钢丝网石笼挡墙在长江航道整治中的试应用

    梁崇元

    

    

    摘 要：长江航道整治护岸工程部分岸坡后方因距江堤太近或为耕地，土地紧张。为节约用地，需采用直立式挡墙来守护岸坡。常用的挡墙形式为砌石挡墙和现浇混凝土挡墙，在长江中游藕池口水道航道整治工程的砂埠矶护岸工程中，试验性采用了直立式钢丝网石笼挡墙，具有节约土地、透水性强、抗冲性强、柔韧性好、适应变形和利于生态恢复等特点。

    关键词：航道整治 直立式钢丝网石笼挡墙 施工工艺 生态护坡

    长江航道整治工程的护坡主要为堤岸边滩护坡和江心洲滩护坡，防止边滩和洲滩岸坡遭受水流冲刷侵蚀而崩塌，因地形变化使航道产生冲淤变形后影响通航尺度。长江堤岸边滩和江心洲滩多为淤泥质土，土质差，渗流较严重。部分地段紧靠长江大堤，岸坡多为耕地，土地紧张，受地形限制需采取直立式挡墙护坡。长江航道整治工程护坡挡墙经过多年的发展，从最初的干砌石、浆砌石和现浇混凝土挡墙结构，至现在的直立式钢丝网石笼挡墙结构，挡墙结构形式的演变，说明长江航道整治工程的护坡已逐步向生态和环保护坡发展。

    传统的挡墙结构形式

    传统的挡墙结构形式主要有干砌石挡墙、浆砌石挡墙、现浇混凝土挡墙等，干砌石和浆砌石挡墙具有取材容易、施工简单、维修方便、和工程造价低等优点；但对块石的平整度要求较高，其适应岸坡变形的能力不强；现浇混凝土挡墙构造简单，施工方便，可以较好的发挥结构的强度性能，整体性强。但其透水性较差，适应岸坡变形能力较弱。

    直立式钢丝网石笼挡墙结构形式

    直立式钢丝网石笼挡墙是一种新型护岸结构型式，该结构实质由充填满石料的矩形钢丝笼单元体叠砌组成，单元体由底板、隔板、侧板和盖板组成，在钢丝笼中装填石料后，封闭盖板，将单个钢丝网石笼之间通过相同材质的钢丝连接，形成一个大型的、具有一定柔韧性和整体性的工程模块，具有良好的透水性和极强的抗冲性。

    在长江中游藕池口水道航道整治工程的砂埠矶护岸段，首次试验性采用了直立式钢丝网石笼挡墙和钢丝网垫混合式护岸结构型式，在坡顶陡坎江心侧设阶梯式的钢丝网石笼挡墙。挡土墙由三层高度均为1m的钢丝网石笼竖向砌筑而成，岸侧垂直，江侧成阶梯式，由下而上钢丝网石笼层宽分别为2.5m、1.5m和1m，挡墙下设无纺布和碎石垫层，墙后采用卵石回填。

    砂埠矶护岸中直立式钢丝网石笼挡墙分为三层，下宽上窄，尺寸规格分别为2.5×1m×1m（长×宽×厚、下同）、1.5m×1m×1m和1.0m×1m×1m。网格尺寸为8cm×10cm，网面钢丝直径φ2.7 mm；边端钢丝直径为φ3.4mm；绑扎钢丝直径φ2.2mm。单个石笼构件如图1所示，挡墙结构图如图2所示：

    图1 石笼构件图 图2 挡墙结构图

    直立式钢丝网石笼挡墙的特点

    钢丝网石笼挡墙主要具有以下特点：柔韧性好、有延展性、整体性好，适应变形；透水性强、抗暴雨和水流冲刷，能排水固结，利于岸坡稳定、水土保持；组装方便，可组合成不同形状、施工进度快；表面加镀锌及高尔凡保护层，防锈蚀，经久耐用；可因地制宜利用当地卵石料资源，经济性好；由于石笼垫表面粗糙，泥沙易于落淤在石笼内，可以长出青草等绿色植被，起到水土保持、消声敛光、环保绿化的效果，改善了河道的生态环境。

    直立式钢丝网石笼挡墙的施工工艺

    施工前，先清理好基础，铺设好无纺布和碎石垫层。施工工艺流程如下：

    1、钢丝网石笼的组装

    为便于运输，钢丝网石笼单元折叠后运输至现场，先将钢丝网石笼放置在坚硬平整的地面上，按原始折叠线展开，再将面板、背板、侧板和隔板竖起，组成一个开口箱体形状，将所有相邻面板的边缘钢丝绞合在一起。

    2、钢丝网石笼的安装

    安装时从第一层钢丝网石笼开始，先在施工区放样出每个钢丝网石笼的位置，然后将每个钢丝网石笼按放样的位置一个紧靠一个整齐地摆放在垫层上，再将相邻钢丝网石笼用钢丝紧密绞合构成一个连续的整体。

    3、钢丝网石笼的石料填充

    为减少孔隙率、防止石笼变形并增强美观性，采取分层填石，人工配合机械填充。每次填充高度为1/3石笼高度，且相邻两钢丝网石笼单元已填充卵石的高差也控制在1/3石笼高度以内。靠面墙单元内每装填满1/3就安装两根加固钢丝，即用两根长约1.2m的钢丝，分别从钢丝网笼箱体的后面向正面（临江面）距边缘1/3处加筋绞合，防止钢丝网笼箱体在卵石填充时变形。如此循环施工，直至钢丝网石笼箱体填充满。

    4、钢丝网石笼的绞合锁盖

    石笼填充完成后，先将盖板下折与相邻盖板的边缘拉至一起，再将相邻钢丝网石笼的盖板拉紧，使盖板所有边缘与相邻面板边缘充分绞合，同时与相邻的盖板充分绞合，最后将钢丝的伸出部分插入钢丝网石笼中去。

    第一层钢丝网石笼完成部分后，依次进行第二层、第三层钢丝网石笼施工。

    直立式钢丝网石笼挡墙的生态护坡试验

    1、生态护坡的特点

    生态护坡是一项综合运用工程力学、生态学、土壤学和植物学对岸坡进行保护，形成植物或者工程与植物组成护坡系统的护坡技术。

    生态护坡不仅具有抵制水流冲蚀、保护坡岸的传统防护功能，而且融入了文化和生态等多方面的内容，使其具有对自然生态系统的维护和恢复功能，即改善环境功能。

    2、植草生态护坡施工试验

    由于钢丝网石笼挡墙结构具有较强的水土交换能力，有利于墙上植物的生长，具备生态护坡的条件。2012年3月，在藕池口水道砂埠矶护岸挡墙段进行了植草试验。

    2.1草种及施工时间选择

    草种的选择：由于洲滩护坡在洪水季节时会被淹没，所植的草，要有较强的抗水淹能力、繁殖能力和有较发达的根系扎根于钢丝网石笼中。据前述特点和草种的特性，选择狗牙根、高羊茅等草种，作为护坡用草种比较合适。

    施工时间的选择：植草施工一要考虑草籽发芽、生长的自然条件，二要考虑播撒的草籽在洪水期来临前，能够长出较发达的根系，防止被洪水冲刷带走。因此植草施工的时间，选择在2012年3月。

    2.2 钢丝网石笼挡墙植草工艺

    基质土铺设：选择耕植土，除去杂草杂物，机械开挖、铺置于挡墙顶，然后人工均匀铺设并用铁锹密实。人工均匀洒水，使泥土渗透至钢丝网挡墙内部。

    撒播草种：先在基质土上均匀撒播草籽，再均匀覆盖一层细土。

    施肥及洒水养护：草籽播撒后及时洒水并施肥，养护时间为二十天左右。

    后期管理养护：草籽发芽出土后，形成草坪后对其进行修整、洒水、施肥、农药除虫等。

    结语

    藕池口水道直立式钢丝网挡墙于2010年12月开始施工，2011年5月砌筑完成（见图3），2012年3月植草完成。已经历三个洪水期和枯水期，2014年5月到现场查看，挡墙稳固、变形很小，也未受到破坏；除挡墙顶部临水边缘的草皮略有冲刷外，其他部位的草皮都郁郁葱葱，一片脆绿，与周边环境和谐一致，工程试验效果良好（见图4）。

    长江航道整治的护岸施工，从传统的对岸坡功能守护到结合环保及生态方面进行探索研究，有很多的新材料、新结构、新工艺逐步得到应用。相信在不久的将来，长江航道或堤防的护岸工程实施后，长江两岸的坡面上将会是一片绿荫。

    图3 2011年5月挡墙完成后图 图4 2014年5月挡墙图

    参考文献：

    [1]长江航道规划设计研究院.长江中游藕池口水道航道整治一期工程施工图设计[R].武汉：长江航道规划设计研究院，2010年9月

    [2]路彩霞，李振清，杨振明.钢丝网石笼在护岸工程中的应用[N].水利水电快报，2004（23）：26-27

    [3]廖迎娣，黄慧珏，张峰.生态护岸在芜申航道整治工程中的应用研究[J].现代交通技术，2011，8（1）：83-85

    （作者单位：长江宜昌航道工程局）