软性10%铝锌合金网箱在宁波市河道生态护岸中的应用

金德钢，顾唯星

(1.宁波市水利水电规划设计研究院，浙江宁波 315192;2.江阴三立工程材料有限公司，江苏江阴 214415)

河道蕴含着许多与人类生活相关的因子，但是在提倡生态绿色环保的同时，河道护岸实际应用的却多是没有生态效果的浆砌石或干砌石挡墙(护坡)、现浇混凝土挡墙(护坡)、预制混凝土块体护坡等传统的护岸方式。研究成果表明，传统的护岸方式将整个河岸表面封闭起来，隔绝了土壤与水体之间的物质交换，影响了生态平衡，会加速水环境的恶化。为实现人和自然和谐、河道资源可持续利用、防止水土流失，生态类挡墙技术在河道护岸工程中逐渐得以推广。以宁波市生态河道建设中采用最多的软性10%铝锌合金网箱技术为例，对生态类挡墙在河道沿岸生态保护与修复中的应用进行了论述。

1 技术原理

软性10%铝锌合金网箱是采用10%铝锌合金钢丝，通过机器编织成六角形双绞格网，组装成箱笼体，在工程现场向箱笼内填充一定规格、满足一定要求的石料，以形成自透水、柔性的防护结构。其采用的10%铝锌合金钢丝，镀层厚且均匀，耐腐蚀性好，使用寿命长，常用于河道、公路、港口等工程护岸，搭配植树种草，具有适用性较广、安全性较好等特点。

2 适用范围及特点

软性10%铝锌合金网箱结构应用广泛，可以用在河道支挡结构、河道坡面衬砌、边坡支护、海岸线防护、公路工程、市政工程、岩土工程、灾害治理、隔音墙以及其他要求结构具有自透水性、柔性、耐久性和经济性的工程中。

它的特点包括：①良好的透水性。网箱结构的透水性有利于墙后回填土土层中孔隙水的排除。当墙后水位升高时，网箱结构可迅速排水，从而有效降低墙后土体水位和水压力，并且能够节省传统支挡结构所需排水设施的相关费用，降低了结构的整体造价。网箱结构还可以增加河道沿岸水土交换，提高水体的自净能力，有利于动植物的繁衍。②较强的适应地基变形能力。由于钢丝具有一定的强度及延伸性，因此网箱结构具有延展性，可以在软基上使用，可减少地基处理的费用。③简便的施工工艺。将工厂生产的半成品在工地上组装成型、填石盖网即完成施工，不仅操作简便，而且施工受天气影响小，容易控制施工质量，适宜机械化作业。同时，由于网箱的规格型号是按照设计要求加工定型的，因此可避免个别施工单位在隐蔽工程处偷工减料，从而可保证结构的安全性。④可带水作业施工。在难以干涸施工的地段，可带水作业施工。⑤良好的景观效果。结构填料间的孔隙有利于土壤聚集，加上人工覆土种植，可有效改善河道沿岸景观效果。⑥相对低廉的工程造价。网箱结构类挡墙主要由钢丝和填充料构成，填充料只需满足抗风化、具有一定强度、粒径大于网孔即可，也可以使用粗加工的小块石，在结构的非外露面部分甚至可以使用道渣或旧混凝土碎块，因此网箱结构整体造价低于混凝土结构，接近浆砌石结构。⑦良好的抗震能力。网箱柔性结构在地震时会随着基础变形释放能量，在网箱的约束下石块结构不至于松散，较刚性结构的直接破坏，网箱结构更为安全。

3 网箱线材的选择

软性10%铝锌合金网箱的寿命取决于钢丝的材质。通常用于制造网箱、网垫的钢丝为热镀锌/镀铝锌低碳钢丝，使用年限分低(3 a以下)、中(5～15 a)、高(50 a以上)3种。网箱材料选择时最重要的参数是防腐年限，钢丝的防腐在很大程度上又取决于钢丝镀层。目前钢丝的防腐性主要受镀层的种类、质量、均匀度(偏心)、牢固度(开裂)等4个方面因素的影响。主要防腐钢丝的防腐性能对比结果见表1［1］。由表1知，同一种钢丝在陆地上的使用年限要高于在水中的使用年限;钢丝覆塑后能提高其使用年限，特别是在水中的使用年限，如镀高尔凡钢丝在陆地覆塑后的使用年限约为覆塑前的1.3倍，而在水中则约为1.5倍;10%铝锌合金钢丝在陆地的使用年限约为热厚镀锌钢丝的8倍、是镀高尔凡钢丝的3.4倍。因此，根据相关资料和工程经验，我们建议业主和设计人员优先选用热镀10%Al－Zn合金钢丝镀450 g/m2以上的钢丝。

表1 各种防腐钢丝的防腐年限

4 应用实例

4.1 化工区河道护岸工程

宁波市化工区河道主要由北海河、海天河、岚鹄河和护塘河组成，其中护塘河作为主要汇流河道，出口接强排泵站，是区域内重要的水体景观和汇排水河道。在发生设计洪水的条件下，护塘河局部流速较大，而沿河控制性土层主要为淤泥或淤泥质黏土，抗冲能力较低，因此设计时我们选择采用10%铝锌合金钢丝网箱生态护岸工程，护垫装碎石和土形成台阶式岸坡，并栽植林草。这种护岸和固堤形式能承受较大的冲刷力，保护土壤不被水冲走，并且使沿岸水土得到充分交换，改善了水体的净化能力，有利于水草、鱼类等的生长，不仅施工简单，造价廉价，而且能适应地基变形，不易发生破坏。化工区河道护岸工程中的网箱及护垫均采用《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》(GB/T 10125—1997)240 h检测，用30%盐酸浸泡10 d，无异样。该工程于2004年开工，2005年完工，现已成为人们休闲垂钓的好去处。

(1)网箱挡墙断面形式［2］。该工程网箱挡墙共用4层网箱，其中底层宽3.0 m、高1.0 m;第二层宽 2.0 m、高 1.0 m;第三层宽1.0 m、高 1.0 m;顶层宽 0.6 m、高 0.5 m;网箱对称叠放，底高程－1.70 m，底层与开挖线之间预留0.4 m，见图1。河道正常水位1.67 m，挡墙顶高程1.80 m，上部以缓坡与道路相连，沿河岸建设生态走廊，种植有岸上林、岸上草及水边林等。本工程最大的特点就是能够在软弱地基上施工，不必进行地基处理，背坡可直接回填原土，同时还可以很好地适应地基的不均匀沉降。

(2)护垫作用。在蓄水后容易发生塌坡现象，土质较差条件下采用干砌石护坡结构容易失稳，无法得到理想的护坡效果，因此在化工区护塘河海堤侧采用护垫进行保护，以确保河岸的稳定。

图1 网箱河道断面图(高程单位为m，尺寸单位为cm)

4.2 其他河道护岸工程

软性10%铝锌网箱技术在宁波市慈溪市水云浦河道、宁海县颜公河、鄞州滨海工业园区河道、鄞州大嵩围涂工程配套河道、北仑郭巨围垦配套河道、象山大目湾新城河道、宁波市甬新河等工程中都得到了推广应用，除宁波市甬新河部分河段施工单位在采购环节为降低成本，使用了质量不达标、使用年限不合格的材料，导致工程产生质量缺陷外，其他工程均未发生破损现象，并且取得了良好的生态效果。

5 结语

生态是水利的未来，河道生态护岸是建设人水和谐、实现可持续发展的重要措施。软性10%铝锌网箱采用自然柔性材料将工程与生态相结合，有利于河岸水土交融、恢复河道的生物多样化。软性10%铝锌网箱在生态护岸中应用较广，在实际应用中应注意：①恢复和保持河道及周边环境的生态功能和自然景观，美化工程环境。②通过扩大水面和绿地、设置生物的生长区域，改善自然环境、生态环境和保护水质，同时利用木材、石头、沙子等天然材料形成的多孔性构造，为生物提供一个安全的生长空间。③在河岸护坡中结合坡岸绿化，根据水位变幅、气候、土壤条件以及不同的区域和部位选择合适的植物，可考虑采用水生植物。④水边景观应与周围环境相协调，保持连续性、自然性，可通过建设水边的台阶、缆绳、绿地、亭台等营造亲水空间，发挥护岸工程的社会效益。可以预见，未来软性10%铝锌合金网箱在河道生态护岸工程建设中将得到更广泛的应用。

［1］金德钢，陈润夏，孙丽丽.石笼护坡结构的设计方法［J］.水利水电科技进展，2007，27(z2)：155 －158.

［2］金德钢，翁大朋.自然生态工法理论与实践［J］.水资源保护，2006，22(z2)：24 －27.