混凝土连锁生态护坡施工技术在孝感府澴河段第3标段工程中的应用

程 旭 黄泽均 郑 涛

(湖北盛达泰水利水电工程有限公司，湖北 武汉 430060)

混凝土连锁生态护坡施工技术应用于水力坡降较小、低水流和波浪冲刷作用的河道、渠道、湖泊、水库等岸坡防护，兼顾了传统护坡对坡面稳定、强度和耐久性的基本防护要求；而混凝土连锁块的孔洞增加了坡面的透水和反滤功能；并且混凝土连锁块的孔洞回填土壤后有利于植物的生长，降低了护坡工程对原有生态的破坏。因此混凝土连锁生态护坡相对于传统的浆砌石、干砌石、现浇混凝土与预制六方块的护坡结构，具有生态环保、施工简便、稳定耐久、节省造价等优点。

1 工程概况

湖北省汉江堤防加固重点工程(府澴河段)第3标段位于孝感市孝南区，该工程堤防全长6.9km。本合同混凝土连锁生态护坡全长2.8km，护坡面积3.9万m2，公司2019年2—5月对该段护坡进行施工。本项目利用该施工技术后，混凝土连锁生态护坡仅120天就完成全部施工。该施工技术各道工序材料的使用与工序的操作简单，施工效率高，造价低，坡面稳固性好，坡面绿化面积高，绿化效果好。

2 技术原理

混凝土连锁生态护坡采用特有的连锁式结构，每块生态块靠自身的四周凹槽与周围的6块生态块产生超强连锁，使得铺面系统具有良好的整体性与稳定性，重要的是每块生态块中间的两个孔洞结构有利于植物的生长，保护了生态环境。

3 流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

混凝土连锁生态护坡施工工艺流程见图1。

图1 混凝土连锁生态护坡施工工艺流程

混凝土连锁生态护坡大样图见图2。

图2 混凝土连锁生态护坡大样图

3.2 操作要点

3.2.1 生态块预制

施工工艺流程：配料→拌和、检测→入模振动→养生→脱模→堆码并养生。

混凝土连锁生态护坡平面见图3。

图3 混凝土连锁生态护坡平面图

a.配料：混凝土生态块的强度等级为C20，混凝土采用自动计量的搅拌机进行拌制，拌制混凝土时提前检查计量设备是否准确，并按照要求等级强度的混凝土配合比通知单进行配料，骨料的含水率应经常进行检测，雨天施工应增加测定次数，以调整骨料和水的用量。C20混凝土连锁生态块预制配合比见表1。

表1 C20混凝土连锁生态块预制配合比

b.拌和、检测：全部材料装入搅拌机(从搅拌加水算起)至开始出料的最短搅拌时间不得低于2min。混凝土拌和物应拌和均匀，颜色一致。混凝土拌和物的坍落度在搅拌地点进行取样检测，每一工作班不少于两次。

c.入模振动：将模具整齐地摆放在振动平台上，人工用铁锹将混凝土入模，入模完成后，开启振动台进行振捣，振动台尺寸为1.2m×1.5m,一台振动平台可以同时放置9个模具,振动时间为2～3min，直至混凝土振捣均匀密实，表面出现泛浆且混凝土不再下沉为止。

d.养生：生态块养生以水雾为最佳，可以达到养生和加快混凝土水化的作用,也可采用土工布覆盖洒水养生，每天洒水次数以能保持混凝土表面经常处于湿润状态为标准。

e.脱模：混凝土浇筑完成(夏季2天、冬季4天)后且混凝土强度达到要求强度的20%时，方可脱模，随机找一块生态块来做脱模试验，当脱模时混凝土不产生掉角、缺边等现象时即可进行大面积脱模，脱模时应注意轻拿轻放,避免损坏制品的边、角，影响制品的外观。

f.堆码并养生：脱模后人工将生态块搬运至堆码场地进行堆码,堆码时按照预制时间的先后顺序从下向上依次堆码，每排生态块的堆码高度不得高于1.5m，以方便生态块装卸并保证堆码安全。堆码完成后需要洒水养护14天。生态块的强度达到规定值的75%以上才可进行装运。

3.2.2 测量放样

生态块护坡坡面修整时严格控制坡比，施工前先由测量人员对完成坡面进行复核，坡面平整度应达到规范要求并用靠尺测量平整度，坡面修整采用人工拉线修整，坡面土料不足部分进行填筑并洒水夯实。

3.2.3 基础脚槽

a.脚槽开挖：脚槽开挖尺寸为宽60cm、深80cm，施工测量放样时，应根据坡脚地形使护脚顺直，走向与河堤坡顶外边线平行，脚槽开挖按测量放样点用白石灰将脚槽轮廓线标示，采用机械开挖、人工修整成型。脚槽是维护整个混凝土连锁生态护坡稳定的唯一支撑。脚槽的施工质量，直接影响到生态块护坡的安全。

b.脚槽混凝土浇筑：脚槽顶部高于地基面20cm的两侧安装钢模。为防止基础不均匀沉降，脚槽每4m设置一道2cm厚泡沫板，采用C15混凝土，脚槽混凝土浇筑可由人工将混凝土采用特制溜槽直接输送至仓面，混凝土分层进行浇筑，每层铺料厚度小于50cm，插入式振动器振捣密实，表面收光抹平。

3.2.4 生态块铺筑施工

a.砂石垫层铺筑：砂石垫层可在料场按照0.3∶0.7的比例拌和均匀后由自卸汽车运输至作业面，砂石垫层厚度为10cm,铺筑采用挖掘机配合人工施工，为保证垫层铺填均匀，施工时打控制桩、带线严格控制垫层铺垫厚度，自下而上铺设，垫层粒径为5～20mm的碎石。铺筑砂石垫层在夯实碾压前，应根据其干湿程度和气候条件，适当地洒水以保持砂石料的最佳含水量，一般为8%～l2%。

b.生态块铺筑：脚槽混凝土达到一定强度后方可进行混凝土生态块的铺筑。铺筑重点是控制好两条线和一个面，两条线是坡顶线和坡脚线，一个面是铺筑面。保证上述两条线的顺畅和铺筑面的平整对整个护坡外观质量的评价至关重要。生态块铺筑从下往上顺序铺筑，铺筑时依放样桩横向拉线控制坡比，纵向拉线控制平整度。达到强度的生态块用汽车从预制场运输至作业面，铺筑时，生态块底部应垫平填实，先从标准线处开始铺筑，一块与一块错缝锁结方式铺筑，较高处可使用橡胶锤轻锤，较低处可在生态块下部补填砂石垫层料抬高。相邻生态块之间的锁扣应连接平顺，做到表面平整，咬合严密，整齐有序。铺筑时，生态块的长边方向与脚槽平行，短边方向与堤轴线垂直，这样便可保证汛期河道水流的平顺及岸坡稳定。将生态块铺筑至封顶，使生态块与封顶混凝土紧密贴合。混凝土连锁生态块铺筑见图4。

图4 混凝土连锁生态块铺筑示意图

c.弧形段坡面施工时，由于坡顶线至坡底线长度递增，相邻标准段之间由于坡顶线与坡底线长度不一致造成的非标准坡面，需使用异形生态块拼接。所需半生态块及异形生态块由人工使用无齿据切割以得到相应的规格和角度，切缝应平滑、美观。

d.混凝土封顶：封顶施工质量影响整个护坡工程的外观形象，混凝土封顶尺寸为宽20cm、深30cm，伸缩缝设置与脚槽一致，封顶混凝土轴线应与堤中心线平行。混凝土收光时要求压光三次，浇筑成形的封顶混凝土应棱角方正、顺直，圆弧段曲线圆滑，表面光洁、平整，无裂缝。

3.2.5 孔洞填充及撒播草籽

采用耕植土填满生态块的孔洞，孔洞内撒播适合当地气候环境的草籽，撒播前将作业面洒水浸润。再由人工将草籽均匀地撒播在整个坡面上，草籽撒播从上至下，边撒边退，并注意洒水养护。混凝土连锁生态块护坡完工形态见图5。

图5 混凝土连锁生态块护坡完工示意图

4 材料与设备

4.1 材料

4.1.1 水泥、骨料

混凝土采用强度等级为P·O42.5的普通硅酸盐水泥，出场应有检验合格证及质量证明书。细骨料为洁净的天然黄砂，粗骨料为粒径不大于20mm的洁净碎石，进场材料按照检测频次送检，检验合格后投入使用。

4.1.2 模具

采用定型优质高强加厚塑料模具，模具尺寸长和宽分别为40cm、30cm，总厚度为10.7cm，净厚10.2cm。

4.2 设备

本技术需要的主要施工机械设备为XE60挖掘机、JS500混凝土搅拌机、ZL30铲车、5t自卸汽车、P-6-11振动平台、ZN-50插入式振动器等。

5 质量控制

5.1 生态块预制质量控制

a.原材料按照检测频次进行试验，检测满足质量标准后投入使用，混凝土配料严格按照配料单进行。

b.模具尺寸应符合要求，施工前必须清洗干净并喷脱模剂，混凝土入模浇筑过程中，应控制混凝土的均匀性和密实性。

c.振动台振动要均匀，振动时间为2～3min,振动时待模具内的气泡完全散尽、混凝土表面平整后，方可移至养生区。

d.脱模时要在平整的场地上进行脱模，脱模时不要用力过猛，脱模后，洒水养护14天。

e.堆放构件的场地应平整夯实。

f.生态块在转运过程中，均采用人工装卸，装车时应堆码紧密，运输车辆应匀速行驶，以免在运输过程中撞坏；卸车时轻拿轻放，禁止野蛮装卸，禁止自卸车直接翻斗倒卸。

g.达到龄期的生态块按照检测频次送往实验室进行抗压强度的检测。

5.2 生态块铺筑质量控制

a.在坡面整形时，将坡面修整成满足要求的坡比并平整密实。

b.砂石垫层级配按照砂∶碎石=0.3∶0.7的比例配置，可采用土工试验进行检测。垫层铺筑厚度压实后为10cm,允许偏差值为±15%的厚度。垫层基面表面平整度不大于1cm。

c.生态块铺筑严格挂线施工，铺筑过程中使用橡胶锤轻轻地均匀捶打，严禁使用不完整且有破损的生态块。每完成一段后，用靠尺检验该段坡度及平整度，对不合格处进行调整，对施工时破损生态块进行更换。

d.混凝土生态块检验方法与质量控制标准见表2。

表2 混凝土生态块检验方法与质量控制

6 安全措施

施工前与作业人员进行安全技术交底,施工现场进行临时用电操作的电工必须持证上岗。所有电气设备的绝缘状况必须良好，并有开关漏电保护装置。施工现场设安全标识牌，危险作业区悬挂醒目警示牌。

7 环境保护

a.混凝土搅拌系统场地周围应设置废水收集沟，处理收集的清洗产生的碱性废水。

b.生活区及施工区产生的垃圾不随意堆放，不随地乱扔及就地掩埋，应集中处理。

c.砂石料、土、水泥等堆放地尽量设置在远离居民区、河流的地方，必要时遮盖，防止污染空气和水体。

d.自卸汽车运输时后斗要覆盖，施工机械经过的道路，要随时洒水抑尘。施工完毕后，进行场地清理、平整，保持良好的生态环境。

8 结 果

8.1 经济效益

将采用混凝土连锁生态护坡与采用其他形式护坡的经济效益进行对比分析，结果见表3。

表3 护坡工程造价对比

从表3可知，采用本技术施工的混凝土连锁生态护坡与浆砌石护坡的造价相比，投资减少226.2万元，节省43.6%；与干砌石护坡造价相比减少投资167.7万元，节省36.4%；与现浇C20混凝土护坡造价相比增加39.0万元，增加15.4%；与预制C20混凝土六方块护坡造价一致。虽然与现浇C20混凝土护坡相比施工成本偏高，与预制C20混凝土六方块护坡成本相同，但是本施工技术时间效率高，工期短，节约了材料的同时节省了人工成本，具有明显的经济效益。

8.2 环保效益

a.该技术与其他形式的护坡相比，合理地利用并减少了水泥、砂石料的使用，从而降低了因砂石料开采对生态环境体系的破坏，减小了资源的消耗。

b.该技术护坡形式与周围环境相协调，河道护坡、绿草与自然、河流和谐共存，不会让河道中的生物失去赖以生存的环境，保护了生态。该技术的应用做到了建设一方、建好一方、保护一方，还青山绿水蓝天于人民。

8.3 社会效益

a.随着时代与建设的发展，人类加大对河道保护的重视度，避免水利工程对自然河流的生态环境造成负面的影响，连锁生态护坡对堤防建设的发展有着重大的意义。

b.本技术施工材料与施工机具简单，劳动强度低，施工成本低，缩短了施工工期，在堤防、湖泊、渠道建设中可广泛推广应用。

8.4 运用效果

本施工技术经过2019年和2020年梅雨季(6月至7月上旬)对混凝土生态护坡的考验，实现了透水、反滤的护坡功能，全部施工断面未出现塌陷，护坡整体稳定好。植物根系深入土中后，植物、生态混凝土与土壤合为一体，形成牢固紧密的岸坡表面，有效防止了暴雨径流的冲刷破坏。多孔结构中草皮的生长也充分营造了景观，增强了人与自然的亲密性，工程效果显著。

9 结 论

a.本施工技术生态块可在护坡开工前提前预制，坡面碎石垫层处理平整后运到坡面直接铺设，加快了护坡施工进度，缩短了工期，实现了透水、反滤的护坡功能，同时具有孔隙率大、孔径合理的特点，达到稳定护坡目的；混凝土连锁生态护坡网格中生长的植物有效地防止了暴雨径流的冲刷破坏，达到了水质净化效应、生态效应和景观效应并举的效果。

b.本施工技术适用于水力坡降较小、低水流和波浪冲刷作用的江河、湖泊、渠道、水库等水利工程岸坡治理与加固以及城市景观坡面防护工程。