三维生态挡墙在扁担溪堤防工程中的应用

邓义林（三明市水利局　福建　三明　365000）

三维生态挡墙在扁担溪堤防工程中的应用

邓义林
（三明市水利局福建三明365000）

本文介绍了三维生态挡墙的技术特征，及其在扁担溪堤防工程施工中的具体应用。三维生态挡墙是堤防工程与环境工程的相结合，兼顾了防护与环境两方面的功效，具有抵御洪水，优化环境，美化园林景观的作用，对环境的破坏达到了最小值，有助于改善人们的居住环境及生态系统。

三维生态挡墙；堤防；施工应用

随着我国社会经济的不断发展，关系国民生活福祉的水利基础设施建设投资总额不断扩大，且其建设过程也引来广泛关注。建设兼顾生态的防洪工程，具有重要的工程意义、环境意义和社会意义。传统的防洪堤主要有浆砌石或干砌块石、现浇混凝土、毛石混凝土等，在实际应用中无法与生态环保相结合。而三维生态挡墙是一种新型柔性护坡技术，在生态袋里装满营养土和生长剂，用三维排水联结扣形成紧锁结构，同时又充分利用了植物根系的稳固作用，形成了稳定的生态挡墙结构。使防洪堤兼顾了工程结构、园林景观、生态环保等特点，在工程建设中被广泛采用。

1　工程概况

扁担溪发源于荆东村大南山，海拔850m，从东南向西北，流经梅列区底城、三明学院后于荆东注入沙溪。流域面积17.0km2，干流全长9.45km，河道平均坡降52.5‰。扁担溪防洪堤均为新建堤防，堤防沿河岸布置，工程建设场地位于扁担溪河段上，地貌一般为河流冲洪积Ⅰ级阶地～漫滩地带，局部为剥蚀残丘，该段河岸总体呈低弯曲的弧形，右岸多为农田耕地，地表高程140m～142m，河岸岸坡高度1m ～2m，坡角5°～20°；左岸为学院道路、房屋等建筑物，地表高程144m～146m，河岸岸坡高度4m～6m，坡角25°～40°。河床宽度10m～15m，高程138m～140m，河床呈较窄的槽型，河滩不发育，地势平缓。扁担溪防洪堤上游起点在荆东桥，下游终点在学院小坝。左岸堤防长505.4m，右岸堤防长486.3m，总长991.7m。根据保护对象的重要性，确定的防洪标准为20年一遇洪水。洪水水面线高程144.12m～140.71m，堤防高度3.32m～4.58m。工程防洪堤断面结构图如图1所示（图中高程以米计）。

2　三维生态挡墙的优点及特点

三维生态挡墙是一种用生态袋的柔性结构取代石材、钢筋、水泥等硬性结构的工艺技术，它用生态袋来建造永久挡墙边坡结构，同时在上面种植绿色的植被，达到环保生态的作用。

（1）三维排水柔性生态袋材料为聚丙烯。它具有无毒、耐腐蚀、抗老化、抗紫外线的特点，同时还可以回收利用，真正实现了零污染。对生态袋做紧固联结处理，在整体上形成坚固状态。生态袋的使用价值主要在于为绿化植被的生长提供较为理想的播种和生长空间，植被与生态袋相互结合。生态袋具有透水的功能，同时生态袋里的土料不会被水带出，具有良好的过滤性能，有利于植被的根系生长。在过滤功能上的要求：要在10min以内遇中雨或大雨1h后不存在驻水情况。生态袋内可以加入适量的有机肥料，和土料均匀的混合在一起，为植被的生长提供营养物质。

（2）生态袋之间是用三维排水联结扣相互联结，从而形成一个结构稳定的整体护坡结构。三维排水联结扣：基于力学数学模型设计绿霸抗紫外生态袋联结，以期构建三角内摩擦紧锁的稳定结构。扎口带的主要作用是扎紧工程施工时充满填充物的生态袋，扎带在形态上具有小巧方便的特点，同时其具有较强的抗拉性能和抗紫外线性能。生态锚杆：在构筑边坡时，对工程的稳定和坚固起到很重要的作用。

图1　防洪堤断面结构图

3　三维生态挡墙在扁担溪堤防工程中的实际应用

3.1扁担溪堤防工程选择三维生态挡墙的可行性和必要性

扁担溪防洪堤地处三明学院所在地，沿河左右岸防洪设施陈旧，为了保证三明学院的防洪安全和规范河道岸线，保证扁担溪学院堤段顺利行洪，因而建设扁担溪防洪堤是十分迫切的。扁担溪是沙溪的支流，水流量不会很大，较为平缓，河道冲刷并不严重。在保证防洪要求的情况下，还要配合校园的发展规划，把扁担溪两岸打造成师生休闲、学习的场所。所以不能运用传统的硬性防洪挡墙，要充分考虑校园的景观、绿化等的要求。三维生态挡墙是柔性结构，它的各项性能指标恰好符合生态、绿化的要求。三维生态挡墙可在挡墙表面植草皮美化环境，生态挡墙高约3.0m，墙顶设3m宽马道兼休闲平台，生态挡墙临水面坡度为75°，每若干层生态袋之间设置土工格栅。因此在扁担溪堤防工程中运用了三维生态挡墙的技术。

图2　生态袋和三维排水联结扣摆放步骤

3.2三维生态挡墙的具体施工方法

（1）基础施工

三维生态挡墙的基础为混凝土基础，配合抛石护脚，以保证基础的整体性和稳定性。在混凝土基础上要放置三维排水联结扣，用不锈钢锚钉或钢钉从单面把三维排水联结扣钉到浇好的砼基础上，并以水泥砂浆做配合固定，再将生态袋放置在三维排水联结扣上固定。混凝土基础要按设计要求开挖到规定深度，不会发生沉降和变形为止。摆放生态袋时要挂线施工，使生态袋的摆放达到整齐美观的设计要求。基础生态袋的摆放，竖缝上下层要尽可能相互交错开，且把三维排水联结扣放置在骑缝线位置上，并借助人工板进行压实作业，进而确保其稳定性，生态袋的扎口和线缝合处要摆在内侧的隐蔽位置，以保证其整体的美观效果。

（2）装袋

生态袋的装袋一般在施工现场进行装料，在装料前应先将树皮树根、草屑、建筑垃圾、尖锐物等要彻底清除干净。选择装袋的黏土，要将土体敲碎，要尽量使土的含水量达到最佳含水量，即土体手握成团，落地开花。首次装袋时，要选择一个袋子作为标准袋，称重后记录，作为样板。袋子的扎扣要牢固结实，并试拉感觉良好即可。如果装袋的时间过长时，每装到袋子的1/3后，要将袋内填土抖一抖，使填料装得尽量满实。如果装袋后，袋子上下的变形过大，要及时的调整，使其均匀。如果是采用混播的，要使装的土料均匀，尽量想办法让种子靠近袋子的外露面。袋子装好后要妥善保存，一定要放置稳妥，如果要搬运，不能滚动袋子或拖行袋子，放置时要轻放。袋子装好后2d～3d之内必须完成施工，且装好后的袋子不能长期在户外暴晒或雨淋。

（3）垒砌施工

按设计要求采用从底到高，层层错缝的形式进行施工。三维生态挡墙的稳定形式主要是用三维排水联结扣把生态袋固定在一起，将三维排水联结扣放置在两层生态袋的中间，骑跨两个生态袋，刺穿生态袋的中腹正下面，然后压实，使生态袋紧密联结起来。生态袋与三维排水联结扣的摆放步骤：先把生态袋以水平状态放置，再把三维排水联结扣放置在骑缝线上，并在其上叠砌生态袋，其后把结构压实成为一个整体的互锁结构，详见图2。

生态袋要在水平面基点上保持5%倾斜偏向坡内，生态挡墙临水面坡度为75°，以便于把水排除出去，减少水的压力。垒砌时要注意控制每天垂直高度的最大值，通常该值要控制在2m以内，且施工时要注意做好沉降预防措施，沉降发生后要注意观察和记录沉降情况。

（4）坡面修整处理

在坡面修整处理时，要事先把杂物、树皮、树根、垃圾等做预处理，减少坡面的污染，保持坡面的整齐干净。坡面浮土、松土、松石等能固定则要固定，否则也要清除干净。对生态袋有影响的尖锐的物体也要清除干净。坡顶要设置截水沟，中间平台、坡角要设置排水沟，减少水流对坡面的影响。坡面上的植被除了要保留的以外，其他都要连根清除干净。大的土坡面在机械清理后，应马上施工，并保留10cm～20cm的土壤由人工清理。

（5）喷植草种

本工程草种采用混播方法进行播种施工。混播施工步骤：选土→施基肥→洒种、捣匀→隔板→装袋→袋子内填充种子，扎紧口袋→浇水和绿化管养。选土时要把垃圾和大颗粒的土清除，选择较细的土。要把肥料和土充分混合均匀，再把植物种子与它们混合在一起。装袋时要把混有种子的土料装到生态袋靠坡面的一侧。浇水、管养要根据植物的习性、天气、土层性质因素等来确定，浇水不宜太多，持续浇一个月左右，夏季要防止水分蒸发。

3.3三维生态挡墙的保护和监测

工程完工后，要对生态挡墙及边坡的排水进行监测，看水流和涌水是否可以有效的排水，减少对生态挡墙和边坡的破坏。下暴雨时，要对没有做好排水保护的挡墙和坡面采取保护措施，用彩布条覆盖坡面，或者设置排水沟等措施，减少暴雨对挡墙和坡面的冲刷破坏。

施工完成以后，要对生态挡墙和坡面做好标识，对它们的整体情况进行观测，观测它们的沉降情况、稳定性、变形情况等，一般每20m设置一个标识作为观测点。

4　结语

三维生态挡墙在扁担溪堤防工程中的应用，取代了传统的砌石混凝土、埋石混凝土性质的堤防工程，减少了钢筋、混凝土、石材等硬体材料的运用，采用软体的特殊环保材料，解决了传统堤防工程的技术难题。扁担溪三维生态挡墙严格按照设计要求和施工工艺进行施工，各项指标都达到了规定的要求，且符合景观绿化标准，并能够经受洪水等自然灾害的冲击侵扰，得到相关部门的普遍好评。在工程施工实践中，施工人员应不断总结三维生态挡墙施工经验，才能不断提高堤防工程的技术水平，还我们一个绿色的、生态的堤防工程，更好的保持河道的生态环境，更好的服务于社会大众。陕西水利

［1］孙爱义.三维排水柔性生态护坡施工技术［J］.铁道建筑技术，2012（4）

［2］庞崇安，张云莲，沈镇伟.生态护坡在防洪工程中的应用［J］.水生态修复与景区建设，2011（7）

［3］陈国芳.三维排水柔性生态边坡系统在水利工程中的应用［J］.广东水利水电，2008（3）

（责任编辑：畅妮）

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