生态框格在岸坡防护工程中的实用性探讨

杨青森 刘 凡 宋 强 仲鹏飞

（宿迁市水务勘测设计研究有限公司 宿迁 223800）

生态框格是一种以混凝土作为主要材料的预制品构件[1]。将生态框格成“品”字形铺设于河道边坡，使用防腐螺栓连接，形成骨架结构，然后在框格内回填土并整平，能够有效提高河道边坡的整体性、稳定性。施工时，可采用起重设备配合人工，显著提高工作效率。在施工过程中无噪声、不排污、不污染环境、施工机具简单、防护费用低廉，具有良好的经济效益、生态效益和社会效益。随着技术和工艺的发展，生态框格已广泛应用于交通、市政等行业的边坡防护工程中。

在我国水利工程领域，生态框格防护具有使用设备少、施工工期短、施工成本低、生态性能好等方面的优点。目前在水利工程中利用生态框格进行边坡防护仍然较少。本文将结合西条堆河边坡防护工程的特点，通过对比多种护砌型式的优缺点，为生态框格在水利工程边坡防护中的应用提供参考。

1 工程概况

1.1 工程简介

西条堆河从运南南渠首向西，流经城厢、临河，接马化河，为灌溉输水河道，全长12.37km。该河道设计灌溉面积4.85 万亩，河道设计引水流量7.90m³/s。西条堆河灌区分自流和提水灌区。自流灌区已全部由农田改为鱼塘，能够自流进水；提水灌溉范围是黄河故道中泓以南，洪泽湖以北，成子河与西民便河之间地区（洪泽湖周边洼地圩区除外）。

宿迁市黄河故道后续工程施工3 标从成子河分洪道下西条堆河地涵出口处（K0+250）开始疏浚，疏浚至K12+365，疏浚河道长12.12km；由于K0+250～K4+480 段现状已采用直立挡墙护砌，工程对河道进行了浚深，新开挖土坡易受水流冲刷，且自然边坡稳定性差，对其自身及现状挡墙稳定都不利。同时西条堆河K0+250～K3+400 段两侧鱼塘多，鱼塘距离河道较近。为保证施工质量，需配套进行施工降水。因两侧鱼塘正在养殖，鱼塘蓄水导致该区域地下水位高，若实施降水，易造成鱼塘损失，且该段河道土层透水性弱，实施降水工程难度大、工期长[2]。由于两岸农业灌溉用水需求迫切，工程工期紧，任务重。

1.2 工程地质

1 层：素填土(Q4ml)。杂色，松散，主要成分为粉土、粉质黏土，局部含大量植物根系。

2 层：粉质黏土(Q4al)。灰黄色、灰黑色，软塑，局部流塑，稍有光泽反应，中等干强度，中等韧性。

3 层：粉土(Q4al)。灰黄色、黄褐色，稍密～中密，湿，无光泽反应，低干强度，低韧性，局部夹薄层软塑状粉质黏土。

4 层：粉质黏土(Q4al)。灰黑色、灰黄色，软塑～可塑，稍有光泽反应，中等干强度，中等韧性。

地基土的物理力学性质指标见表1，各土层的渗透系数及堤防设计参数见表2。

表1 物理力学指标及承载力建议值表

表2 渗透系数及堤防设计参数表

2 护砌方案设计

根据《水利水电工程边坡设计规范》（SL386-2007），西条堆河边坡防护等级为5级。在工程建设中，满足该段防护需求的护砌型式有生态框格、混凝护坡+联锁块、混凝土桩[3]、宾格石笼[4]等。此次结合施工段特点，分析对比四种护砌方式的施工难易程度、施工工期和工程造价。

2.1 生态框格防护

河道采用梯形断面，河底通长布置两排1.0m×1.0m×0.5m 框格， 两侧河槽坡面坡比按不陡于1 ∶1.8 刷坡，“品”字形布置3 排1m×1m×0.3m 框格，边坡以上平台宽度为1m，间隔布置1 排1.0×1.0×0.3m 框格。框格采用M12 防腐螺栓连接为整体，螺帽一侧采用橡胶垫片。铺设完成后，框格内回填黏性土。生态框格防护具有施工工艺简单，施工速度快，生态性好等优点。护砌型式见图1、图2。

图1 生态框格防护断面图

图2 生态框格拼接示意图

2.2 混凝护坡+联锁块防护

河道采用梯形断面，坡比为1 ∶2，对两侧河槽边坡和平台进行防护，护砌结构选用混凝土+砂石垫层，其具有防渗性能好、渠道断面小、水力条件好、工程寿命长等优点[6]，混凝土护坡厚度为150mm，强度等级为C20；砂石垫层厚50mm。同时考虑生态效益，渠道两侧每200m 设置一道20m的生态护坡，生态护坡采用联锁块+碎石垫层+土工布防渗层结构，联锁块厚度100mm，砌块强度C25；碎石垫层厚50mm。护砌型式见图3。

图3 混凝土护坡断面图

2.3 混凝土桩防护

河道采用梯形断面，两侧河槽坡面坡比为1∶2，沿河槽边坡上口线密布1 排直径为12cm 的混凝土桩，形成桩墙，桩长为3m，边坡以上平台宽度为1m。混凝土桩防护具有施工工艺简单，施工速度快，工程寿命长等优点。护砌型式见图4。

图4 混凝土桩防护断面图

2.4 宾格石笼防护

河道采用梯形断面，河底通长布置四排宾格石笼，内侧宾格石笼尺寸为1m×1m×0.75m，外侧宾格石笼尺寸为1m×1m×1.25m，宾格石笼外侧河槽坡面坡比为1 ∶2，边坡以上平台宽度为1m。宾格石笼防护具有施工工艺简单，防护性能好等优点。护砌型式见图5。

图5 宾格石笼防护断面图

2.5 分析比较

此次根据《江苏省水利工程概算定额建筑工程》（2012年版）、《江苏省水利工程概算定额安装工程》（2012年版）、《江苏省水利工程施工机械台时费定额》（2017年版）、《水利水电工程设计工程量计算规定》（SL328-2005）、《宿迁工程造价管理》（2018年第3 期）等定额依据及相关资料，利用新点2012水利概算V9.2.08 标准版计算材料综合单价，然后计算河道单公里防护投资，结果见表3。

表3 方案对比表

根据西条堆河现场实际情况，综合比较生态框格、混凝护坡+联锁块防护、混凝土桩和宾格石笼防护的施工难易程度、施工工期和工程造价，对比过程详见表3。

经比选，此次采用生态框格防护，该护砌型式具有投资低、施工快捷、对施工技术要求较低等特点。而且防护完成后，不影响河底水土交换，生态性良好。

3 结语

西条堆河岸坡防护工程实施完成至今已满两年，经历了两个汛期，运行平稳，工程正在发挥效益。但是框格空间小，内部填土压实困难，导致部分框格内存在回填土流失现象，目前已进入稳定形态。采用生态框格进行河道岸坡防护，具有施工速度快、工艺简单、便捷、造价低、生态性好等特点，特别是对工期紧、降水困难的项目具有更大的实用性。此次借西条堆河岸坡防护实例，希望能为生态框格在水利工程岸坡防护中的使用提供借鉴■