工程均采用硬质结构护砌，与周围生态环境协调性较差[1～2]。近些年来，国家经济的发展，带来了居民物质生活水平的不断提升，传统的护岸工程已难以满足人们对生活品质的追求。护岸工程的建设以不能仅满足于安全问题，仍需考虑生态、美观等因素[3～4]。因此，近年来的水利工程建设中逐渐增加了环保、生态理念，在工程建设保障民生的同时也更加注重对河道生态环境的保护问题。水利设施在施工、维护过程中，难免会对周围生态环境造成不利影响，但是采用合理的手段可以将环境影响降至最低，这是当今水利工程建设的最新要求。目前，较为常用的生态护岸型式包括：格宾石笼[5～6]、加筋土轻质挡墙[7]。

1 工程概况

鸭绿江在1998 年来，护岸工程主要采用硬性防护，在一定程度上提高了鸭绿江的防洪标准，改善了河岸抗冲刷能力弱的现象，但也对鸭绿江生态环境造成了一定程度的破坏。因此，在此次鸭绿江防洪整治过程中充分考虑了生态环境理念，根据方案比选采用高强度土工重力模袋护岸工程，可以有效利用河道现有土方，改善河道生态环境。本文结合鸭绿江整治工程对重力模袋护岸施工过工法和施工过程、技术要求进行分析。

2 高强度土工重力模袋护岸设计型式

高强度土工重力模袋护岸技术首次在日本河道岸坡防护中加以应用，自首次应用以来，在多条河道治理过程中加以应用。土工重力模袋在我国也也有超过10 年的应用历史，常见的模袋护岸形式有倾斜式、贴坡式、湿地式、季节性河道施工等工法。

（1）仰斜式工法

仰斜式工法的设计思路来源于重力式挡土墙，在保证河道防冲刷能力的同时也具有防止岸坡土体失稳的作用，倾斜式工法结构见图1。

图1 仰斜式工法

（2）贴坡式工法

贴坡式工法是在河道岸坡上覆盖模袋，此结构的护岸仅适用于岸坡角度较低、原状河道较稳定的情况，多用于1:3 的护坡。贴坡式工法结构见图2。

图2 贴坡工法

（3）湿地式工法

湿地式工法重力模袋不设置顶盖，主要在湿地处加以使用，利用重力模袋的固土、抗冲刷能力，同时，也可为当地的原生植物提供良好的生长环境。针对不同的河道岸线采用不同的模袋护岸型式。原有岸线为硬质岸线采用图3 的结构型式，其他类型斜坡采用图4 的结构型式。采用湿地工法可以恢复河道生态环境。

图3 湿地工法（1）

图4 湿地工法（2）

（4）季节性河道工法

季节性河道工法主要应用于河道水量随季节性变化较大的的区域，可采用变断面的护岸形式，见图5。该类型河道护岸可适应河道水位变动的情况。

图5 河道断面图

3 高强度土工重力模袋施工

3.1 施工顺序

（1）基面处理

1）基面清理前，应当根据设计的河道断面确定河道的清基范围。为了保证护岸工程的顺利施工，河堤基面的清理范围应当位于设计基面边线外50.0 cm。

2）为了保证河道护岸工程的建设质量，应当保证基面无杂物存在，清理厚度应大于30.0 cm，保证基面干净。

3）完成清基作业后，应当根据设计要求进行夯实，密实度达到93%以上。

4）当基面存在软层时，应当采取必要的地基处理措施，满足设计的承载力要求。

5）基面清理完成后，应当验收合格后方可进行下一步工作。

（2）铅丝石笼编制与铺设

重力模袋护岸需要与铅丝石笼配合使用方可保证河道的稳定性。在清基工程完成后，方可进行铅丝石笼的铺设。铅丝石笼应当按照上、下层错层布置。铅丝石笼的连接必须保证足够的紧密，以保证整个护岸工程的稳定性，铅丝石笼采用直径φ2.2 mm 的铅丝、间隔20 cm，双股绑扎。绑扎的铅丝断头应向内翻卷，防止河道过水过程中会挂住漂浮物和生活垃圾，影响后续施工作业的进行。

（3）重力模袋与铅丝石笼网箱的组合

重力模袋与铅丝石笼组合施工的过程中，需要利用工具将重力模袋四角撑开，使用直径φ2.2 mm 的双股铅丝间隔25 cm在边框处绑扎，将模袋与铅丝石笼紧密结合，保证模袋与铅丝石笼结构的紧密性、完整性。

（4）重力模袋填装土料要求：

1）为了降低工程建设的投资，缩短涂料运输距离，可就近取土、石装袋，土石比不应小于4∶1。

2）填料中不应含有杂草、根系、淤泥、生活垃圾等杂物，以保证充填后的模袋土的密实度。

3）模袋在装填时，外立面不能外鼓，可使用厚度为5cm 的木板制成直角夹板，向模袋中装填土料之前，将三角夹板顶靠在护岸结构的迎水面，保证模袋外立面的平整、美观，装填完成后，方可移动夹板至下一模袋处，保证模袋结构施工的连续性。

（5）装填重力模袋

重力模袋装填应根据环境条件确定，若条件允许，可直接使用机械装填，利用就近取材的土、石材料，保证施工速度。在模袋装填的过程中，需要和相邻模袋同时进行，施工过程中应当控制模袋结构精度，长度误差不应大于5%，模袋土石料充填应当均匀、密实，保证无空隙。

为了保证模袋充填的密实度，可采用分层装填的方式，针对模袋尺寸为1 m3，可分3 层充填，压实后可进行下一层的充填。针对模袋尺寸0.5 m3，可分2 层填充。为了防止膜袋变形，可使用直径φ2.2 mm 的铅丝绳绑扎固定，保证模袋充填效果。

（6）重力模袋封口

重力模袋封口可在土料充填完成后进行，是一道极为关键的工序。封口之前应当保证模袋充填的密实度，模袋充填高度应高于铅丝笼5 cm。之后使用黏扣黏合封口。最后，绑扎边框与铅丝石笼网箱封盖。

3.2 技术指标及技术特点

模袋采用圆编技术，保证受力均匀，无应力集中区，保障结构的耐久性；河道水利工程迎水面难以避免受到河流携带物的冲击力，材料顶破强度不能小于9 kN，因此，采用单经单纬的材料。根据计算，模袋充填后，抗拉强度小于80 kN/m 时，难以满足受力需求。为了保证护岸结构的耐久性，材料需要具备较好的抗老化性能。由于鸭绿江冬季气温较低，达到冰点以下，因此，模袋的耐冻性能也有较高的要求。模袋的具体要求见表1。

表1 重力模袋重要技术指标

4 结语

在河道护岸采用高强度重力模袋护岸，可充分利用河道内的现有土、石料，既可改善河道淤积严重的现象，又能恢复河道的生态环境，提高河道抗冲刷能力，保证河道的稳定性。结合鸭绿江河道整治工程，提出了4 种类型模袋护岸，可在不同类型岸坡加以使用。模袋护岸施工工艺较为简单，主要为：清基→铅丝石笼编制、铺设→组合铅丝石笼与模袋→模袋充填→封口。在施工过程中应当严格按照设计要求，选择符合要求的材料以保证河道的安全。