中铁市政环境建设有限公司 200331
摘要：阶梯式生态框挡墙是一种新型的生态护岸，将钢筋混凝土框采用阶梯式布置，框内填充河卵石和土砂。该挡墙采用预制拼装的施工方式，不仅具有装配式的施工优点，还兼备生态功能。结合淮安市淮安区黑臭水体综合整治工程实践，介绍其富具生态的设计理念，分析其在施工中存在的问题，并通过改进施工技术，提高施工质量、生态景观及综合效益。
关键词：阶梯式生态框；黑臭水体整治；生态护岸；景观
1、引言
淮安市淮安区位于京杭大运河与苏北灌溉总渠交汇处，地处淮河下游苏北腹地，地势平坦、水系分部广泛。
按照国务院、江苏省政府要求，淮安市市政府提出整治黑臭水体总体目标，明确指出，到2020年基本消除建成区的黑臭水体问题。
在以往的河道治理中，主要看重“防洪、排涝、引水、灌溉”等基本的功能，河流的生态功能未得到足够的重视。近年来，生态文明建设的理念不断深入人心，河流的生态功能得到重视。
河道驳岸工程是河道治理与保护工作中重要的组成部分，但在以往的河道整治工作中，边坡防护主要采用砌石、钢筋混凝土等硬质材料。这类硬质护坡形式，可以发挥出河道的行洪、排涝、安全性以及水土保持等功效，且具有稳定性好、节省土地、施工机械化程度高等优点，但是改变了河流生境的多样性，引起生态退化，破坏了河流生态系统的功能。
淮安市市政府开展黑臭水体综合整治以来，河道治理工程开始向生态护岸、生态修复转变。目前采用的生态护岸材料主要有：金属格笼、生态砖、多孔性混凝土、木材、预制混凝土阶梯式生态框等。
本文以淮安区黑臭水体综合整治-清安圩泵站引河项目为例，对阶梯式生态框在河道护岸中的应用及效果进行探析。
2、阶梯式生态框挡墙形式及特点
2.1 生态框形式
预制混凝土阶梯式生态框是一种新型的钢筋混凝土生态护岸构件；是由日本兴起的一类新型预制构件，构件混凝土采用一次成型、不做装饰，其外观以混凝土本身的自然质感与精细设计的构型作为表现形式。
生态框材料采用工厂预制框格，表面镂空。外观做景观效果处理，施工时内部填充石材、土体、等，起防护作用。空隙为鱼虾蟹、贝壳类等水生物提供生存空间，满足生态护岸的需求。同时生态框可实现坡脚至坡顶依次种植各类水生护坡植物，形成多层次生态结构，构成完整的生态护坡系统。与传统的驳岸方式相比，其在美观、耐久、生态等性能方面均具有明显优势。
2.2 生态框材料的特点
（1）耐久性好。
生态框的结构形式为钢筋混凝土，耐候性较好且产品稳定性好，荷载作用下不易变形。
（2）亲水性好。
生态框内部填充使用河卵石和植生土作为填充物且有预留空间，具有良好的透水性能，方便水生生物繁殖及生长，丰富河道的生态环境，增强河道自净能力，促进生态循环的形成。
（3）视觉效果好。
生态框正面仿石块外观，并可利用框内石缝或者顶部上填植生土，种植适应性强的水生植物，能够增加河岸的绿色景观，提高美观性。
（4）施工方便。
生态框施工不需要使用模板、水电和水泥，施工方法简单，不受气温、季节限制；其装配式结构的特点使它更容易为平行施工，可进行多点多面施工，根据建设需求调整施工进度。
3、阶梯式生态框在工程实例中的应用
3.1 工程概况
清安圩泵站引河上游通过清安圩泵站与京杭大运河连通，东入清安河，是清安河的上游支流，总长约0.87km，河道上口宽约2～5m，底宽约为1～3m，河底高程-0.7m，边坡系数1～4。沿途经过农田和村庄。通过现场踏勘调研，清安圩泵站引水渠主要存在以下特点：现状河道水质较差，属于重度黑臭水体，氨氮浓度超标。主要污染源如下：管线不完善，污水直排；内源污染严重；面源污染控制需加强；河道生态功能弱，自净功能丧失。
3.2 生态护岸设计
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生态护岸是指有利于动植物生长，对河流、湖泊等水体岸边带进行防护的一种护岸型式，具有防止河岸塌方、维持岸边生物群落自然生长、沟通地下地表水力联系、增强水体自净能力和自然景观效果。
淮安区黑臭水体综合整治-清安圩泵站引河项目生态护岸，采用预制混凝土阶梯式生态框挡墙结构形式。生态框挡墙顶部宽度为1m，迎水面坡比为1：0.75，基础采用C30混凝土基础，生态框内采用河卵石，顶层生态框内填充植生土，种植湿生植物，后填级配砂石，墙后铺一层土工布，然后后填级配砂石。
3.3 生态修复设计
河岸带是陆地与水域之间的过渡地带，是水生动植物赖以生存的栖息地，亦是水体与土地相互涵养的中转带。河岸带具有多种生态功能，是一个典型的廊道型空间，生物多样性远较周边区域丰富。
（1）构建护岸鱼巢环境
生态框内部回填材料采用河卵石，粒径为200mm左右，但不能使用非常扁平的河卵石和细长的河卵石，为河道中的鱼虾蟹、贝壳类等水生生物提供栖息、繁殖场所，为其提供多样化的生境空间。
（2）构建水湿生植物群落
在生态框内部回填的河卵石空隙中播撒土砂，给水生植物提供生长环境，并种植常绿鸢尾、云南黄馨、连翘等适应性强的湿生植物为昆虫等生物提供生存场所。
4、工程实例中存在的问题及解决办法
4.1 存在的问题
（1）生态框与生态框之间的间隙较大，密合性不够，容易造成墙后砂土流失，且易导致框体受力不均，影响生态框的使用年限。
（2）生态框与混凝土基础表面密贴不充分，容易在第一层生态框与混凝土基础之间形成墙后砂土流失的通道。
（3）墙后土工布的布设不能很好的防止砂土流失。
4.2 解决措施
（1）提高混凝土生态框的安装质量。
阶梯式生态框安装时，水平方向用M20螺栓，上下方向用连接销通过制品孔来连接，用扳手等把螺栓连接到轻紧固程度为止。在框内回填河卵石时，为了不冲击制品，采取每安装一层就回填一层的施工方式。回填时，采用人工调整的方式，使平整工作面比制品的顶端稍低一点，上层制品的内部回填石和下层制品顶端面充分咬合，确保制品之间有足够的滑动摩擦，以抵抗墙后的土压力。
水平制品间的间隙采用适宜尺寸的河卵石填充，且需在生态框迎水面中部增设一根水平螺栓，以防止填充的河卵石滑入河道内。
（2）加强基础底板成型的质量控制，保证混凝土表面的平整度。
底板混凝土浇筑时，需严格控制底板顶面的平整度，局部不平整处，采用坐浆的方式，使第一层生态框与底板顶面密贴。
（3）改进墙后土工布的布设方法。
墙后制品之间的土压力主要靠土工布承担，为防止生态框制品背部回填材料流入制品内，采用两道土工布的方案。第一道根据生态框背面的阶段形状铺设土工布。土工布的叠加是上游的土工布在上面，重合10cm以上。第二层土工布靠紧混凝土底板延伸至反滤层后面，反滤层包裹在土工布内，有效防止砂土进入反滤层，并防止墙后泥砂流失。
5、效果分析
通过以上的质量控制措施，淮安区黑臭水体综合整治-清安圩泵站引河项目阶梯式生态框挡墙的施工质量有了明显的改观，具体体现在以下几个方面：
（1）生态框框体与底板及框与框间的贴合度增强，不仅保证了生态框挡墙的稳定性，又保证了岸线的平顺美观。
（2）改进土工布铺设的方式，使土工布受到的填土压力变得均匀，并且反滤层的透水性得到加强，岸墙的使用寿命得到保障。
6、结语
淮安区黑臭水体综合整治-清安圩泵站引河项目生态框护岸施工过程中，通过对施工工艺的改进，使施工质量及其他设计要求得到了保证。阶梯式生态框挡墙在淮安区黑臭水体综合整治工程中的成功应用，为后期的阶梯式生态框岸墙的施工推广起到了借鉴作用。
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