生态联合挡墙石笼护岸技术在中小河流治理中的应用

陈 畅

(广东省科达水利电力岩土工程有限公司，广东 梅州 514000)

1 工程概况

博罗县公庄河杨村圩镇段治理一期工程为堤防整治工程，主要任务是针对杨村镇公庄河流域存在的问题，从防洪安全和人居环境等方面进行综合治理，提高公庄河重点河段的防洪减灾能力，保障区域防洪安全和粮食生产安全，兼顾河流生态环境。堤防整治共2段，分别为金龙大道段及杨村圩镇段，总长3482.88m。其中金龙大道段堤防整治长度为2550.019m(左岸)，上至金龙大道，下至新杨村镇政府广场前；杨村圩镇段堤防整治长度为932.861m(右岸)，上至风门桥，下至杨村一桥。该两段堤防经治理后，达到20a一遇设计标准，以防洪、改善水环境及美化水景观等综合利用的水利工程；堤防级别为4级，工程永久建筑物级别为4级，建筑物临时与次要建筑物工程级别为5级。

堤身型式为C20混凝土挡墙和堤后斜坡式土堤，堤顶迎水侧设置石料景观栏杆，其后为人行绿道，宽1.6m，铺设人行道砖；防汛通道宽为3m，防汛通道与人行道由绿化带分隔，绿化带两侧为C20混凝土路缘石0.2m×0.4m，堤顶总宽6.0m，路面结构均采用水泥混凝土路面，厚0.2m；整治后达到景观堤围的效果；整个工程施工主要内容包括7座穿堤放水涵、C20混凝土挡墙、墙后堤身土方回填、局部迎水面抛石及网护坡、堤顶人行道及防汛混凝土路面、景观栏杆、堤身草皮护坡及堤顶绿化树种植。

本分部工程包括原设计155m格宾护岸，后设计修改增加215m格宾护岸工程施工。工程主要特点：①施工季节性较强，必须在冬季枯水期完成施工任务；②抛石护脚量较大，公庄河通航受限，水上抛石船无法通行，只能通过汽车运输至现场后，通过机械转运抛填；③对格宾网材质要求较高，防腐性能要求高，必须按设计要求的质量标准采购；④施工由工人手工操作的部分较多，对工人的操作技能要求高。

2 治理总体措施

本段河堤属旧堤升级改造，兼顾河流生态环境按景观堤围的标准整治。为保证施工工期和质量，拟将整个工程分两段施工，及金龙大道段和杨村圩镇段，每段平行作业，各施工段内流水作业。

进场后每个施工段安排一台挖掘机进行原河堤覆盖层清理，从0+000桩号开始开挖挡土墙基础，按50m一段组织流水施工，配足施工用的各种工具材料及劳动力；堤身土方回填以500m为一个施工段进行，待挡墙强度满足要求后进行施工，回填土料指定的土料场开采，根据运输路线配足车辆，现场配一台推土机铺土和一台16T压实机具碾压，靠近混凝土墙边采用人工铺土，小型夯实机夯实，在施工中穿插安排放水涵施工。

工程施工工艺流程图见图1。

图1 工程施工工艺流程图

3 堤身治理措施及施工工艺

3.1 混凝土挡墙

混凝土挡墙是本工程主要部分之一，共计15309.0m3；工程量较大，施工战线较长，同时混凝土挡墙外露面较大，外观质量要求较高。采用商品混凝土浇筑，混凝土输送泵输送进仓，人工平仓，插入式振捣器振捣密实[1]。

混凝土用混凝土输送泵车直接输送进仓，利用人工平仓。从高处向仓内直接倾卸混凝土时，为防止其离析，倾落高度控制应<2m，当>2m时，利用溜管下落防止混凝土离析；倾落高度>4m时，设置减低混凝土拌合料下落的速度装置[2]。

混凝土入仓单层厚度要求大约为0.5m，振捣可使用电动插入式振捣器振实，模板与振捣器之间的间距要求>15cm，当振捣器内混凝土开始持平不再沉降，逐渐泛浆气泡不再产生，振捣结束，振捣时间一般低于半分钟。混凝土分层浇筑时，每层混凝土厚度应不超过振动棒长的1.25倍，在振捣上一层时，应插入下层5cm左右，以消除两层之间的接缝，同时在振捣上层混凝土时，须在下层混凝土初凝前进行；从施工技术上讲，必须做到分层浇筑、分层夯实，但要确保初凝前混凝土的顶层和底层黏结良好，以免形成施工冷缝。对于水平薄层混凝土振捣采用平板式振捣器振捣密实[3]。

混凝土表面硬化之后，开始处理施工缝，在浇筑之前，人工用打毛钎将混凝土表面凿成毛面，并清洗干净，充分湿润，排除积水，并将钢筋上的油污、水泥砂浆及铁锈等杂物清除干净。混凝土进仓前在水平缝先铺上20～30mm厚的水泥砂浆胶结层，铺设的砂浆面积与混凝土浇筑强度相适应。

3.2 土方填筑

土方回填施工是本工程的重点，工程量63099.0m3，工艺方法如下：

铺料前清除填筑面的各种杂物、杂草、表层浮土，将老堤堤坡陡于1∶3挖成台阶状，铺料至堤边时，在设计边线外侧各填30cm的余量。

采用进占法铺土，推土机摊平，压路机按试验参数进退错距法碾压，靠近挡土墙部分采用人工整平，打夯机夯实。在填筑时对含水量的控制是关键，若出现局部弹簧土或土层间剪切破坏等情况，迅速解决问题，再次检查合格之后铺填新土[4]。

分段填筑过程中，为出现漏压、欠压和过压等现象，每段要按照要求设计标志：①要错开顶底层的接缝位置；②保证碾压机械运行路线与堤轴线相平行；③在平行作业面之间的搭接碾压宽度须>半米，与堤轴线垂直方向须超过3m[5-6]。

使用压路机压实填筑层，碾压后表面较光滑，在新层铺料前，对压光层面用勾机进行刨毛处理。

3.3 堤顶路面施工

堤顶路面从上至下组成结构是：C25混凝土路面200mm厚、5.5%水泥石粉稳定层150mm厚，石渣层300mm厚。工程路面混凝土2195.0m3。

堤顶路面施工工艺流程为：碾压堤身土基(路床)→路基高程、中线、路边线的复测→人工配合机械摊铺→碾压石渣层(路基)→5.5%石粉稳定→混凝土路面层的摊铺、振捣与整平。

进行摊铺时，要保证两个要点：①人工使用铁锹进行混凝土铺筑施工缝处时不允许抛掷。②每班次的混凝土摊铺、振捣、整平、做面须连续作业[7]。

振捣施工要点：使用插入式振动器，首先在模板边缘、角隅处初振顺序进行一次初振，每个位置的振动时间控制在半分钟左右，以振捣器内混凝土开始持平不再沉降，逐渐泛浆气泡不再产生为准。插入式振动器的作用半径>其移动间距的2/3，且超高至模板距离的两倍[8]。

整平施工要点：全面振捣之后使用振动梁拖拉振实开始整平；使用振动梁循环缓慢均匀连续拖拉至表面泛浆，产生的气泡要赶出，每分钟的前进距离要控制在1.2～1.5m之间。不平整的位置要及时人工补平；补填时选用颗粒较细的拌合物，不可直接使用纯砂浆。最后使用无缝钢管滚揉表面。

3.4 格宾网石笼护岸

3.4.1 抛石护脚

采用大型挖掘机将大石抛掷至施工面，按图纸设计(见图2、图3)的断面尺寸整形碾压，表面平整利用人工整理。

图2 右0+839.547堤防断面

图3 右0+902.547堤防断面

3.4.2 格宾网石笼护岸

格宾网石笼箱笼由蜂巢形格宾网片组装，块石可装入其中作为填充料，格宾网网片均由钢丝制成，具备一定的抗拉强度，由于箱笼系柔软性结构，不会出现被拉断或裂缝现象。格宾网石笼护岸施工主要分为石笼绑扎与石块填筑两部分，施工步骤如下：

1)石笼绑扎：

按照图纸设计的尺寸(见图2、图3)选好网片，并在施工部位初步拼成形体。

组合体网箱的各个部位的网片及中间的间隔网片角度成90度后开始进行绑扎，绑扎用的组合丝、螺旋固定丝及水平拉力丝与网箱材料同质量；

组合丝绑扎采用双股线合并胶紧，螺旋组合丝采用单股绞绕收紧，网箱裸露部位的网片采用水平拉力丝加固，间距在250mm左右。

2)石块填筑：

网箱在填筑石料前，先在网箱外露面绑扎竹竿、木棍辅助支撑，以免网箱在填筑石料时变形，待填充石料完成后拆除。网箱填料按照要求依次、均匀、分批投料，不允许单个网箱一次填满材料。

采用小型钩机和人工配合来投料，每次控制在30cm左右，机械初步投料后人工利用小片石填空隙，并采用木棒和铁棒捣实，确保填充料的密实度。

每层网箱内填料至1/3处时设置水平拉结线，间距30cm，绑扎牢固。网箱顶面填筑石料应高于网箱顶部3cm左右，并安排人工平整。网箱顶面高度和平整度符合要求后进行封盖绑扎。

层与层之间的网箱应交错设置，成“品字形”布置，上下连接，禁止出现通缝。上层网箱必须与下层网箱绑扎在一起，使整个网箱成为一个整体。

4 生态绿化功能布设

在保证旧堤升级改造后达到防洪标准的前提下，实施堤防绿化工程，以改善水环境及美化水景观，兼顾河流生态环境。绿化工程主要施工内容有：路面人行道侧栽植苗木860株，堤围内坡铺种草皮14987.0m2，绿化的成活与栽植的质量直接关系到整个工程外观质量。

4.1 苗木种植工艺

绿化地平整、清理，按设计要求将种植地表进行平整化处理，然后清除砾石杂物。堤围背水面坡度应按设计坡比挂线平整。

种植土和下基肥，种植土深度要求在种植土球周边有≥80cm的标准土层。种植层需连接地下层，无水泥板、沥青、石层等隔断层，以保持土壤毛细管、液体、气体的上下贯通。

地被在施肥后犁至20～30cm深度，将肥料与土壤充分混合，使肥料与土壤混合，既提高土壤养分，又使土壤疏松透气。将黏土均匀地铺开，放在孔底，然后放在种植池中。

幼苗育苗，育苗定植时间准确调整到定植当天，育苗前1～3d浇水为宜，期间不可挖出。育苗时，常绿幼苗形成完整的根茎，土球的大小由树高的10倍左右决定，宽度<10cm，挖出苗后，在装载前进行第一次裁剪。

在苗木栽种之前须按照要求定位放线。用皮尺定点，按图纸的位置要求钉木桩，以作为定植和栽植的标准，用油漆在苗木株位的中心位置做上明显的标记以定位。

挖种植穴，种植穴的大小取决于土球的大小和根系的性质。土球比带土球的小20cm左右，穴的深度一般比土球的高度略深(10～20cm)，穴的顶部和底部的直径相同。穴无“锅底穴”等现象。挖好种植穴后，可将表土与经充分腐熟的基肥相继填入穴中，基肥上部须铺垫厚度>5cm的土壤层。

种植苗木，苗木运至工地后，必须对所需苗木进行适当修剪，使修剪后即可种植，种植场地必须符合设计要求。

定植的施工方法是：种植穴内居中放入苗木的土球，不可倾斜，然后立起并扶正树干，保持垂直状态，最后分层回填，逐步充满穴坑，并使土面能够盖住树木的根颈部位，击碎种植土后用木棍分层捣实，使得根系充分接触土壤。

如有需要，在定植之后，对苗木进行人工支撑，第1天内浇第1次水，需浇透使苗木根部周围的水分被充分吸收，也有助于根系与土的紧密结合，对根系发育有良好的作用。

4.2 种植草皮工艺

采用铺草块养护成活的方法施工。种植时应注意下列情况。

草块应选择无杂草、长势好的草源，在干旱地掘草块前应适量浇水，待渗透后掘取，崛起的草皮包扎紧密。草块运输时宜置放2～3层，装卸车时，应防止破碎。

铺设草块可采取密铺或间铺。密铺应互相衔接不留缝，间铺间隙应均匀，并填以种植土，草块铺设后应洒水、滚压。草皮铺种后加强洒水，15d后开始施肥，可采用尿素加水稀释喷淋，养护至成活。

5 结 论

中小河流河堤年久后会造成防洪不达标问题，旧堤的升级改造往往会对当地生态系统造成破坏。文章以公庄河杨村圩镇段治理一期工程为例，从防洪安全和人居环境等方面进行综合治理，提高了公庄河重点河段的防洪减灾能力，保障了区域防洪安全和粮食生产安全，并进行绿化施工，兼顾了河流生态环境，体现了旧堤改造工程的可持续发展性。