航道整治绿色施工技术

三峡水库航道整治绿色施工技术研究(重庆交通大学 河海学院，400074) 摘要：内河航运是我国综合运输体系的重要组成部分，长江作为我国内河航运的黄金水道，必须及时进行航道整 治才能畅通无阻。本文按照国家颁布的绿色施工导则文件思想，提出了三峡水库航道整治绿色施工技术， 并重点研究了三维土工网植草护坡在三峡库区的应用，用于指导航道整治工作。关键词：三峡水库；航道整治；绿色施工技术；三维土工网植草护坡Research on waterway regulati on of gree n con structi on tech no logy for the three gorges reservoir(College of River & Ocean Engineering，Chongqing Jiaotong University ，Chongqing 400074，China)Abstract: Inland waterway is an important component of our countrys comprehensive transport system As the golden waterway of the inland water transportation, the channel regulation of the Yangtze river is necessary to ensure a smooth and unimpeded waterway.According to the Green Construction Guideline in china, this paper puts forward green construction technology for the waterway regulation of the Three Gorges reservoir, and focuses on the application of the three dimensional soil and planting grass slope protection in the Three Gorges reservoir area in order to promote the channel regulation projects.Key word: the three gorges reservoir; waterway regulation; green construction technology; three dimensionalgeonet sprig-grass for sideslope reinforcement一、前言 绿色施工是指工程建设中，在保证质 量、安全等基本要求的前提下，通过科学管 理和技术进步，最大限度地节约资源与减少 对环境负面影响的施工活动，实现四节一环 保（节能、节地、节水、节材和环境保护）。 为抓好节能减排和环境保护，促进我国施工 企业加快技术创新转变发展方式，住房和城 乡建设部颁布了绿色施工导则，提出了 绿色施工总体框架，为我们实施绿色施工指 明了方向。总体框架由施工管理、环境保护、节材 与材料资源利用、节水与水资源利用、节能 与能源利用、节地与施工用地保护六个方面 组成。这六个方面涵盖了绿色施工的基本指 标，同时包含了施工策划、材料采购、现场 施工、工程验收等各阶段的指标的子集。绿 色施工导则是针对建筑工程的，笔者认为 航道整治工程和建筑工程都属于工程类，二 者之间有较多的共同点，我们可以在航道整 治工程中采用绿色施工技术。内河道整治就是采 取一些工程 措施 , 借助于整治建筑物,对水流进行控制和调整, 把有利的河势稳定好,来对航道航行条件进 峡库区航道整治护岸工程中的应用。二、传统三峡库区航道整治护坡的特点 行改善。这里面包含着护滩、护岸、筑坝、 疏浚、炸礁、吹填等一些内容。具体来说, 属 于水下作业的是疏浚工程和炸礁工程 , 所 解决的是航道宽度不足、航道水深以及局部 流态等问题；用来借助于施工稳定河岸的是 护岸工程。丁坝、锁坝、鱼嘴和顺坝等组成 了筑坝工程,也是为了解决的是航道宽度不 足、航道水深以及局部流态等问题。而心滩 或边滩守护工程则是在于维持其基本稳定 和保护其不受或少受水流冲刷。内河航运是我国综合运输体系的重要 组成部分 , 发展内河航运对于构建两型社 会、转变发展方式、促进地区经济的发展意 义重大。长江三峡地区特殊的地形和地质造 就了该段河流河内险滩、礁石居多，流态紊 乱等特点,如何进行航道整治，确保黄金水 道畅通无阻是一个重要问题。笔者考虑将绿 色施工技术引入到三峡水库航道整治工作 中，实现以较小的资金投入、较小的环境影 响来实现三峡水库航道的畅通。本文重点研 究了三维土工网植草护坡在三传统的河岸护坡型式主要有浆砌或干 砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土 块体护坡等，这些型式的护坡工程造价相对 较高，而且仅仅注重了河道本身的基本功 能，易受破坏，需要经常修复，而且坚硬的 护坡结构层隔绝了生物和微生物与大地的 接触，破坏了河流生态系统的整体平衡。由 于航道整治工程中大量采用护岸工程，如按 目前常用的干砌块石护坡型式，必将耗费大 量的石材资源，造价较高。因此，寻求成本 相对较低并具备环保功能的新型绿色施工 护岸型式就显得非常急迫。三、按照绿色施工技术原则的三峡库区航道 整治绿色护坡新技术三维土工网植草加固河岸边坡就是一 种新型绿色护坡型式，其主要原材料三维土 工网垫是以热塑性树脂为原料，经挤出成 网、拉伸、点焊复合等工序而成的表面呈凹 凸泡状的多层塑料三维结构网垫，它的底层 为一高膜量基础层，能防止变形和水土流 失，表层为起泡层，填入土壤，种上草籽， 是非常理想的土壤植被防护材料。1、三维土工网植草加固航道边坡的原理1）在植被充分发育之前，由于锚固土 工网顺着边坡坡面的直接覆盖，以及材料的 凹凸结构在坡面上形成的坎坷，可减小坡面 径流的冲刷，有效防护种子和幼苗不被雨水 冲走，维持幼苗生长的土壤，同时还起到保 水、保温的效果，有利于植被的生长发育。2）当植被完全覆盖坡面后，锚固土工 网与植被根系紧密交织，有助于植被根系更 均匀、紧密地连在一起，形成牢固的土工网 与植被紧密复合覆盖，对坡面起到加筋作 用，从而防止边坡的变形、失稳与冲刷。同 时草根根系能够增加表土的法向应力，提高 表土的稳定性起固土作用。3）植物的生长活动具有根系加筋、蒸 发排水、茎叶防冲蚀的作用。在表土层中形 成盘根错节的根系，可以有效抑制雨水对边 坡的侵蚀及增加土体的抗剪强度，从而大幅 提高边坡的稳定性和抗冲刷能力。根据国内 外的研究资料显示该工艺在抗水流冲蚀试采用液压喷播绿化技术，将附有促种子 萌发小苗木生长的种子附着剂、纸纤维、复 合肥、保湿剂、草灌种子和一定量的清水， 验中，能抵抗极限水流速度 3m/s 以上的水 流冲蚀，并且能保持完好。它不仅能提高草 坪的抗冲蚀破坏及抗水土流失性能，还能提 高草坪的覆盖率，起到绿化、美化环境的良 好效果。2、施工工艺流程及操作要点2.1 清理坡面与施底肥 清理、平整坡面，清除直径大于 2cm 的 浮石、树根等杂物，以利于基材与岩石坡面 的结合。如果坡面上的土太密实，应该在坡 面57.5cm范围内采取松土措施，作为播 种层；如果坡面岩石面积很大，应该在坡面 上铺设厚 57.5cm 的细表土，轻轻压实， 为草提供基本的生长环境；对于岩石节理发 育，走向不一，清理坡面难度较大，应采取 浆砌片石局部找平 （谨慎使用，避免加大边 坡负载造成失稳），或者加大混合料固结物 含量，局部适当加厚找平。2.2钉设网垫铺设 将三维植被网沿坡面由上至下铺 于坡面上，网与坡面之间保持平顺结合。预埋 三维网铺于坡顶、坡脚时需延伸4080cm，并挖沟锚固，沟深不小于30cm。 锚固 将三维网自下而上用巾6mm以上的U 型钢筋将三维网固定，U型钢筋长约15 30cm,宽约8mm，U型钢筋间距约1.52.5m, 中间用8 #U型铁钉或竹钉进行辅助固定。 2.3回填土三维土工网铺设完毕，将泥土均匀覆盖 于三维植被网上，将网包覆盖住，直至不出 现空包，确保三维植被网上泥土厚度不小于 12m m,并进行适度夯实，防止局部新回填 土层与三维网脱离。然后将肥料、生长素、 粘固剂按一定比例混合均匀，施洒于表层。 肥料为氮:磷:钾=15:15:15或氮:磷:钾=10：8： 7的复合肥及含N有机质，肥量约为3050g/ m202.4 喷播草灌籽溶于喷播机内经过机械充分搅拌，形成均匀 的混合液，再通过高压泵的作用，将混合液 高速均匀喷射到已处理好的坡面上，附着在地表与土壤种子形成一个有机整体。2.5 覆盖无纺布根据施工期间气候情况及边坡的坡度， 来确定在喷播表面层盖单层或多层无纺布， 以减少因强降水量造成对种子的冲刷，同时 也减少边坡表面水分的蒸发，从而进一步改 善种子的发芽、生长环境。2. 6 养护管理喷草施工完成之后，必需定期进行养 护，直到草坪成坪。待草坪长至 5cm 左右时 即可揭开无纺布。3、工程实例 三维土工网植草加固航道边坡技术最 早是在广东省北江航道整治中采用的，我们 这里以北江某段岸坡为例，进行说明。该岸 坡受洪水冲毁严重，需要护坡处理。该工程 采用在低水位（高程3.0m）以下采用抛填块 石护坡脚，植草底线（高程5.5m）与低水位 之间采用 50cm 厚的干砌片石护坡（下设 20cm 碎石倒滤层），在植草底线以上采用三 维土工网植草护坡，护岸工程结构如图 1.10.0回填中粗砂1.0 5Q 1原地面线卫 rn三维土工网植草护坡碎石垫 层 20cm砌石图1护岸工程结构图（单位：m）该护岸工程的三维土工网植草护坡采用上述的施工工艺流程，在草种上选择了当 地的一种耐淹、耐干旱的百喜草。经过四年 的观察，百喜草生长良好，护坡效果很好。 具体效益分析如下：1）工程效果三维土工网垫则与植物根系交织形成 密的覆盖层，可经受高水位、大流量的冲击， 代替凝土、浆砌片石等成为永久性的护坡 层。2）经济效益传统防护工程投资多、造价高、程量大 且治理面积小，需长期投入人力、物力和财 进行检修。而三维土工网植草护坡防护投资 小、见效快、效果好，只需做适当的季节性 修剪工作。其造价仅为满铺浆砌片石护坡的 14，为现浇混凝土薄板护坡 13，为混凝 土预制块干砌护坡的 15，且其施工速度是 其他几种方法的十几倍。3）环境效益 三维土工网垫植草灌防护可恢复航道 周围的自然植被，保护自然生态平衡，美化 景观，改善环境的温度和湿度。经过分析对比，我们可以得出各种护坡 结构综合比较（如下图 2），三维土工网植草 护坡在透水性、稳定性、生态性、经济性等 方面都具有比较大的优势，值得推广使用。各种护坡结构综合比较护坡类型结构特点透水 性稳定性耐久性复杂程度及工 期生态功能经济性三维土工网植 草护坡柔性成体结 构好好好简单迅速，工 期短可实现生态功能较好浆砌石护坡刚性成体结 构差好一般一般，工期较 长不利于生态 功能较差预制混凝土护 坡半刚性或松 散结构较差一般差复杂，工期短不利于生态 工能较差图 2 各种护坡结构综合比较图四、结语三维土工网植草加固航道边坡技术最 早在广东省北江航道整治中取得了较好的 效果，如何将该项绿色施工技术技术引进到 三峡库区航道整治的护岸工程中是笔者的 主要目的。笔者建议应重点考虑以下几点1)如何寻找一种能适应三峡库区气候 生长的耐淹、耐旱、耐粗放管理、生长速度 快的草种是关键。2)三峡库区长江水流湍急，其水流速 度也远远大于广东北江。如果在三峡库区运 用三维土工网植草护坡，其抗冲性能能否达 到要求也是关键。考虑到三峡库区的水流速 度情况，笔者建议三维土工网植草加固航道 边坡的植草底线设计在比长江历史最高洪 水位低0.5m处，在植草底线与最低水位之 间的护坡仍采用传统的砌石护坡。总之，笔者认为三维土工网植草加固航 道边坡在能满足固土防冲蚀需要的同时，还 能改善河岸生态的环境保护功能，而且造价 也比传统护坡材料低，完全符合绿色施工 导则中有关绿色施工技术的定义，值得在 三峡库区航道整治中进行推广O参考文献：1王连新土工网复合植被护坡法在三峡工程中的应用J人民珠江，1999, (4)： 38-39.1鄢俊植草护坡技术的研究和运用J.水运工程，2002, (5)： 29-31.