生态格网结构工程技术在长江三峡三斗坪护坡工程的应用

张绍华

生态格网结构工程技术是继传统浆砌石结构、混凝土结构之后，于20世纪90年代新出现的结构技术。这种生态新型结构技术由无锡金利达生态科技有限公司研究开发并投入工程应用，目前已在国内外千余项工程中得到良好使用，这些工程涉及水利、交通、市政、园林、海洋、航道、岩土等。长江三峡三斗坪护坡工程是金利达公司新型结构技术应用于超大工程的一个成功案例。

长江三峡水电工程位于三斗坪，该工程由于规模宏大举世瞩目。三斗坪护坡工程于2005年实施，至今已有10年，随着时间的延续，生态格网结构工程技术的生态优势逐渐现显。该岸坡纵向上总体呈波状，凹凸相间，以凹形坡为主，局部平直，横向上岸坡为折线坡或斜线中一陡坡，局部为缓坡。经业主和设计部门反复比较，最终选定用生态格网结构技术实施该护坡工程，这是金利达公司产品在特大型工程中的首次应用。

传统护坡存在的主要问题

防潮标准低，波浪越堤破坏。长江大堤大多建于20世纪80—90年代，限于当时的建设条件，潮位资料和风速资料系列短，无堤防设计规范作依据，加上未经严格设计和审批程序控制，对设计潮位未进行论证，对风浪爬高未详细计算，尤其是对风浪爬高未采取有效措施加以限制，堤顶高程的控制一般均凭经验确定，致使所建海堤标准普遍偏低，一般为5年一遇～10年一遇，少数达50年一遇，遇较大风暴潮便形成波浪越堤破坏，如1998年长江大洪水，南岸地区大部分溃堤均属该类型破坏。

工程建设质量差。长江护堤建设时，限于当时的条件，从设计到施工，对质量要求均不严。在设计上对筑堤材料和填筑质量均未明确要求，在施工上则就近取材，采用人工挑填，未经碾压，部分填段采用松散的中细砂填筑，护坡采用低标号浆砌石砌筑，砂浆易受潮浪冲蚀流失形成干砌石，加上无反滤垫层。因此，因堤身松散、护坡不牢、受波浪冲刷引起堤身沙土流失而塌坡是较常见的破坏类型。

生态效果差。传统结构内材料(包括碱化骨料) 的水化反应、炭化反应及各种添加剂(如早强剂、抗冻剂、膨胀剂等) 在水中发生反应对水质和水环境产生影响，河道失去了原有的水生态环境。

传统结构对河道坡面采取了封闭的形式，河道中的生物和微生物失去了赖以生存的环境，河道的自净能力遭到了破坏。同时，各种水生植物也难以在坚硬的结构坡面上生长，各种水生动物也因此失去了生存环境而无法生存。

护坡结构优选

长江护岸建设主要是加固整治好原有江堤，新建护堤较少，根据长江护岸的特点和破坏类型，堤岸建设的重点是迎海面护坡加固，主要结构有混凝土预制砖护坡、生态型护坡、现浇混凝土护坡、混凝土护坡，共设计了4个方案。方案一为M10浆砌C20混凝土预制砖单一护坡，其优点为外观效果佳、护坡受力比步级护坡小等；不足之处是造价较高、波浪爬高较大、堤顶高程较高、新旧护坡结合不牢固，并且施工难度较大、工期长，质量不易保证。方案二为现浇C20混凝土单一护坡，其优点为新旧护坡结合牢固、护坡受力较小、不易拉裂等，且施工便易，工期较短，护坡外观较好；不足之处是波浪爬高大、堤顶高程较高、投资较大、生态效果差。方案三为现浇C20混凝土混合护坡，其优点为投资省、波浪爬高小、堤顶高程低、护坡受力小、新旧护坡结合牢固、容易施工、质量易保证等；不足之处是护坡上部需立模施工，如处理不好会影响外观质量。方案四为生态型护坡，其优点为投资省、抗冲刷强、防浪性好、施工简便、工期短、质量易保证等，同时，该方案污染较少，生态效果好；但生态型护坡要求坡面要平整，受护坡坡比影响，对墙后填土要求较高。生态型护坡断面详见图1。

经过方案比选，生态型护坡结构比其他结构在投资因素、工程安全度、限制波浪爬高、工程质量等方面均有显著的综合优点。最终专家选定采用金利达生态格网技术结构。长江南岸三斗坪护坡采用生态型护坡后受力平顺，整体受力好；护坡以上的波浪爬高区波浪作用力大幅度减小。由于采用生态型护坡方案，限制了波浪爬高，降低了堤顶高程，达到了节省投资的目的（见图2）。通过工程实践证明，在1∶1.5左右原有较平整的砌石护坡上采用生态型护坡，可以达到护坡和减少投资的效果。

生态格网护坡可布置在河道宽阔、河底坡底较缓的护坡范围内，也可布置在河道护岸较缓的土堤表面作为固堤之用。同时，可依自然地貌情况，在其表面种植草皮等植被，以实现美化水环境的需要; 在常水位以下的生态格网，由于填料一般为卵石或块石，可为水中的小鱼、虾提供良好的栖息场所。此外，在宽阔的堤段，可在生态格网顶常水位以上修筑一条简易人行道，非汛期时可作为人们娱乐、休闲和亲水的平台。