格宾网生物护坡在晋江下游低水驳岸中的应用

林鸿美

（泉州市晋江河道堤防管理处 362000）

1 工程概况

晋江位于福建省东南沿海，是福建省四大河流之一，全长182 km，干流自双溪口至前浦入海，全长32km。泉州市地处晋江下游干流两岸，是我国的著名侨乡和历史文化名城。晋江下游防洪堤工程始建于20世纪50年代，南北两岸堤防共28.24km，由于原设计标准偏低且岸线未经总体规划，堤线甚不规则，沿江建筑杂乱无章。为提高防洪抗灾能力，控制晋江下游河势，美化市区环境。经多年技术研究和规划论证，1997年12月30日省政府批准晋江下游河道防洪岸线整治规划建设，范围从金鸡拦河闸至法石，河道长15.6km，工程分两期实施。工程于1997年动工建设，2008年全部完工，从而使市区两岸堤防达到百年一遇防洪标准。根据岸线整治规划，为保护晋江下游防洪堤、改善河道景观，在晋江下游主河道两岸修建高水位低水驳岸。本文主要介绍晋江南岸荀江桥头至浮桥段低水驳岸格宾网生物护坡的处理方法。

2 工程地质水文条件简述

2.1 工程区地质条件

工程区河段为晋江河道主河床最窄处，河床宽仅220m，且下游的浮桥建于宋代，为历史文物，原桥面及桥下河床均比较高，对上游水位壅高较大，而上游的荀江桥距离浮桥近，洪水容易在此处形成漩涡。地基土层主要有粉质粘土，可塑，中细砂﹑含砾中粗砂；下部为砂砾石等。这些松软土层抗冲流速小于0.6～0.8m/s，存在的主要工程地质问题是岸线坡脚易产生冲刷及岸坡产生滑移变形，应采取工程处理措施。

2.2 工程水文情况

由于晋江河口泉州海域是比较典型的半日潮，河口至金鸡桥闸为感潮段，每天均有两次潮水涨落。而低水驳岸又近主河道，受潮水影响较大。因此，在工程区取1组地表水和钻孔取2组地下水进行水质简分析试验，评价环境水对混凝土腐蚀情况。结果表明：地表水具分解类溶出型中等腐蚀；分解类一般酸性型中等腐蚀。地下水具分解类一般酸性型弱—中等腐蚀，分解类溶出型中等腐蚀；分解类酸性型弱—中等腐蚀。

3 格宾网生物护坡简介和主要特性

3.1 格宾网生物护坡简介

格宾网由经表面防蚀处理的低碳钢丝用机械编织的双铰六角形柔性金属网制成。生物护坡是将金属网绑扎成不同结构和尺寸的相互连接的网垫，填入适当石块，石间筑土，在填石筑土时人工移植当地草皮，并撒草籽，然后绑扎盖网，形成石垫整体护面。当带土球的植被根系经石间土进入坡体后，植被﹑石垫与土坡三者形成一个刚柔两性的“板块”。既可以抵抗坡面外水冲刷及排除内水，又能适应一定位移。起连结作用的格宾网与植被根系共同发挥作用，可绿化环境，保持水土。

3.2 格宾网生物护坡结构特点

a.透水性好。能排水固结，有利于山坡和岸滩的稳定和水土保持，阻止由流体静力造成的损害。

b.整体性好。组装成各种形状，连成一个整体，无结构缝，适应变形，整体结构有延展性；抗水流冲刷，能承受的最大水流速度达6m/s。

c.耐腐蚀。经表面防蚀处理的低碳钢丝，经久耐用，能抵抗任何侵蚀。

d.经济适用，施工方便。可因地制宜地利用当地石料资源，不用水﹑水泥﹑模板和电力。

e.生态环境保护。石缝间长出绿色植被，满足水土保持﹑消声敛光﹑绿化美化环境的要求。

f.进度快。可多组同时施工，平行﹑流水作业。

4 低水驳岸设计意图及处理方案选择

4.1 低水驳岸设计意图

根据地质钻探，荀江桥头至浮桥段沿低水岸线表土层为粉质粘土，层厚约3m，其下为中砂。根据边坡稳定计算结果（抗滑稳定安全系数为1.38）及一期工程实际工程经验，低水驳岸结构型式采用护坡式,设计坡度为1∶2.5，护脚高程0.5m，护岸顶高程4.5m。

4.2 低水驳岸护坡处理方案选择

由于该工程为景观工程，护坡型式按以下三种型式进行比较：C15混凝土预制块护坡﹑M7.5浆砌条石护坡和格宾网生物护坡。下面从工程环境适应性和经济性进行对比。首先比较工程环境适应性。C15混凝土预制块护坡在一期低水驳岸中采用过，但根据环境影响评价报告书，混凝土对水下微生物的生存环境不利，另自河口至金鸡桥闸为感潮段，水质对混凝土具有腐蚀作用；且整体稳定性差，遇位移易发生连锁反应。浆砌条石护坡与C15混凝土预制块护坡基本相似。格宾网生物护坡，由于格宾网由金属网制成，内填入石块，形成石垫整体护面，不会对环境造成破坏；而金属网对晋江水质有抗腐蚀作用；同时它又具有较好的稳定性，能适应一定的位移，抗冲刷和塌坡能力强。从经济方面进行比较，经测算，C15混凝土预制块护坡每延长米造价为2080元，M7.5浆砌条石护坡每延长米造价为1760元，格宾网生物护坡每延长米造价为2210元。从预算结果看，M7.5浆砌条石护坡最低，C15混凝土预制块护坡次之，格宾网生物护坡价格最贵。综合考虑工程区所处位置环境地质水文条件，要求低水驳岸护坡整体稳定性好，抗冲刷和塌坡能力强，且具有抗腐蚀能力。由于格宾网生物护坡型式存在上述的优点，最后选择采用格宾网生物护坡型式。

5 低水驳岸利用格宾网生物护坡的施工方法和技术处理

5.1 格宾网生物护坡低水驳岸的设计要求

低水驳岸设计坡比为1∶2.5，护脚高程0.5m，护岸顶高程4.5m。护坡采用厚0.25m的格宾网生物护坡结构，下铺厚0.25m的砂、碎石垫层及规格为350g/m2的反滤土工布；护脚采用C20钢筋混凝土结构，护脚宽1.0m，厚0.5m，护脚下施打长4.0m、纵向间距1.0 m的木桩；护脚外为抛石，顶宽3.0m，外侧坡比为1∶2.0，抛石面采用厚0.45m的格宾网护坡（格宾网网目为60mm×80mm,网丝2.2mm，框丝3.0mm，扎丝2.2mm）。断面如下图所示。

荀江桥至浮桥低水驳岸断面图

5.2 低水驳岸基础处理

a.抛石基础施工。采用5t自卸汽车以端进法向前延伸立抛，根据施工放样划分的区域，按纵向由低向高、横向由外到内的原则抛投，抛填石料块重为20～40kg，抛投时大小搭配，抛石体达到预定断面，并经碾压初步稳定后，按设计轮廓将抛石体整理成型。

b.护脚基础施工。把经过防腐处理的桩长4.0m、尾径0.14m的松木桩按照施工放样的打桩位置每隔1.0m放一根，并用挖掘机施打至设计顶高程。施打过程中遇抛石时，根据探明的范围﹑深度﹑宽度，打桩位置作适当调整。并按照施工图纸完成C20钢筋混凝土护脚。

5.3 护脚以上格宾网生物护坡施工

a.对护脚以上的边坡按设计边坡坡度进行修整夯实，使边坡密实、平整、稳定。在护坡上铺上350g/m2的反滤土工布，土工布一端压入钢筋混凝土护脚0.3m，另一端沿着平整好的护坡往上纵向铺开，并按设计要求完成相邻土工布的搭接，在土工布上铺设0.2m厚的砂碎石垫层。

b.将格宾网运至施工现场后，在靠近安装位置的平整场地上打开，将格宾置于平实的地面，压平多余的折痕，应避免损伤护垫和网线保护层。用绑扎丝将前后面板、底板、隔板组装成长3.0m、宽1.0m、厚0.25m矩形护垫，同时每隔8cm高度在前面板与后面板间加装绑缚钢筋，以增强牢固性及面墙的平整性。

c.相邻护垫组的上下四角以双股组合丝连接，上下框线或折线,每间隔25cm绑扎一道,并使用螺旋固定丝绞绕收紧联结，组成单元护垫组结构。将组装好的空格宾单元结构网箱组从护脚往护岸顶方向安装在已处理完毕的护坡上，将其联结在一起，用螺旋固定丝绞绕收紧,使其连成一体。顺水流方向从下游往上游将单元结构网箱组按上述方式组装完毕。

d.把吊车安装在护岸上，将准备好的尺寸为100～200mm不易风化的硬质岩石头装入漏斗型吊斗，用吊车辅以人工填充格宾网。填充时，同时均匀地向一组格宾网垫的各网格内填入石料。填充石料时先填充一半高度，用人工将块石摆放整齐，并用细石填缝密实，再填充另一半，以保证箱体内填充料较高的密实度。填充石料的容重均不小于1.70t/m3，填充石料顶面高出加筋格宾表面30mm，以利于石头的自然沉降。

e.裸露的填充石料，表面用人工砌垒整平，让石料间相互搭接，用拉筋保持护垫形状的规整，拉筋间距为300mm；石块填充完毕后，利用单元网盖将护垫加盖，拉到位并与前板、侧板及隔板绞合在一起，使护垫边缘整齐，并绑扎边框线。

f.护垫施工完毕后，在护坡撒上适合本地的土壤气候条件、耐潮湿、根系发达、生命力强的草种。

5.4 护脚以下格宾网护坡施工

a.格宾网护垫的预制。在靠近低水驳岸护脚位置的平整场地上按连续缠绕法组装长2.0m﹑宽1.0m﹑厚0.45m的长方体格宾护垫，按要求填充石料，砌垒时在上面四个角各预留一个小孔供吊装钢丝绳穿过，用网盖将护垫加盖，用连续缠绕法将边框固定，使护垫边缘整齐。

b.起吊架的加工制作。到专门加工厂用8号槽钢焊接一个2m×1m的矩形架子，在四个角上各焊上一个吊钩，并将矩形架子对角线用两根经过加工处理的槽钢对焊后与矩形架子四角底部焊接，对角线交点将作为起吊点。把4根长3m φ 16钢丝绳的一端捻制固定在四个角上，并在捻制位置用钢丝绳夹夹紧加固，另一端用同样的方法捻制成一个小吊圈，形成一个完整的吊架，供格宾网护垫吊装用。

c.吊装前的准备工作。由于该工程在晋江下游感潮河段，每日均有两次潮水涨落。施工期间笋江桥下最低潮水位为-0.75m，而平均潮位远大于低水驳岸抛石基础护脚高程0.5m，因此，在施工时，先向运行管理单位咨询潮涨潮落具体时间，以便安排施工时间。并根据现场的施工特点和条件采用船吊机组辅以人工进行吊装。

d.格宾网护垫的吊装和铺设。将起吊架四个角上的4根带小吊圈的钢丝绳从预制好的格宾网护垫四个角的预留孔穿过，并分别将小吊圈挂在起吊架的吊钩上，用船吊机组将预制好的格宾护垫吊到船上，运到施工区，固定船吊机组，将格宾网护垫吊到护脚平台并紧靠C20钢筋混凝土护脚放下，用人工把起吊架上的小吊圈从吊钩里挑出，这样起吊架就脱离格宾网护垫，安放在指定位置。用同样方法吊第二块，紧靠第一块，将这两个格宾网护垫用连续缠绕法固定连接，依此办法，沿着护脚外往河床铺设。当铺装水下的护坡时，吊装方法不变，但必须对格宾网护垫安放位置进行定位。定位采用4根竹竿，前两根放在已安装完毕的格宾网护垫下端两个角，另两根按照护坡坡比及护垫面积大小定位，插上竹竿，再把格宾网护垫放在四根竹竿之间，以保证安装位置准确不移位。依此办法，沿河床方向铺设。铺设完毕后，雇佣当地水性好的人员潜入水中对相邻格宾护垫每间隔25cm进行一道绑扎，并使用螺旋固定丝绞绕收紧联结。再用同样的施工方法由下游往上游方向将格宾网护坡连成一片。护坡不做处理，让自然的泥土充填其间。

6 护坡处理效果和经济分析

6.1 护坡处理效果

由于泉州为台风多发地区，而晋江流域属于山区河流，较大洪水多由持续时间短而强度大的暴雨造成，而工程场地地层由海积土与河流冲洪积土所构成，护脚基础易被冲刷削弱，从而使护坡坍塌﹑损坏。但晋江南岸荀江桥头至浮桥段格宾网生物护坡处理的低水驳岸经过2009年汛期洪水的考验，驳岸护底和护坡均未被冲刷破坏。洪水过后，待潮水退至最低水位时，笔者对护脚以下的格宾网护坡进行了检查，未发现护坡受到破坏，金属网也未发现生锈断裂，护坡处理效果较佳；水中的悬移物和淤泥已沉淀在格宾网石头空隙中。而护脚以上护坡的植物根系通过石块之间的泥土扎入边坡，生长良好，恢复了原有的生态环境,使河岸得到有效的永久保护，满足水土保持和绿化美化环境的需要。

6.2 经济分折

从经济投资比较，格宾网生物护坡比其他形式护坡单位投资增加超过15%左右。主要是本次施工工程量少，而格宾网本省没有生产厂家，单价比较高；若今后能够大面积采购，可降低金属网的价格，另外通过优化设计（如减少护垫的厚度等）和其他工程措施，可降低整体单价。

7 结语

目前，在福建省水利工程和河道整治建设中，护坡处理方式基本采用传统的浆砌石和混凝土的刚性结构，常因施工技术﹑材料质量﹑季节变化﹑地基变化等原因，开裂坍塌，从而增加后期运行管理费用。而格宾网生物护坡作为一种融工程结构与生态环保于一体的新技术，能在建设开发中兼顾保护自然、恢复原有的生态环境。由于它的易结合性，可提供各种各样的结构造型，满足不同区域的景观要求，同时可结合植草皮及种花等形成绿色护坡，对于美化城市景观及改善环境具有社会和环境效益。它还可以工厂化制作出半成品，施工现场仅需组装定型、灌充填料，操作简便，尤其是受气候因素干扰小，适宜于机械化施工。与传统的浆砌石和混凝土结构相比，格宾网具有明显的结构优势﹑环保优势和成本优势。