浅谈太榆退水渠改扩建一期工程渠堤生态护坡施工工艺

吕建文

（山西省水利建筑工程局集团有限公司，太原 030006）

1 工程概况

太榆退水渠位于山西省太原盆地东北部，建成于20 世纪70 年代，总控制面积553 km2，其中榆次区308 km2，太原市245 km2，其上游始于榆次区域的王家堡，从太原市小店区经过，进入清徐境内，主要负责太原以及晋中这两个市的多条大小河流、沟道以及40 万亩（1 亩=666.67 m2）农田的排水退水，榆次东退水渠、太原薛店排水渠、北张退水渠沿线接入该渠。本项目主要建筑物级别为1 级。

建设内容：渠道清淤拓宽工程，新建部分段两岸渠堤、抢险路，及渠系建筑物（闸、桥梁、渡槽、退口、泵站等）改建；其余段对渠道现状被黑臭水体污染的底泥进行清淤。

2 工艺流程与工艺优势

工艺流程方面，对太榆退水渠开展生态护坡施工，工艺流程如图1 所示。

图1 工艺流程

生物毯是新型的护坡生态施工工艺，其原理是由土工织物、草种人工湿地绿化生态毯以及肥料所组成的一体化材料成型后，完成铺设后，草种发芽，紧密结合强韧的草根植物与特殊材质的土工织物，从而形成一个整体以达到抗冲刷，耐流速的目的。一般情况下，生物毯护坡耐流速为4 m/s，其耐冲刷性能可满足绝大多数城市景观河道防洪要求。本次面向太榆退水渠改扩建一期工程采用生物毯护坡施工工艺，首先利用永恒物探覆盖迎水面，能够有效防治水、风、冷、热、盐碱等一系列不利因素对渠堤土地造成的侵蚀作用，实现有效的物理防护。其次，生物毯制备阶段，以植物纤维作为载体，隶属具有良好降解性的护坡绿化材料，不仅环保性较强、易于固定，且施工便捷，抗冲生物毯一体化结构可直接施工，运输方便，免去多重中间环节，节约成本且性价比高，施工单位每日可开展千余平方米的施工。最后，生物毯有着极强的抗冲刷能力，可有效防止流经地表水做造成的水土流失问题，同时生物毯护坡，因为是植物纤维，它的环保能力也是非常卓越的，对周围环境不会产生任何不好的影响，经过长时间的生物毯护坡，可以涵养水源，改善土质，实现边坡的生态修复[1]。

3 生态护坡施工工艺

3.1 工艺方案

本标段新建两岸渠堤的迎水面边坡为1：2，采用抗冲生物毯、生态土石笼袋进行防护。桩号14+450～15+000 段为生态土石笼袋段；桩号15+000～15+820 段为抗冲生物毯段。其护坡形式如图2、图3 所示。

图2 生态土石笼袋段

图3 抗冲生物毯段

3.2 土石笼袋

施工工艺：施工准备→边坡修整→施工放样→打桩→袋子装土→垒砌袋子、填土夯实。

3.2.1 前期准备

在施工之前，需要准备的工具包括卷尺、施工铲、坡尺、水平管、手推车、扫帚、木追、标线以及秤砣等。

3.2.2 修整坡面

将坡面上的垃圾、树根和树皮等杂物清理干净，使坡面保持整洁；清除不稳定的土体以及松动的石块；打磨坡面上的锐角物体，使其变成钝角，同时应削掉负坡。

3.2.3 施工放样和打桩

在正式施工前，首先要打木桩并挂好线，基础线应尽量与设计要求相符。在摆放和垒砌生态袋的过程中，一定要挂好水平线，错开上下层之间的竖缝，骑缝设置三维形式的排水联结扣，踩踏压实人工压板，使互锁结构保持稳定，接缝与扎口袋结合位置应尽量隐藏或靠内摆放，以此保障其整齐效果，提升其美观性。

3.2.4 袋子装土

袋子装土时对土料的选择尤为关键，选最佳含水率的填料填充（以手握成团，落地开花为准），对土料内含有的建筑垃圾、树皮树根、草屑、尖锐物等要彻底清除。如果土石笼袋长度较大，每当装土长度达到袋长1/3 时，就需要对袋里的填料做好抖紧和抖实处理。尽量使填料保持满实，牢固扎紧扎扣，经试拉确定良好为止。

先将一标准袋装好，通过磅秤进行称量，并做好重量记录，将其用作后续装袋施工中的样板。对于装好的袋子，应尽可能在几天之内完成施工，且需要稳妥放置，不可使其在户外暴露过长时间，避免淋雨。搬运过程中，一定要轻拿轻放，不可将其在地面上拖行，也不可在地面上滚动；如果装袋过程中出现了较大的上下变形情况，一定要及时将其调整均匀。

3.2.5 垒砌与沉降

在垒砌过程中，其主要原则是从低至高，错缝摆砌。

对于基础以及形成在上层的结构，三维形式的排水联结扣需要水平设置在两袋间，与袋边缘靠近，每个联结扣都应该骑跨到两个袋子上，通过摇晃的方式将袋子扎实，从而为各个联结扣在袋中腹正下方穿过提供足够便利。完成每一层袋子铺设之后，需要通过木槌做好夯实处理，使袋子与联结扣之间形成有效联结。袋子铺设时，其缝线结合侧需要朝内摆放，这样便可使形成的修建面足够平整、美观。

上一层铺设时，需要将前面的一个铺设层作为基础，通过一个联结扣将上层的每一个袋子都固定到下层的两个袋子上，从而形成一个粘连表面。在这样的情况下，上层袋子的重量会使联结扣被牢牢压入下层袋子里，使袋子之间达到良好的竖向联结效果。通过顶层夯实或踩踏等的方式，可使袋子间的互锁结构联结更加紧密。对于水平面上摆放的生态袋，应朝着坡内方向倾斜5%，这样才可以加快平台排水和滤水，降低静水压力。重复上述施工砌叠步骤，直至完成。

3.3 生物毯护坡

3.3.1 生物毯护坡施工条件

采用生物毯护坡形式，其必备的施工条件如下：第一，河道与边坡坡度交换，通常在1：1.5 左右；第二，边坡整体稳定性较好且土质较高；第三，流速缓慢，通常在4 m/s 流速以下。

3.3.2 生物毯施工步骤

生物毯的施工工艺为整坡→开槽→铺设→搭接与锚固→养护。

1）整坡。在施工之前，需要修整好坡面，使其足够平整，必要时可通过人工方式实施二次整平处理。整坡时一定要注意将整理好的边坡或基础必须符合图纸边坡比。在坡面上，不可有粒径在50 mm 以上的砾石，也不可有树桩、树根以及其他的垃圾存在；不可存在凹陷或凸出部位，且需要碾压密实，将铺设施工范围之内的全部积水排除。如果坡面上没有天然表层土，或是表层土较施工图纸中要求的厚度小，则需要做好表层土加铺，使其达到设计标准。

2）开槽。在堤顶和堤底各开一个沟槽，堤顶在钢钉固定后采用C20 混凝土压顶固坡，堤底采用钢钉固定后格宾石笼固坡。对于沟槽，其深度和断面形式均应符合施工图纸中的要求，如果其中有大量积水存在，则需要做好排水工作，避免其立面软化。

3）铺设施工和搭接处理。做好坡面长度测量，将生物毯裁剪好，其长度应达到坡面长度与两侧沟槽深度之和及以上。在铺设位置上铺设生物毯。铺设之前，应对铺设面做好清理和验收工作，使其垫层厚度及施工厚度符合设计标准。铺设方向需要按河道中的水文条件以及材料自身受力方向等来确定，同时应与施工图纸相符。

铺设过程中，需要做好正反面区分，并控制好其松紧度，以此来适应坡面变形。生物毯需要贴紧垫层或基础，不可架空。同时，工作人员不可穿带有钉子的鞋，护坡的混凝土块体不可直接卸放到生物毯上，撬动工具不可选择带有尖头的钢筋，且所有可能会对生物毯造成破坏的施工都不可在生物毯上实施。铺设期间所有的生物毯均须进行相关的钢钉锚固措施，具体钢筋锚固密度不得低于设计最低标准；当天铺设的生物毯应在当天完成钢钉锚固措施。生物毯需要按工程图纸和相关规范中的方式与长度标准进行搭接。其搭接方向应为顺水流向，如果发现生物毯破损情况，应及时进行修补或更换处理。

4）搭接和锚固施工。生物毯需要顺着水流的方向进行搭接。在堤肩位置，每间隔1 m 需要打下一根钢钉；在搭接位置，每间隔1 m 需要打下一根T 形钢钉；对于其他位置，每间隔2～3 m 应打下一根钢钉，其钢钉长度需控制在200 mm。

搭接前必须对搭接面进行清扫，确保生物毯搭接紧密、无隆起，搭接处必须采取相关钢钉锚固等措施，确保搭接处的稳定性。进行生物毯上的混凝土或砌石施工时，铺放设备在任何时刻都不可在生物毯上直接作业或行驶，以免铺设时破坏生物毯材料。如果生物毯在施工过程中被损坏，工作人员需要按监理人员的指令及时进行修补，如果损坏严重，则需要更换新的生物毯，并将其覆盖到损坏位置的上方。同时应做好生物毯的搭接处理，并通过钢钉做好锚固处理。

5）养护。铺设完成后需实施浇水养护处理，结合实际的天气情况，养护1～2 周时间，以此来提升植物的萌芽与生长效果。

3.3.3 质量检查和验收

1）生物毯的质量检验。在每批生物毯进入现场前，对材料材质、抗拉强度、断裂伸长率、耐老化性能等各项指标进行抽样检验。

2）生物毯施工期的质量检查和验收。首先，覆土前的外观检查。生物毯铺设完成后，应目测有无漏接，搭接长度是否满足要求，锚钉密度是否满足要求，铺设是否平整。其次，隐蔽部位的验收。在生物毯被覆盖前，应进行工程隐蔽部位的验收[2]。

4 结语

本文针对太榆退水渠改扩建一期工程对生态护坡施工工艺的应用开展研究，详细概述了施工流程以及工艺要点，相关单位在借鉴本文研究成果阶段，还应加强施工人员生物毯生态护坡施工技术培训与技术交底，确保其在施工阶段掌握技术要点，在满足施工质量基础上充分发挥生物毯生态护坡在水利工程领域的优势，以促进我国水利工程进一步的绿色发展。