贴坡垒砌回填夯实生态袋护坡施工工艺在水环境治理中的应用

2023-03-11金正伟

治淮 2023年2期

金正伟

一、概述

当前我国城市河涌已建堤岸多为砌石、混凝土或预制混凝土结构型式，提高了城市防洪能力，但忽视了河涌原生态保护，造成了资源浪费。

安徽水利开发有限公司在广州市南沙区水域公共岸线环境专项整治项目建设中开展了以“人与自然和谐共生”为理念的河涌整治工作，通过采用贴坡垒砌回填夯实生态袋护坡施工工艺，充分利用河涌已有水系资源、生态功能等，辅助部分工程措施，不断修复水环境和周边生态环境，有效改善了河涌生态平衡、减少了资源投入，达到了“堤固、涌畅、水清、岸绿、景美”的效果。

二、工艺原理

通过在城市河涌水位变动区以下边坡贴坡砌筑生态袋，袋与袋之间采用三维排水连接扣相互连接，形成力学稳定的三角内摩擦紧锁结构，以提高稳定性及承载力。坡面覆土后栽种水生植被，通过水生植被发达的根系穿透生态袋扎根土壤，生态袋与水生植被、边坡形成一个紧密结合的整体，从而成为稳定边坡土体的一种防护方式（见图1）。

图1 生态袋护坡工艺原理图

三、施工工艺流程及操作要点

（一）施工工艺流程

施工准备→清理、平整场地或抛石挤淤→放线确定生态袋垒砌边缘线（生态袋填料准备、填筑、生态袋缝口及装运）→分层垒砌生态袋→生态袋与边坡空隙回填、整平→生态袋夯实、安装三维排水连接扣→分层施工至设计标高→栽种水生植物→验收。

（二）操作要点

1.施工准备

首先对施工范围进行详细勘察和测量放样，做好施工总体策划；根据工程量和进度计划科学配置机械设备以及块石、生态袋、填料等资源。

2.护脚基底处理

按照设计图要求的位置确定护脚边线，设置定位桩；根据基底地质条件及设计要求，对淤泥质基底采用抛石护脚处理，石料由自卸汽车运至现场，反铲散料，低潮位配合人工铺设、整平顶面。

3.岸坡整治

按照设计图放样岸坡上下边线桩位，按桩位悬挂坡度线；拉顺修整岸坡，拆除、清理岸线阻水障碍物、建筑物以及岸线裸露杂物，局部进行换填；坡面坡度修整按1∶2控制，生态袋部位1∶1.5。

4.边坡台阶开挖

为减少垒砌生态袋与边坡间的回填土，生态袋安装前边坡逐层开挖台阶，台阶开挖高度15cm、宽度25cm，台阶与生态袋码放的模数相同。

5.生态袋准备

（1）生态袋：生态袋材料选用标称断裂强度≥335N/m，等效孔径Q95为0.2mm的短纤针刺非织造土工布。

（2）填充料选择与拌合：生态袋常水位以下装填中粗砂；常水位以上装填砂土，配合比为中粗砂∶粘土=9∶1，按3kg/m3掺和有机肥以利植被生长；有机肥现场加入，均匀拌合，即拌即用，未使用完的拌合料必须进行覆盖，以便减少袋装料的水分及肥料外泄。寒冷地区不应在0℃以下施工，防止生态袋中出现冻土。

（3）装袋：根据设计要求的成型尺寸，可制作相关成型模具作为标准，通过工艺性试验确定袋内填充料的数量，保证袋体搬运过程中不变形，封口有效。

（4）生态袋封口：生态袋封口采用手提式小型缝包机，缝袋线要求具有同样抗紫外线、耐腐蚀的同色线。

6.生态袋垒砌

（1）生态袋垒砌前，在坡面铺300g/m2无纺土工布反滤；靠边坡底层将生态袋横向垂直于坡面摆放，加强基础与抛石挤淤层的结合，以保证边坡稳定。

（2）垒砌时填充料要均匀充满袋体，由低到高，层层错缝，袋与袋之间相接紧密，保持“顺直、平整、密实”，袋体外露部分不能起皱，相邻袋体无明显高差，每层生态袋垒砌结束后水夯密实；每层生态袋垒砌夯实后，填实袋体与坡面的空隙。

（3）垒砌上层生态袋前安装三维排水连接扣使生态袋形成整体，三维排水连接扣放在生态袋上面两个袋子之间，靠近内边缘1/3的位置，以便每个标准扣连接住两个生态袋。夯实上叠加层袋体以使每个标准扣可以穿透生态袋的中部，确保标准扣和生态袋之间有良好的互锁与接触。

（4）垒砌生态袋时纵向设置拉线，确保每层垒砌的平整度和纵向顺直；每15m从坡脚到坡顶拉设一根坡度线，确保施工坡度符合设计要求。此外，要注意保持坡面的坡率，不得出现反坡现象。生态袋垒砌至顶部时，最上面一层横向放置。

7.水生植物种植

生态袋垒砌完成后，表层回填种植土，选择适宜种植及便于后期养护的水生植物，做好水生植物的管护，保证成活率。

四、材料与设备

（一）材料

生态袋：生态袋材料（SNG）选用标称断裂强度≥335N/m，等效孔径Q95为0.2mm的短纤针刺非织造土工布；外形尺寸为970×460mm，装料后外形尺寸不小于（长×宽×高）700mm×400mm×150mm。生态袋主要技术参数详见表1。

表1 生态袋主要技术参数表

三维排水连接扣：基板与棘爪均采用聚丙烯材料挤压成型，外形尺寸为355mm×120mm。

缝袋线：与生态袋具有同样抗紫外线、耐腐蚀的同色线。

中粗砂：生态袋常水位以下装填中粗砂。

砂土：常水位以上装填砂土，配合比为中粗砂∶粘土=9∶1，按3kg/m3掺和谷壳、蘑菇糠、锯木屑或泥炭土等有机肥。

（二）设备

贴坡垒砌回填夯实生态袋护坡施工工艺简单，所需设备主要有：挖机、装载机、铁铲、皮尺、小型打夯机、手推车、坡尺等。

五、施工注意事项

（一）施工质量控制

1.生态袋几何尺寸、材料拉伸强度、摩擦系数、透水性和耐久性应符合设计要求和工程需要。

2.生态袋填料时的充满度宜为85%；袋体封口应牢固，缝合线无跳针漏缝现象；缝合线处靠内摆放或尽量隐蔽，以达到整齐美观的效果；生态袋垒砌应分层错开叠放，防止水体直接流过袋间空隙；三维排水连接扣骑缝放置，保证互锁结构的稳定和提高竖向排水能力。

3.叠袋坡不应陡于1∶1.5，坡趾应采取防冲措施；生态袋用于堤坝时，底部应垫反滤土工织物；生态袋在水中经受水流流速不应大于1.5～2.0m/s，浪高不大于1.5m。

（二）安全措施

1.建立项目安全管理组织体系，配备各级管理人员，落实安全生产责任制；分级做好安全、技术交底；落实安全保障措施，现场采取封闭施工，设置安全警示标志；向施工作业人员发放安全帽、救生衣、口罩、手套等劳动保护用品。

2.施工过程中，施工人员必须穿着反光标志服等劳动保护用品在施工区域内作业，临水作业人员必须穿救生衣。

3.生态袋垒砌施工前，清理坡顶杂物，做好边坡防护，认真检查支护作业区及边坡的稳定情况；严禁边坡上下同时交叉作业，作业期间加强边坡变形的监测。

4.机械在靠近边坡作业时，距边沿应保持必要的安全距离，确保履带压在坚实的基础上；边坡严禁停放机械；禁止人员进入机械作业半径内。

（三）环保措施

1.做好粉尘和噪声的防治：施工区域要定期洒水，保持清洁；施工时段尽量安排在白天，确需夜间施工时，应在振动声音较大的设备上加设消音罩，噪声控制在55dB（A）以内，最大限度地减少噪音对周边影响。

2.固体废弃物和污水排放治理：施工和生活中所产生的固体废弃物应分类放置，并按项目所在地规定运至指定地点进行处理；施工中产生的污水、生活污水等系统地排入到所设置的沉淀池中，经沉淀检测合格后排放。

3.水土保持控制：施工前调查摸清施工区域的水系和排水系统，结合施工现场设置良好的排水系统，做到不冲不淤，严禁乱挖乱弃，发生水土流失。对于开挖后长期暴露的土质采用安全网、薄膜覆盖，减小水土流失及水源污染。生态袋护坡施工时，做好施工区域的水土保持效果监测，根据监测情况及时调整、完善水土保持措施；工程完工后，及时清除施工区域的废弃物，按环境保护措施计划妥善处理，尽快对现场环境进行恢复。

六、项目成果及效益分析

（一）项目成果

广州南沙区水域公共岸线环境专项整治项目工业涌、西涌、十二涌等多条河涌均采用了贴坡垒砌回填夯实生态袋护坡施工工艺，施工时受滨海河涌涨落潮影响较小，施工操作简单，便捷高效、可以组织平行流水作业，缩短了建设周期；通过测算，同规模生态袋护坡与传统浆砌石护坡施工工艺相比，可节省成本约109万元，经济效益显著。

（二）社会效益

广州南沙区水域公共岸线环境专项整治项目通过采用贴坡垒砌回填夯实生态袋护坡施工工艺，充分利用了河涌已有水系资源、生态功能等，辅助部分工程措施，在改善水环境、修复生态等方面效果明显，实现了人与自然的和谐共生，受到了主管部门和社会的一致好评。该工艺采用的生态袋填料可就地取材，既降低了工程造价，又减少了资源投入，同时满足了环保要求，可广泛应用于滨水公共岸线、城市水环境治理，同时对河道、湖泊、小微水体及山体等边坡防护有重要的应用参考价值。