淺談太榆退水渠改擴建一期工程渠堤生態護坡施工工藝

呂建文

（山西省水利建筑工程局集團有限公司，太原 030006）

1 工程概況

太榆退水渠位于山西省太原盆地東北部，建成于20 世紀70 年代，總控制面積553 km2，其中榆次區308 km2，太原市245 km2，其上游始于榆次區域的王家堡，從太原市小店區經過，進入清徐境內，主要負責太原以及晉中這兩個市的多條大小河流、溝道以及40 萬畝（1 畝=666.67 m2）農田的排水退水，榆次東退水渠、太原薛店排水渠、北張退水渠沿線接入該渠。本項目主要建筑物級別為1 級。

建設內容：渠道清淤拓寬工程，新建部分段兩岸渠堤、搶險路，及渠系建筑物（閘、橋梁、渡槽、退口、泵站等）改建；其余段對渠道現狀被黑臭水體污染的底泥進行清淤。

2 工藝流程與工藝優勢

工藝流程方面，對太榆退水渠開展生態護坡施工，工藝流程如圖1 所示。

圖1 工藝流程

生物毯是新型的護坡生態施工工藝，其原理是由土工織物、草種人工濕地綠化生態毯以及肥料所組成的一體化材料成型后，完成鋪設后，草種發芽，緊密結合強韌的草根植物與特殊材質的土工織物，從而形成一個整體以達到抗沖刷，耐流速的目的。一般情況下，生物毯護坡耐流速為4 m/s，其耐沖刷性能可滿足絕大多數城市景觀河道防洪要求。本次面向太榆退水渠改擴建一期工程采用生物毯護坡施工工藝，首先利用永恒物探覆蓋迎水面，能夠有效防治水、風、冷、熱、鹽堿等一系列不利因素對渠堤土地造成的侵蝕作用，實現有效的物理防護。其次，生物毯制備階段，以植物纖維作為載體，隸屬具有良好降解性的護坡綠化材料，不僅環保性較強、易于固定，且施工便捷，抗沖生物毯一體化結構可直接施工，運輸方便，免去多重中間環節，節約成本且性價比高，施工單位每日可開展千余平方米的施工。最后，生物毯有著極強的抗沖刷能力，可有效防止流經地表水做造成的水土流失問題，同時生物毯護坡，因為是植物纖維，它的環保能力也是非常卓越的，對周圍環境不會產生任何不好的影響，經過長時間的生物毯護坡，可以涵養水源，改善土質，實現邊坡的生態修復[1]。

3 生態護坡施工工藝

3.1 工藝方案

本標段新建兩岸渠堤的迎水面邊坡為1：2，采用抗沖生物毯、生態土石籠袋進行防護。樁號14+450～15+000 段為生態土石籠袋段；樁號15+000～15+820 段為抗沖生物毯段。其護坡形式如圖2、圖3 所示。

圖2 生態土石籠袋段

圖3 抗沖生物毯段

3.2 土石籠袋

施工工藝：施工準備→邊坡修整→施工放樣→打樁→袋子裝土→壘砌袋子、填土夯實。

3.2.1 前期準備

在施工之前，需要準備的工具包括卷尺、施工鏟、坡尺、水平管、手推車、掃帚、木追、標線以及秤砣等。

3.2.2 修整坡面

將坡面上的垃圾、樹根和樹皮等雜物清理干凈，使坡面保持整潔；清除不穩定的土體以及松動的石塊；打磨坡面上的銳角物體，使其變成鈍角，同時應削掉負坡。

3.2.3 施工放樣和打樁

在正式施工前，首先要打木樁并掛好線，基礎線應盡量與設計要求相符。在擺放和壘砌生態袋的過程中，一定要掛好水平線，錯開上下層之間的豎縫，騎縫設置三維形式的排水聯結扣，踩踏壓實人工壓板，使互鎖結構保持穩定，接縫與扎口袋結合位置應盡量隱藏或靠內擺放，以此保障其整齊效果，提升其美觀性。

3.2.4 袋子裝土

袋子裝土時對土料的選擇尤為關鍵，選最佳含水率的填料填充（以手握成團，落地開花為準），對土料內含有的建筑垃圾、樹皮樹根、草屑、尖銳物等要徹底清除。如果土石籠袋長度較大，每當裝土長度達到袋長1/3 時，就需要對袋里的填料做好抖緊和抖實處理。盡量使填料保持滿實，牢固扎緊扎扣，經試拉確定良好為止。

先將一標準袋裝好，通過磅秤進行稱量，并做好重量記錄，將其用作后續裝袋施工中的樣板。對于裝好的袋子，應盡可能在幾天之內完成施工，且需要穩妥放置，不可使其在戶外暴露過長時間，避免淋雨。搬運過程中，一定要輕拿輕放，不可將其在地面上拖行，也不可在地面上滾動；如果裝袋過程中出現了較大的上下變形情況，一定要及時將其調整均勻。

3.2.5 壘砌與沉降

在壘砌過程中，其主要原則是從低至高，錯縫擺砌。

對于基礎以及形成在上層的結構，三維形式的排水聯結扣需要水平設置在兩袋間，與袋邊緣靠近，每個聯結扣都應該騎跨到兩個袋子上，通過搖晃的方式將袋子扎實，從而為各個聯結扣在袋中腹正下方穿過提供足夠便利。完成每一層袋子鋪設之后，需要通過木槌做好夯實處理，使袋子與聯結扣之間形成有效聯結。袋子鋪設時，其縫線結合側需要朝內擺放，這樣便可使形成的修建面足夠平整、美觀。

上一層鋪設時，需要將前面的一個鋪設層作為基礎，通過一個聯結扣將上層的每一個袋子都固定到下層的兩個袋子上，從而形成一個粘連表面。在這樣的情況下，上層袋子的重量會使聯結扣被牢牢壓入下層袋子里，使袋子之間達到良好的豎向聯結效果。通過頂層夯實或踩踏等的方式，可使袋子間的互鎖結構聯結更加緊密。對于水平面上擺放的生態袋，應朝著坡內方向傾斜5%，這樣才可以加快平臺排水和濾水，降低靜水壓力。重復上述施工砌疊步驟，直至完成。

3.3 生物毯護坡

3.3.1 生物毯護坡施工條件

采用生物毯護坡形式，其必備的施工條件如下：第一，河道與邊坡坡度交換，通常在1：1.5 左右；第二，邊坡整體穩定性較好且土質較高；第三，流速緩慢，通常在4 m/s 流速以下。

3.3.2 生物毯施工步驟

生物毯的施工工藝為整坡→開槽→鋪設→搭接與錨固→養護。

1）整坡。在施工之前，需要修整好坡面，使其足夠平整，必要時可通過人工方式實施二次整平處理。整坡時一定要注意將整理好的邊坡或基礎必須符合圖紙邊坡比。在坡面上，不可有粒徑在50 mm 以上的礫石，也不可有樹樁、樹根以及其他的垃圾存在；不可存在凹陷或凸出部位，且需要碾壓密實，將鋪設施工范圍之內的全部積水排除。如果坡面上沒有天然表層土，或是表層土較施工圖紙中要求的厚度小，則需要做好表層土加鋪，使其達到設計標準。

2）開槽。在堤頂和堤底各開一個溝槽，堤頂在鋼釘固定后采用C20 混凝土壓頂固坡，堤底采用鋼釘固定后格賓石籠固坡。對于溝槽，其深度和斷面形式均應符合施工圖紙中的要求，如果其中有大量積水存在，則需要做好排水工作，避免其立面軟化。

3）鋪設施工和搭接處理。做好坡面長度測量，將生物毯裁剪好，其長度應達到坡面長度與兩側溝槽深度之和及以上。在鋪設位置上鋪設生物毯。鋪設之前，應對鋪設面做好清理和驗收工作，使其墊層厚度及施工厚度符合設計標準。鋪設方向需要按河道中的水文條件以及材料自身受力方向等來確定，同時應與施工圖紙相符。

鋪設過程中，需要做好正反面區分，并控制好其松緊度，以此來適應坡面變形。生物毯需要貼緊墊層或基礎，不可架空。同時，工作人員不可穿帶有釘子的鞋，護坡的混凝土塊體不可直接卸放到生物毯上，撬動工具不可選擇帶有尖頭的鋼筋，且所有可能會對生物毯造成破壞的施工都不可在生物毯上實施。鋪設期間所有的生物毯均須進行相關的鋼釘錨固措施，具體鋼筋錨固密度不得低于設計最低標準；當天鋪設的生物毯應在當天完成鋼釘錨固措施。生物毯需要按工程圖紙和相關規范中的方式與長度標準進行搭接。其搭接方向應為順水流向，如果發現生物毯破損情況，應及時進行修補或更換處理。

4）搭接和錨固施工。生物毯需要順著水流的方向進行搭接。在堤肩位置，每間隔1 m 需要打下一根鋼釘；在搭接位置，每間隔1 m 需要打下一根T 形鋼釘；對于其他位置，每間隔2～3 m 應打下一根鋼釘，其鋼釘長度需控制在200 mm。

搭接前必須對搭接面進行清掃，確保生物毯搭接緊密、無隆起，搭接處必須采取相關鋼釘錨固等措施，確保搭接處的穩定性。進行生物毯上的混凝土或砌石施工時，鋪放設備在任何時刻都不可在生物毯上直接作業或行駛，以免鋪設時破壞生物毯材料。如果生物毯在施工過程中被損壞，工作人員需要按監理人員的指令及時進行修補，如果損壞嚴重，則需要更換新的生物毯，并將其覆蓋到損壞位置的上方。同時應做好生物毯的搭接處理，并通過鋼釘做好錨固處理。

5）養護。鋪設完成后需實施澆水養護處理，結合實際的天氣情況，養護1～2 周時間，以此來提升植物的萌芽與生長效果。

3.3.3 質量檢查和驗收

1）生物毯的質量檢驗。在每批生物毯進入現場前，對材料材質、抗拉強度、斷裂伸長率、耐老化性能等各項指標進行抽樣檢驗。

2）生物毯施工期的質量檢查和驗收。首先，覆土前的外觀檢查。生物毯鋪設完成后，應目測有無漏接，搭接長度是否滿足要求，錨釘密度是否滿足要求，鋪設是否平整。其次，隱蔽部位的驗收。在生物毯被覆蓋前，應進行工程隱蔽部位的驗收[2]。

4 結語

本文針對太榆退水渠改擴建一期工程對生態護坡施工工藝的應用開展研究，詳細概述了施工流程以及工藝要點，相關單位在借鑒本文研究成果階段，還應加強施工人員生物毯生態護坡施工技術培訓與技術交底，確保其在施工階段掌握技術要點，在滿足施工質量基礎上充分發揮生物毯生態護坡在水利工程領域的優勢，以促進我國水利工程進一步的綠色發展。