植生型生态护坡施工工艺要点

    胡安春

    摘要：生态护坡是一种新型护坡技术，它集防洪效应、生态效应、景观效应和自净效应于一体，是现代河流治理的发展趋势。本文着重介绍了京杭运河宝应段护岸损坏成因、生态护岸功能、植生生态护坡施工方案、施工工艺及技术要点等。

    关键词：生态护岸 建设 工艺 要点

    目前京杭运河宝应段护岸损坏情景

    京杭运河宝应段护岸由于年久失修出现侵蚀堤岸长达20余公里，针对京杭运河宝应段右岸试验段年久失修的硬质护岸现场考察，分析了护岸侵蚀主要原因：堤岸的框格结构受损不全；堤岸基础长年受水浪侵蚀造成整片崩塌；成片的破损混凝土浇筑物陷穴等几种损坏情景。

    崩塌。主要发生在坡面较陡、坡长较大的坡面。河道由于土壤的抗蚀性能及边坡的坡度大，在行船波或洪水的冲刷下，使坡脚失去了支撑，破坏了原来相对稳定的状态，很容易发生坡面崩塌，或下渗水分的增加改变了原来土体的物理性状，导致坡面整体或部分崩落。

    陷穴。地表径流沿坡面渗透到地下，由于细粒土体被淋渗至深层，日久天长把下部的土体掏空，形成空洞，上部土体失去顶托而发生陷落，呈垂直洞穴。

    滑移。在河水作用、降雨及其他因素的影响下，岸坡物质沿着软弱结构面或已有的滑动面向河中心发生整体滑移。

    同时经对京杭运河全天水位变化观察，虽然运河不受潮汐影响而变化，但运河同日上下午水位差还是较大，伴随运河中船舶的航行拍向坡岸的涌浪较大。施工期间水位较大，平均水位在7米（废黄河高程）左右。

    综合被侵蚀的堤岸的实际情况、受损程度、运河水位变化和缺失坡岸水下基础平等特征，生态护坡修复的主导思想： 充分采用施工成本低、因地制宜、就地取材修复侵蚀堤岸，恢复原生态。

    植生生态护坡方案设想

    1、生态护坡方案设计原则

    河道生态护坡是在保证岸坡稳定和满足通航行船要求的基础上，构建能透水、透气、生长植物的生态防护平台并与水体组成良性河坡立体生态体系。

    1.1水力稳定性原则

    河道生态护坡的设计首先应满足岸坡稳定的要求，应对影响岸坡稳定的水力参数和土工技术参数进行研究，从而实现对护坡的水力稳定性设计。

    1.2生态性原则

    生态护坡工程的基础是恢复生态系统正常运行。在设计生态型护岸时，要使其对环境的破坏影响达到最小，使生态型护岸与自然条件相协调，结合当地自然环境营建一个和谐的生态环境， 这既有利于保护环境，又有利于提高河岸的结构稳定。

    1.3因地制宜原则

    设计时充分考虑生态和原有未损堤岸再利用原则，充分利用已有堤岸的自然特征和固有的相对稳定的堤岸基础，在不彻底清除原有的钢筋水泥框格工程基础上，对破损的框格工程进行整理，并将整理出的水泥石块填入凹穴中继续用作护坡材料使用，因地制宜废物利用，另外将工地附近的土壤装入植生袋中用于岸坡的生态修复。

    生态修复方案主要包括： 对原有受损堤岸整修、覆土及铺设植生护坡材料、种植植被等。

    2、岸坡修复及生态护坡主要材料

    2.1联体工程排及沙肋

    联体工程排是由高强机织土工布与加筋带、环扣缝合制成，其主要作为堤岸基础、反滤、承载加强等作用。联体排布在本工程中又具有反滤作用，能防止水土流失和让植物根系穿透作用是生态护坡中不可缺少的工程基础材料。

    沙肋由高强抗紫外日晒的工程纺织材料组成，经过向沙肋内充灌水泥黄沙混合物或纯黄沙形成圆柱形水中现筑坡岸基础，本工程主要为上端构筑生态护坡系统作基础，沙肋采用联体工程排上的环扣进行固定。采用沙肋作为坡岸基础的特征是在没有围堰的条件下构筑水中基础平台。

    2.2植生护坡材料

    植生护坡材料是专为生态护坡设计的有高抗拉强度和大孔径土工复合材料，是生态护坡堤岸主要的承载材料。由于材料自身孔径较大坡面植被能穿透材料植生护坡材料能让植被轻松地穿透，同时与植被、三维植生网垫和土壤形成"护坡材料-植物加筋土体系"，即把护坡材料、植物当作结构的一部分，来增加土的纵横向的抗剪强度，防止坡岸坍塌，使岸坡更加稳固。

    同时还具有抵抗紫外线的侵蚀，不受土壤中化学物质的影响，不会发生质变或腐烂，不可降解并可抵抗虫害的侵蚀等作用。其运输方便，施工简便，适用于各种坡度护坡。

    2.3高强高密植生袋

    高强高密植生袋是采用抵御紫外线耐老化的合成纤维材料，它既有抗击水浪、波涌冲刷又具极大的抗拉、抗撕破强度，同时不会妨碍让植物根系扎入袋中生长。同样也具有不受土壤中化学物质的影响，不会发生质变或腐烂，不可降解并可抵抗虫害的侵蚀等能力。

    植生袋具有生态岛效应，可以改善局部范围内植物生长的土、肥、水、热等环境条件，表现出固土、保墒、调温和保肥多种生态效应。实验结果表明：植生袋能够长时间地维持土壤高含水量，袋内土壤水分的变化范围较小，而且变化强度较低；在没有阳光照射（阴天）的情况下，植生袋对土壤的温度影响不大，在有阳光照射（晴天）的情况下，植生袋在冬季能起到保温作用，在夏季能够减缓和降低土壤的最高温度；植生袋内的土壤基本不因风雨侵蚀而流失，土壤肥效能够长期保存、缓慢释放。

    施工时将装入客土的植生袋码放后用铁丝与工程排体上加筋带固定或用射钉固定即可，施工不需要使用更多的专用设备。

    2.4三维植生网垫

    三维植生网垫是一种由多层凹凸网和平面网复合而成塑料网。网垫内部有90%的空间可以用来充填土壤及播撒植物种子，其表面的波浪状网包可以减少雨水对土壤的侵蚀，将其铺设在边坡表面上后，网垫内土壤中的植物种子发芽生长又能与网垫本身构成坡面防护层，与植生护坡材料共同完成"护坡材料-植物加筋土体系"以达到保护坡面、恢复植被的目的。

    3、植生生态护坡结构形式

    在平整后的堤岸表面铺设联体工程排，用锚固钉固定在岸体上； 沙肋穿入排体下端环扣，将水泥黄沙灌入沙肋内；码放灌入沙的植生袋并用铁丝与工程排布加筋带固定。

    在植生袋上端起覆土10～20cm，覆土上铺设植生护坡材料及三维植生网垫；钢钎固定沙肋；向网垫内土壤、保墒剂、草种和肥料。

    植生生态护坡施工技术要点

    1、施工流程

    清理杂物，修整边坡→覆土沉降稳定→装袋填土（低洼处）→安装联体工程排及沙肋（用锚固钉将排布固定在已平整的坡岸上→在排布的下端对穿入环扣的沙肋内充灌水泥黄沙或纯黄沙）→铺设装入沙土的植生袋并用铁丝固定→在植生袋上方铺设三维植生网垫→覆土→铺设植生护坡材料→铺设三维植生网垫→向网垫内填充营养土、保墒剂、种子、种植苗木和肥料）→养护管理。

    2、技术要点

    坡面清理和修整边坡。对原崩塌堤岸结构进行坡面填补平整。施工时先采用人工将坡面上所有的岩石、碎泥块、植物、垃圾清除；对原框格结构受侵蚀堤岸坡面进行覆土填补平整。用装土编织袋将坡岸上大小坑洼处补平，反复数次后再覆土；对大面积塌陷堤岸修补平整。先用市售编织袋内装土，将大面积陷穴堤岸缺损处作围堰，在近水处底部用装有的土编织袋铺平，向已围堰的塌陷处抛入沙土填平，用气夯将土夯实铺平，形成一个完整坡面。

    覆土调整土壤酸碱度。覆土可采用当地的原生表土，如果坡面现有土壤质地较差不利于植物生长，必须要进行底土改良。覆土厚度约10～20cm，并用水浇透让覆土自然沉降稳定。

    铺设联体工程排及沙肋。从入水位线下约0.3～0.5m处起向上铺设联体工程排，并用锚固与岸坡固定（在离排体顶端约30公分处每隔1米左右用钢杆固定，再在下端钉二排，密度为每排约240根左右钢杆固定在加筋带上，钢杆用量不少于720根）。在工程排排体下端环扣内穿入沙肋共三条，将最下端的第一、二条沙肋安置于水下，向该沙肋内灌入水泥黄沙1：3的混合料，第三条沙肋灌入纯沙。

    码放植生袋。在沙肋上方码放植生袋四至五排， 从下端向上第一排植生袋内用沙灌装，上面各排植生袋内用泥灌入，袋口用手提缝纫机封口，用铁丝将植生袋与工程排上的加筋带固定。

    铺设植生护坡材料及三维植生网垫。缝制植生护坡材料及三维植生网垫组成下端有三维植生网垫的护坡材料， 坡护材料采用自下而向顺坡铺挂。护坡材料与坡面要紧贴，不能产生空鼓，护坡材料与护坡材料之间的搭接处至少有20～30cm的重叠，铺设后竹签锚杆定位。

    钢钎固定水下沙肋。铺设缝制植生护坡材料及三维植生网垫后， 将下端三维植生网垫包入沙肋下端内，用钢杆在网垫两端固定，钢钎打入坡岸基础内，密度不少于1根/米。

    向网垫内填充土壤、保墒剂、草种。先对种子进行适当的处理（浸泡，催芽）， 再将晒干后的草种用人工均匀播洒向填充土（密度约30克/平方米），再向草种上播洒保墒剂。

    用农膜保护，待草种萌芽后去除农膜再施一次农肥，植被进入养护期。

    设计生态护岸的原则和宗旨是确保河道基本功能，恢复和保持河道及其周边环境的自然景观，改善水域生态环境，改进河道亲水性，提高土地的使用价值。生态护岸建设又是一项长期而坚巨的任务，各地应根据本地区实际情况，着眼于未来，因地制宜地选择合适的治理方案，根据京杭运河宝应段护岸特点试验实施了植生生态护坡形式。相信在不远的将来，我们的航道将重现一幅幅碧波荡漾、绿树成荫的美景。

    （作者单位：江苏宝应航道管理站）