南水水库泄洪河道整治工程生态护坡施工技术分析

宫剑 广东省水利水电建设有限公司

在河道整治中，防洪安全是最基本的问题，此外还需考虑河流生态问题。作为解决生态问题的一种方案，生态护坡是传统水利工程技术与生态工程技术结合的产物，现已广泛应用在河道整治与景观建设工程中。传统草皮护坡抗冲刷能力较弱，并且整体稳定性一般，难以保证河道边坡的安全性。格宾石笼和山青水秀毯是两种新型生态护坡形式，其抗冲性好、防护能力强，在河道整治中获得良好效果，因此本文结合南水水库泄洪河道整治工程对生态护坡施工技术进行了分析。

1.工程概况

南水水库是位于广东省乳源瑶族自治县的一座大型水库，库容达12.8×10m，其泄洪河道位于双河口，全长约10km。受京珠高速公路及坪乳公路施工弃渣影响，部分泄洪河道被淤塞，造成河道变窄、河床升高、行洪困难的不利局面，严重威胁南水电厂及下游乳城镇、东坪镇人民群众生命财产安全，为此需对淤塞的泄洪河道（南水电厂尾水至洋碰隧洞弃渣场段）进行整治，内容包括弃渣清运、河床疏浚、拦渣坝加固、护岸工程等。工程起自桩号NS0+000.000，终于桩号NS6+761.47，全长6.761km。工程等级为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级。护岸工程于2018年11月10日开工，并于2019年10月21日完工。在护岸工程中应用了格宾石笼和山青水秀毯两种新型结构形式。设计水位以下一般采用格宾护垫护坡，工程总量为27222m；设计水位以上主要采用山青水秀毯护坡，工程总量为169328m。

2.格宾石笼施工技术

2.1 护坡形式

本工程左岸护岸坡脚采用基础埋深为1.5m、高3.5m的埋石混凝土挡墙，岸坡开挖坡度1:2，基面铺设密度300g/m的土工布，再覆盖碎石垫层，然后垒砌0.4m厚的格宾垫护坡，高度至设计水位线。

2.2 结构特点

与传统护坡结构相比，格宾垫护坡具有强度较高、耐久性好、柔韧性佳、透水性强、抗冲性好、施工便捷、性价比高等特点。格宾石笼网片、网箱及绑扎用材采用高强、耐腐、抗磨的低碳钢丝，并在钢丝表面包覆PVC护膜，故此强度高、耐腐蚀。格宾网片由钢丝编织成形似蜂窝结构的六角网孔，网片受力均匀，个别钢丝断裂对网片整体强度影响较小，所以格宾石笼耐久性好。格宾石笼由柔韧的网箱连成整体结构，无需分缝也能适应地基沉降、冷缩热胀等变形，结构柔韧性佳。格宾石笼网箱内填充石块，石块之间存在大量孔隙，没有打断岸坡土体与河道水流之间的联系，地表潜水与河水之间能进行水的调节与交换，也无需专门设置排水孔，所以格宾石笼透水性强。格宾石笼属于柔性结构，能适应水流冲击产生的结构变形，避免岸坡土壤被水流冲走，体现良好的抗冲性。格宾石笼网箱制作容易，网箱连接采用绑扎形式，箱内填充石块无需胶结料，操作速度快，施工效率高。格宾垫护坡造价只有混凝土护坡的一半左右，性价比高。

2.3 坡面开挖及处理

岸坡开挖时，机械开挖至坡面控制线，再由人工挖至设计坡面线，并整平和压实基面。检查坡面平整且无杂物，再铺设土工布。应从下游向上游方向铺设，并从上至下铺设，土工布搭接宽度≥50cm。铺设时，应保持土工布平顺，与基面贴紧，表面松紧适度。铺设碎石垫层时应避免损伤土工布，为此应控制碎石级配，最大粒径≤25mm。铺设厚度应一次到位，人工整平和压实。

2.4 格宾石笼的施工

2.4.1 网箱组装

采用包覆PVC的热镀锌-铝-稀土合金的低碳钢丝编织网片组装网箱。网箱尺寸0.8m×0.4m×0.4m，由上、下、前、后网片及端网片组成，内部还设置隔片。钢丝直径约3mm，钢丝编织的网孔尺寸约8cm。

按施工大样图裁剪网片，将各网片拉直，再按折缝折叠成网箱。要求竖直网片与水平网片、横向网片与纵向网片之间的交角成90°。再采用包覆PVC的钢丝（与网片钢丝同材质）绑扎。绑扎钢丝时，先由人工将绑扎钢丝放在网片连接点上，再使用机械缠绕绞紧。扎丝长度300mm，弯折成150mm的双绞线，要求缠绕圈数不少于2圈。先绑扎网片四角，再绑扎网片中间相接处，要求间隔不超过200mm绑扎一道。

2.4.2 网箱安装

检查岸坡上混凝土挡墙及碎石垫层的标高、尺寸符合要求后，即可进行安装。将空网箱放在基础面上，调整空箱位置，使其外侧边缘刚好在放样控制线上。相邻网箱之间采用包覆PVC的钢丝绑扎，以便将同层网箱连接为整体。相邻网箱结合面绑扎数量每m不少于3处。相邻网箱连接后，可在网箱外侧临时绑缚长木杆或铁杆（长度不少于6m），这样可保证网箱在装填石料后其外侧边缘线仍然平顺流畅。

2.4.3 石料装填

网箱内填充硬质石块，如卵石、砾石等，要求石块强度达到MU30或以上，容重大于17kN/m，主石粒度在120～200mm之间。

每层网箱填充石块时，应同时往各个网箱内均匀地投放石块。如果填满1个网箱后再填充其他网箱，其他网箱就会因为受到拉扯而变形，施工中应避免出现这种情况。每次石料填充高度不超过200mm。为避免网箱充填后外侧“鼓”出来，在网箱内部四角及前后网片之间设置若干道连接钢丝。高度方向设置1道连接钢丝，长度方向设置2道连接钢丝。装填完一层石块，即使用钢钎插入石块缝隙中摇动一下，使石块尽量填充紧密。主石之间的缝隙用小碎石填充。外侧石块整齐度影响感官效果，应人工垒砌整齐，并且上下层石块应错缝。

2.4.4 封盖

铺砌完最上层石块，检查顶部高程及铺砌质量，达到设计要求再封闭顶盖。采用包覆PVC的钢丝绑扎，不超过20cm绑扎一道。绑扎后顶部边缘线应平顺，顶面基本水平。

2.4.5 上层网箱的安装

下层网箱封盖完毕，检查顶部高程及平整度符合要求，即可安装上一层网箱。需注意的是上下层网箱应错缝，即按丁字形摆放。上下层网箱也要绑扎连接，绑扎要求同前。

2.4.6 土方回填

格宾石笼与岸坡之间的缝隙需分层填土压实。每完成一层石笼的安装，即在笼体后分层铺土、分层压实。为避免石笼受到过大压力而变形或损坏，铺土后由人工分层夯实。

2.5 质量控制

格宾网片及网箱低碳钢丝抗拉强度不低于350N/mm，编织前延伸率不低于12%，编织后延伸率不低于7%。低碳钢丝镀层在绕2D直径（D为钢丝直径）的心轴6圈时，摩擦钢丝表面，镀层无开裂或脱落为镀层附着力合格。网片应平整，网孔大小应均匀，网片中的钢丝应完整，不得有断丝、镀层或包塑层脱落现象，网面色泽应均匀一致。网片顺编织方向抗拉强度应小于30kN/m。网箱内填充的石料应新鲜坚固，表面没有风化、水锈等问题，粒径、级配应符合设计要求。网片或网箱的绑扎形式、间隔应符合设计要求。网箱尺寸偏差不得超过±5%。试验钢丝镀层性能、网片或网箱之间的绑扎钢丝性能按照《金属材料 线材 缠绕试验方法》（GB/T 2976）要求试验。格宾网片及网箱成型性能按照《工程用机编钢丝网及组合体》（YB/T 4190）要求试验和检验。

2.6 施工效果

格宾垫护坡用于南水水库泄洪河道左岸护坡（主要在K0+000～K0+240段、K0+425～ K1+700段）取得良好效果（如图1所示），除金属网片外购以外，石料就地取材，施工进度快，工程造价低。完工后经历多场强降雨和洪水冲击，石笼笼体完好，未发生明显变形和损坏，工程效益十分显著。

图1 格宾垫护坡效果

3.山青水秀毯施工技术

3.1 护坡形式

在本工程左岸护岸格宾垫护坡之上采用山青水秀毯进行护坡，并设置宽度大于3m的梯级马道和浆砌石水沟。

3.2 材料特点

山青水秀毯是采用椰壳绒、黄麻纤维、棕榈树叶、稻麦秸秆或PP、尼伦、聚酯等基质材料，拼合定型网、专用纸、草种布等制成的植生毯、生态垫，具有强度高、重量轻、弹性好、保水、透气、可调温、毯基质可生物降解、活化泥土等特点，用于岸坡工程防风固土、节水防尘。

3.3 基面处理

本工程护坡坡度为1:2，采用机械开挖并预留人工削坡余量，通过人工精细处理清除坡面上的垃圾（废渣）、杂草、树根等，必要时换土处理（如石质边坡、极贫瘠的土壤）或对土壤进行改良（如酸碱度不合适需进行调整），以满足植物生长需要。

3.4 毯铺设

山青水秀毯的铺设应从下至上（从压脚至压顶）、下游往上游方向施工，山青水秀毯应紧贴坡面，毯面下不得留空，同时也不允许毯面起皱。按照正确方向施工，上游侧毯应压住下游侧毯，坡顶侧毯应压住坡脚侧毯。两侧毯搭接部分应重叠，堤轴线方向重叠宽度不少于15cm，坡面（与堤轴线垂直）方向重叠宽度不少于10cm。压顶处的毯需埋进边坡顶端固定，压脚处的毯固定在坡脚格宾石笼上，埋入深度不少于30cm。山青水秀毯与坡面的固定采用NS230钉固定。NS230钉是一种形似“U”的钉，使毯与坡面牢固地固定。NS230钉的方向与坡面平行或与堤轴线垂直。两行NS230钉错开钉距的1/2，即按“品”字排列。同一行内NS230钉距控制在20～50cm，两行NS230钉的间距依据毯宽度确定，一般要求每m毯面不少于3颗钉。坡面土质强度高，钉距可以适当扩大；坡面土质强度低，钉距应当减小。

3.5 铺土

山青水秀毯铺设完毕，可在毯面上均匀撒上一层种植土，土层厚度约2～5cm，撒土还可以调整坡面的平整度，使坡面看起来更平顺。

3.6 养护管理

山青水秀毯中的草种萌芽后需要人工养护，土壤见干及时浇水，使土壤湿润，以利地被植物生长。根据植物不同生长期确定适合的浇水量。山青水秀毯铺设完毕全面浇一次水，且水要浇透，以利种子发芽。毯中草种出芽后，早晚浇一次水，要求20cm内的土壤保持湿润，以利植物出苗和齐苗。齐苗后，根据植物生长情况逐渐减少浇水次数，并根据土壤干湿度决定浇水量。晴热天气，水分蒸发快，可在下午浇一次水，每次都要浇透。在浇水的同时，根据植物长势施肥。施肥可结合浇水进行，以少施勤施为原则。植物生长过程中还会发生病虫害，根据病虫害情况进行防治，坚持勤观察、早防治的原则。在生长期内，对缺苗、稀疏的区域及时补播草种。

3.7 质量控制

基面处理时必须清除碎石、垃圾等杂物，削高填低使基面平整，并保证基面土壤厚度不少于30cm。铺设山青水秀毯时，必须按顺序铺设，否则搭接处毯会被水流掀起而破坏，同时要让毯与基面紧密贴合，所以应把握好毯的松紧度，切忌过松或过紧。山青水秀毯铺设完毕需加强养护管理，保证合适的水、肥，尽早尽快防治病虫害。

3.8 施工效果

山青水秀毯在南水水库泄洪河道左岸护坡K0+000～ K0+240段及K0+425～ K1+700段施工取得良好效果（如图2所示）。岸坡整平后迅速铺设山青水秀毯，避免传统草皮护坡施工过程中土壤长时间裸露，减少了扬尘和水土流失。山青水秀毯施工进度快，比传统草皮护坡施工减少大量中间环节，缩短至少一半以上的施工时间，能明显提高施工效率。山青水秀毯生态与社会效益好，传统草皮移植占用大量耕地，移植前需较多的人工和较长时间的管理，山青水秀毯不仅节省大量的人力资源和耕地资源，而且施工质量易于保证。山青水秀毯中的基质材料能自然降解，无毒无污染，而且降解后融入土壤变成草坪的养分，助植物生长。山青水秀毯对岸坡土壤要求较低，能在困难立地条件下迅速建设成高质量的草坪。

图2 山青水秀毯护坡效果