生態(tài)格網結構工程技術在長江三峽三斗坪護坡工程的應用

張紹華

生態(tài)格網結構工程技術是繼傳統(tǒng)漿砌石結構、混凝土結構之后，于20世紀90年代新出現(xiàn)的結構技術。這種生態(tài)新型結構技術由無錫金利達生態(tài)科技有限公司研究開發(fā)并投入工程應用，目前已在國內外千余項工程中得到良好使用，這些工程涉及水利、交通、市政、園林、海洋、航道、巖土等。長江三峽三斗坪護坡工程是金利達公司新型結構技術應用于超大工程的一個成功案例。

長江三峽水電工程位于三斗坪，該工程由于規(guī)模宏大舉世矚目。三斗坪護坡工程于2005年實施，至今已有10年，隨著時間的延續(xù)，生態(tài)格網結構工程技術的生態(tài)優(yōu)勢逐漸現(xiàn)顯。該岸坡縱向上總體呈波狀，凹凸相間，以凹形坡為主，局部平直，橫向上岸坡為折線坡或斜線中一陡坡，局部為緩坡。經業(yè)主和設計部門反復比較，最終選定用生態(tài)格網結構技術實施該護坡工程，這是金利達公司產品在特大型工程中的首次應用。

傳統(tǒng)護坡存在的主要問題

防潮標準低，波浪越堤破壞。長江大堤大多建于20世紀80—90年代，限于當時的建設條件，潮位資料和風速資料系列短，無堤防設計規(guī)范作依據，加上未經嚴格設計和審批程序控制，對設計潮位未進行論證，對風浪爬高未詳細計算，尤其是對風浪爬高未采取有效措施加以限制，堤頂高程的控制一般均憑經驗確定，致使所建海堤標準普遍偏低，一般為5年一遇～10年一遇，少數(shù)達50年一遇，遇較大風暴潮便形成波浪越堤破壞，如1998年長江大洪水，南岸地區(qū)大部分潰堤均屬該類型破壞。

工程建設質量差。長江護堤建設時，限于當時的條件，從設計到施工，對質量要求均不嚴。在設計上對筑堤材料和填筑質量均未明確要求，在施工上則就近取材，采用人工挑填，未經碾壓，部分填段采用松散的中細砂填筑，護坡采用低標號漿砌石砌筑，砂漿易受潮浪沖蝕流失形成干砌石，加上無反濾墊層。因此，因堤身松散、護坡不牢、受波浪沖刷引起堤身沙土流失而塌坡是較常見的破壞類型。

生態(tài)效果差。傳統(tǒng)結構內材料(包括堿化骨料) 的水化反應、炭化反應及各種添加劑(如早強劑、抗凍劑、膨脹劑等) 在水中發(fā)生反應對水質和水環(huán)境產生影響，河道失去了原有的水生態(tài)環(huán)境。

傳統(tǒng)結構對河道坡面采取了封閉的形式，河道中的生物和微生物失去了賴以生存的環(huán)境，河道的自凈能力遭到了破壞。同時，各種水生植物也難以在堅硬的結構坡面上生長，各種水生動物也因此失去了生存環(huán)境而無法生存。

護坡結構優(yōu)選

長江護岸建設主要是加固整治好原有江堤，新建護堤較少，根據長江護岸的特點和破壞類型，堤岸建設的重點是迎海面護坡加固，主要結構有混凝土預制磚護坡、生態(tài)型護坡、現(xiàn)澆混凝土護坡、混凝土護坡，共設計了4個方案。方案一為M10漿砌C20混凝土預制磚單一護坡，其優(yōu)點為外觀效果佳、護坡受力比步級護坡小等；不足之處是造價較高、波浪爬高較大、堤頂高程較高、新舊護坡結合不牢固，并且施工難度較大、工期長，質量不易保證。方案二為現(xiàn)澆C20混凝土單一護坡，其優(yōu)點為新舊護坡結合牢固、護坡受力較小、不易拉裂等，且施工便易，工期較短，護坡外觀較好；不足之處是波浪爬高大、堤頂高程較高、投資較大、生態(tài)效果差。方案三為現(xiàn)澆C20混凝土混合護坡，其優(yōu)點為投資省、波浪爬高小、堤頂高程低、護坡受力小、新舊護坡結合牢固、容易施工、質量易保證等；不足之處是護坡上部需立模施工，如處理不好會影響外觀質量。方案四為生態(tài)型護坡，其優(yōu)點為投資省、抗沖刷強、防浪性好、施工簡便、工期短、質量易保證等，同時，該方案污染較少，生態(tài)效果好；但生態(tài)型護坡要求坡面要平整，受護坡坡比影響，對墻后填土要求較高。生態(tài)型護坡斷面詳見圖1。

經過方案比選，生態(tài)型護坡結構比其他結構在投資因素、工程安全度、限制波浪爬高、工程質量等方面均有顯著的綜合優(yōu)點。最終專家選定采用金利達生態(tài)格網技術結構。長江南岸三斗坪護坡采用生態(tài)型護坡后受力平順，整體受力好；護坡以上的波浪爬高區(qū)波浪作用力大幅度減小。由于采用生態(tài)型護坡方案，限制了波浪爬高，降低了堤頂高程，達到了節(jié)省投資的目的（見圖2）。通過工程實踐證明，在1∶1.5左右原有較平整的砌石護坡上采用生態(tài)型護坡，可以達到護坡和減少投資的效果。

生態(tài)格網護坡可布置在河道寬闊、河底坡底較緩的護坡范圍內，也可布置在河道護岸較緩的土堤表面作為固堤之用。同時，可依自然地貌情況，在其表面種植草皮等植被，以實現(xiàn)美化水環(huán)境的需要; 在常水位以下的生態(tài)格網，由于填料一般為卵石或塊石，可為水中的小魚、蝦提供良好的棲息場所。此外，在寬闊的堤段，可在生態(tài)格網頂常水位以上修筑一條簡易人行道，非汛期時可作為人們娛樂、休閑和親水的平臺。