王卫国 姜 玮
(金坛市水利局,江苏 常州 213200)
新建河位于金坛市城区南部,河口宽15~30 m,南北全长4.1 km,北接钱资荡,南连长荡湖,流域总面积327 km2。作为金坛市城市防洪大包围的组成部分,新建河是金坛市城区南片的主要泄洪通道,同时承担钱资荡水源地供水补给和城区水环境调节引水任务。随着金坛城区发展东扩南移战略的实施,新建河尤其是上游段在新一轮城市规划中被纳入滨湖新城区范围,因城市景观生态建设要求日益提高,其特殊的地理位置决定了河道整治工程建设除满足首要功能防汛排涝外,还需兼顾生态景观,为下一步打造钱资荡~长荡湖生态长廊打下良好基础。
新建河整治工程作为全国中小河流治理项目,结合城市规划和两岸自然地形,采用生态护岸,使新建河成为自然生态、亲水的景观河道,可有效改善沿河地区的自然人文景观,促进南部城区的进一步开发与发展,获得了良好的社会、经济与环境效益。
新建河河道线路弯曲,整治前河道断面狭小,淤积严重,过流能力差。河坡以淤泥质粉质粘土和粉土为主,承载力尚可,抗冲刷性能较差。综合考虑工程安全、生态、经济、矛盾协调等多方面因素,河道采取沿用现有河道拓浚、对局部“S”形弯道裁弯取直的方案进行整治,土质较差的岸坡段采用生态护岸。
生态护岸按断面形式可分为斜坡式生态护坡和直立式生态挡墙两种。新建河沿线两岸有多处农村生活区,房屋密度大,杆线、支河多,除此以外,沿河分布有大量鱼池、蟹塘,工程征占地工作难度大。生态护坡占地范围广,施工中土方开挖及所需堆土区面积较大,而护岸段位于滨湖新城规划范围,过多占地不利于提高土地集约利用效率。直立式生态护岸型式兼顾安全与生态,适应现场地形地质条件,开挖量少,沿线的征占地范围小,对于业主前期投资、协调工作量、质量安全控制以及施工方的施工组织较为有利。因此,新建河整治工程选用直立式生态护岸型式。
新建河直立式生态护岸采用宾格网箱+浆灌砌块石组合结构,下部采用混凝土基础和浆灌砌块石墙身,上部采用3 层宾格网箱分层摆放,相互交错缝隙,上下联接,同笼之间采用涂塑钢丝绞合连接成一体,宾格网箱采用镀10%铝锌合金钢丝笼网箱,网箱内前部为聚丙烯生态袋,填土种草,后部为块石填充,网箱后铺设土工布,护岸顶部采用钢筋混凝土压顶(如图1 所示)。其具有以下技术特点:
图1 直立式生态护岸断面型式
①亲水性。宾格网箱内的空隙和生态袋内的土料为实现水土自然交换创造了条件,为水中生物提供了必要的生存介质,可增加水体自我净化和调控的能力,改善水质。
②透水性。可使地下水以及坡后土体中的渗透水及时从填石和袋体中渗透出去,有效消除墙后地下水压力和空隙水压力,且土工布和生态袋透水不过土,能起到水土保持的作用。
③耐久性。宾格网网丝采用热镀锌工艺使表面镀层更加稳定,可有效减少钢丝氧化,经涂塑后的钢丝能有效提高使用寿命;生态袋采用的高分子聚合物环保材料,具有抗老化、抗紫外线、无毒、不降解、抗酸碱盐侵蚀及微生物分解等特性,使用年限长。
④适应性。宾格网箱和生态袋均为柔性结构,能很好地适应地基变形,其内填充料经震动后能调整到新的平衡,并且可根据现场情况,组装成长度适应地形和设计需要的墙身。
⑤操作性。宾格网箱和生态袋可按设计意图,在专业工厂制作成半成品,再于施工现场根据施工图纸规定的型号进行组装,操作简易。
宾格网生态袋护岸施工工艺流程为:放线定位→开挖基槽、人工清槽→立模清仓、浇筑基础混凝土→布置石笋→底板混凝土表面凿毛、清洗→砌筑浆灌砌块石→铺设宾格网箱反滤土工布→下绑扎好的宾格网箱笼→堆叠生态袋→装填石料→网箱封盖→相邻网箱、上下层网箱连接绑扎→立模现浇或安装预制的钢筋混凝土压顶→墙后土方回填→表面喷播草籽,墙后平台及边坡铺设草皮。
生态护岸工程工艺简单,施工过程也不复杂,但作为新的护岸形式,目前还缺乏专门的施工质量检验标准,搞好质量控制并不容易。笔者认为要加强现场的质量管理和控制,提高一线技术人员和工人的质量意识,从原材料、主要工序、质量检查验收程序等方面下功夫。施工中应结合实际情况,严格按照设计文件与施工规范的相关要求,选取适合的施工工艺,坚持预防为主的原则,采取有效的措施进行施工控制,及时解决施工过程中出现的各种问题,才能保质保量地完成任务。主要应做好以下几方面:
①宾格网片材料的化学性能、耐久性、力学指标、网片孔径达到设计要求;
②生态袋厚度、单位质量、物理力学性能、几何尺寸、透水性能达到设计要求;
③生态袋土料配合比、网箱装填石料粒径达到设计要求;
④扎丝及土工布相关参数符合相应规范和设计要求;
⑤混凝土标号、模板规格符合设计和施工要求。
①为保证护岸干地施工,对河道清淤疏浚后,沿河道中心线开挖排水纵向龙沟和集水坑,横向间隔100 m开挖排水沟,不间断排水。
②机械开挖基槽应留20~30 cm余量,剩余土方由人工开挖修整。
③保证基坑基底土质及其密实度,若土质较差,须进行承载力计算,并实施相应的地基处理,确保符合设计要求。
④在组装宾格网箱时,间隔网与网身应成90°相交,每隔25 cm 绑扎1 道,经绑扎形成长方形或正方形网箱组,间隔网必须与封盖网箱绑扎绞紧。
⑤生态袋装料时须使用计量器具,按种植土、中粗砂的体积比为7∶3或8∶2 称取混合料,种植土按0.7~0.9 kg/袋(15~20 kg/m3)掺入有机肥,拌合后装填,填充饱满度须在85%以上。运输过程中,车底铺设软垫,有刮伤、刺破的生态袋,严禁使用。
⑥垒砌生态袋时,由低到高,层层错缝摆砌,使用平板木锤夯实。
⑦填充料必须采用坚固密实、耐风化好的石料。网箱应控制填充8~25 cm 粒径的石料达到80%以上,并用较小粒径的碎石填充孔隙,填石整体孔隙率应小于30%。装填时,生态袋后填料尽量选用平整的石料,避免刺破生态袋。
⑧网箱层与层间应上下联结,严禁出现“通缝”,砌体外露面应平直美观。
⑨土工布技术要求参照GB/T17638和GB/T17639 标准执行。铺设土工布时,需自下往上铺设,上面搭接在下面土工布上,两块土工布搭接不少于20 cm。施工过程中,应避免土工布张拉、折叠、破损,如发现墙身前砂土析出,应挖除覆土,重新铺设。
严格按照《江苏省中小河流治理工程建设管理办法》,充分发挥监理单位的监督职能,当生态护岸工程具备单元工程验收、分部工程验收、单位工程验收条件时,及时按规定的程序组织验收。验收中发现不符合施工质量要求的,由监理要求施工单位限期返工处理,直至达到质量要求,严禁未经验收或验收不合格就进行后续工程施工。
作为一种新的护岸形式,除满足安全、耐久的要求,美观、生态是宾格网生态护岸的最大特点,在新建河整治工程施工过程中,我们对断面形式进行了部分改进。
①图1 所示的直立式生态护岸上部宾格网箱分3 层设置,第3 层网箱的宽度只有下层的一半,考虑受力平衡、施工操作和岸线的美观,在施工过程中,将第3 层网箱缩进30 cm,使之与常水位的高差由1.5 m 减至0.7 m,增加亲水效果,且梯状的布置更为美观。
②钢筋混凝土压顶属于刚性结构,无论采用现浇还是预制,均无法保证河岸的整体性和稳定性,硬质混凝土压顶也不能与植物相互搭配以体现护岸的整体生态效果。经过讨论,决定以柔性宾格石笼网箱取代混凝土压顶,实践证明效果良好,其断面型式如图2 所示。
河道上游段岸坡持力层为淤泥质土,经抛石垫层并对其中一个单元进行试验段施工后发现,由于土质较差,混凝土基础因不均匀沉降产生裂缝,局部因大范围的变形出现破裂,若采用换填、打桩等其他地基处理方式,工程量大、耗时长且工程投资高。在召集专家论证后,决定改刚性基础为柔性结构,采用台阶式宾格石笼网箱护岸取代原有断面,如图3 所示。
台阶式宾格石笼网箱生态护岸采用4 层宾格石笼网箱分层摆放,相互交错缝隙,上下联接,同笼之间采用涂塑钢丝绞合连接成一体,即使因外力作用产生变形,也不会影响网箱的完整性。
图2 调整后生态护岸断面
图3 软基段生态护岸断面
生态护岸兼顾安全和生态,随着人们对生态水利、环境水利的重视,生态护岸工程将获得更为广泛的开发和应用,其设计理念、施工工艺将会更多、更新颖、更完善。新建河的生态护岸建设是一次因地制宜的生态实践,其生态景观功能得到地方的一致好评。作为对生态护岸这种新工艺的首次尝试,河道运行后的养护管理和效果记录分析也应作为重要环节予以重视,为今后岸坡治理选型和结构功能的针对性分析提供宝贵的参考。
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