付雨程
湖北昊源建设工程有限公司 湖北省宜昌市 443100
摘要: 磷石膏生态护岸是一种新型的生态护岸，其施工成败的关键在于磷石膏生态砖内填土不能被水流冲走。本文结合磷石膏生态护岸施工实例，重点介绍了磷石膏生态护岸防淘施工工法的特点、施工工艺流程、施工工序操作要点及施工效益，为类似工程施工提供参考。
关键词:磷石膏生态砖；生态护岸；水位变动区；防淘刷；工法
引言：磷石膏生态护岸是利用“磷石膏生态砖”这一新型材料进行河道治理的护岸施工技术，这种护岸将磷石膏变废为宝生产的磷石膏生态砖连接起来作为框架形成阶梯护岸，在磷石膏生态砖内部填充种植土，护坡侧面表面种植本土草本植物，自然修复形成自然的绿色护岸，具有生态环保、结构稳定、经久耐用等优点。这种新型生态护岸施工成败的关键在于磷石膏生态砖内填土不能被水流冲走，特别是处于水位变动区凹岸的土方非常容易被洪水淘刷，为解决这一难题，总结摸索出一套与磷石膏生态砖和河道护岸水位变化区淘刷特点相适应且有针对性的施工工艺和措施，避免了护岸特别是凹岸的淘刷，快速恢复水位变化区植被，同时也为磷石膏的利用以及河道护岸生态修复找到了新的途径，有利于生态环保，是一项非常具有现实意义的工作。
1 适用范围
适用于河道生态治理工程中的磷石膏生态护岸施工，适宜于斜坡坡度1:1～1:0.3，岸坡基础为覆盖层的河岸。也可用于市政工程、交通工程、地质灾害治理工程的各类生态护坡的施工。
2 工艺原理及特点
2.1 工艺原理
该工法根据磷石膏生态护岸的特点，采用一系列与之相适应的施工工艺措施来保证磷石膏生态护岸施工顺利进行，避免了护岸被洪水淘刷，同时也促进了磷石膏的综合利用和河道护坡的生态修复，达到生态护岸、绿色环保、安全经济的目的。其核心工艺原理可以总结为：采用磷石膏生态砖进行河道护岸，快速形成阶梯状的护岸框架结构，维持岸坡整体稳定；根据不同岸段水流情况，采用合适的磷石膏生态砖摆放、连接、挡土网（板）、草种等施工参数，避免护岸局部的淘刷；水位变化区利用耐淹的本土植物在磷石膏生态砖的外露面形成自然的绿色护岸，利用本土草种修复生态，保证护岸的持久性和生态多样性，达到生态护岸效果。
磷石膏生态砖河道护岸。磷石膏生态砖是工厂预制的四面带不规则孔状箱形装配式磷石膏混凝土构件，磷石膏混凝土构件采用“超硫磷石膏矿渣混凝土技术”生产，构件上下贯通开口，正面为不规则孔洞结构，侧面为圆形开口，形成多孔结构，具有生态环保和开放性，有利于河堤岸坡生物与植物的栖息与生长。构件标准结构的尺寸为2000mm×1000mm×500mm，一个构件需要磷石膏混凝土0.25m3，重量535kg。磷石膏生态护岸一般为阶梯式，坡度在1:1～1:0.3之间，根据不同的工程地质条件选用合适的坡度。在完成护坡施工基础后，按设计将第一层阶梯磷石膏生态砖安放在相应的位置，侧面用连接螺栓连接好，形成护岸结构框架，然后在磷石膏生态砖内填充种植土和护坡后的回填。完成前一层阶梯的安装后，按设计的坡度进行后一层阶梯结构框架的安装、填土和回填，直至完成整个护岸的施工。磷石膏生态护岸依靠自身重力、构件间锚固力和植物根系的“加筋”作用，仿效自然岸坡防淘刷，是生态性、透水性防护，能保护当地生态的原生性，利于环境的自然平衡。
护岸防淘刷。护岸阶梯底面和侧面由于有磷石膏混凝土构件保护，能抵御最高流速6.5m/s的水流冲刷，不会发生整体性的岸坡冲刷破坏，但底面和侧面种植土填充容易被洪水水流局部淘刷，特别是完工初期，这些部位的草皮植被还没有长成，更容易被淘刷。因此，工法采用在凹岸磷石膏生态砖侧面孔内安放彩钢瓦来防止孔内土壤被淘刷；而凸岸和直线段则在孔内安放土工格栅挡土防淘刷，选用网孔3cm×3cm的塑料土工格，既能保证侧面种植土填充的密实度，还要方便侧面防淘刷植物的种植和生长。根据河道凹岸、凸岸、直线岸段水流流速的具体情况，动态调整磷石膏生态砖摆放、连接、挡土网、草种等施工参数，选择适宜的施工参数，使底面和侧面尽快形成草皮植被，经过一个生长季，植被的根系将沿磷石膏混凝土构件生长至下面的土坡，使磷石膏生态砖通过植物的根系与原坡面牢牢地结合，从而形成了一个整体，促进了岸坡的稳定。护岸能形成抗拒力，减少了冲刷，有效地防止岸坡的水土流失，以达到可靠抗冲防淘刷的目的。
护岸水位变化区植草。磷石膏生态护岸阶梯底面和侧面的草皮植被防护的关键是水位变化区植物的选择和种植，工法根据河道水位资料，重点对水位变化区的草种进行筛选，选择耐旱、耐涝、蔓面大、茎低矮强壮、根系发达、多年生长、生长快、萌芽力强、适应力强、自我繁殖与更新能力强的耐淹三种本地乡土草种（百喜草、结缕草和狗牙根）混合进行种植，植草生长达到60%以上的盖度就能可靠的防淘刷，施工期植草存活后，护岸后期采用粗放管理，生命力较强的本土草本植物3～4a就会将护岸阶梯面完全覆盖，物竞天择，自然演替，最终形成以本地优势草种为主，适应河道水位变化，具有多样性稳定防淘的生态河道护坡系统。
2.2 工法特点
1）磷石膏生态砖河道护岸施工技术。将四面带不规则孔状的磷石膏箱形构件按设计坡度连接成护岸框架结构，内部填充土壤，顶面和侧面种草，形成一整套与磷石膏生态砖相适应且快捷的安装、连接、土壤填充和植草的自然绿色护岸施工技术。
2）护岸防淘刷施工技术。根据凹岸、凸岸、直线岸段水流流速的具体情况，动态调整磷石膏生态砖摆放、连接、挡土网（板）、草种等施工参数，选择适宜的施工参数，以达到可靠抗冲防淘刷的目的。
3）护岸水位变化区植草施工技术。根据河道水位资料，水位变化区主要种植耐淹本地草种，利用本地野草自然演替修复水位变化区生态，达到生态护岸效果，形成具有多样性比较稳定的生态河道护坡系统，保证护岸水位变化区长久防淘刷。
3 施工工艺流程及操作要点
3.1施工工艺流程
施工工艺流程见图1。
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图1 施工工艺流程图
3.2操作要点
3.2.1岸坡基础开挖
按设计采用1m3挖掘机对河岸边坡和河床进行开挖，边角部位人工辅助开挖，8～10t自卸汽车运输。岸坡基础分段开挖，先在河道中开挖临时导流槽，用水泵抽排边坡底部积水和渗水，临时开挖边坡采用1:0.5。
3.2.2浆砌块石基础及混凝土垫层施工
浆砌石石料应质地坚硬、新鲜、无风化、无裂缝，强度不低于MU40；毛石中部厚度不小于20cm，单块重量大于25kg，污垢、水锈使用前应用水冲洗干净。砂用中砂，含泥量不应超过5%，并通过5mm筛孔，不得含有草根等杂物。水泥砂浆的强度等级M10，砂浆稠度为30～50mm。
首先砌筑M10浆砌块石基础（宽1.5m，高0.6m），采用人工铺筑法砌筑，根据基础的中心线放出里外边线，挂线分皮卧砌，每皮高约300～400mm。砌筑方法采用铺浆法，先用较大的石块砌筑转角处、交接处，再向中间砌筑。砌筑前应先度摆，使石料大小搭配，大面平放朝下，外露表面要平齐，斜口朝内，逐块卧砌坐浆，使砂浆饱满。石块间较大的空隙应先堵塞砂浆，后用碎石嵌实。严禁先填塞小石块后灌浆。灰缝宽度一般控制在20～30mm左右，铺灰厚度40～50mm。砌筑时，石块上下皮应互相错缝，内外交错搭砌，避免出现重缝、干缝、空缝和孔洞，同时应注意摆放石块，以免砌体承重后发生错位、劈裂、外鼓等现象。砌至设计高度时，使用平整的大石块压顶并用水泥砂浆全面找平。
再铺设一层C20混凝土基础（厚10cm），在基础上端用灰浆（10mm）找平浆砌体，直接在砌筑完成的浆砌块石上立模浇筑10cm厚的C20混凝土垫层，振捣器振捣密实，振捣至混凝土不再显著下沉、不出现气泡并开始泛浆。
3.2.3磷石膏生态砖安装
8t平板车将磷石膏生态砖运输至现场，1m3挖掘机铲斗挂专用吊具吊运至设计位置，人工摆放安装，确认砖体码放水平、垂直后安装固定金属连接构件。第一层直接在混凝土垫层上安放好，相邻的磷石膏生态砖直接用φ12螺栓连接件固定形成水平框架。第一层的水平和线性对整个河岸护坡的构造及美观有很大影响，故须根据图纸放线排列布置砖体，用水准仪、经纬仪控制左右及水平位置。
按设计的岸线位置事先将磷石膏生态砖排布好，由于凹岸容易淘刷，安装时必须保证凹岸磷石膏生态砖在坡面位置（外侧）连接紧密不留间隙，内侧根据河岸转弯的弧度留出适当间隙；直线段安装时保证磷石膏生态砖平行摆放，连接螺栓凸起处连接紧密，内外侧间隙相同；凸岸根据需要在坡面位置（外侧）留出不超过15cm的间隙，内侧不留间隙。
磷石膏生态砖分段分层进行安装，上、下层对缝布置，挖掘机吊运人工安装，按设计的坡度将上层磷石膏生态砖底部的连接销插入下层定位孔摆放到位，相邻的磷石膏生态砖用φ12螺栓连接固定，逐层安装固定到位，直至达到护岸坡顶。
3.2.4种植土和砂砾石回填施工
磷石膏生态砖内回填种植土。从岸坡基础开挖出的土方中，选择理化性能好，结构疏松、通气，保水、保肥能力强，含有有机质的肥沃土壤作为回填土。经过试验，凹岸选择彩钢板，直线段和凸岸选择网孔3cm×3cm的塑料土工格栅作为挡土网安放在磷石膏生态砖内，彩钢板能可靠防淘，而塑料土工格栅既能在初期挡土防淘刷，又不妨碍植物从侧面生长，形成生物防淘刷层。安装好彩钢板或土工格栅往后，利用挖掘机装土，不影响砖体的条件下，以适当的力量夯实土层。
砖体背后砂砾石回填、夯实。回填时分层铺装，逐层压实，每一层的铺料厚度为25cm，砂砾石采用河床开挖的砂砾料，不得含有植物，不能用残渣、垃圾、腐殖质、淤泥、杂质土、膨胀土、分散性粘土等填筑。回填后相对密度不小于0.6，含泥量小于5%，干密度不小于1.8t/m3；砖后1m范围内，为了防止因过分夯击而产生的侧向应力和砖的位移，只能使用小型夯实设备人工夯实，如砖体在回填过程中发生移位，应调整后重新施工，回填密实度应满足设计要求。
3.2.5植草施工
磷石膏生态砖护岸安装回填到顶后植草。护岸水位变化区种草采用草种撒播；水位以上的区域按设计选择观赏性较强的树木和草本植物，采用挖坑种植苗木和移植草坪。
草种撒播：用填充剂填满砖体孔隙，细耙平整台阶坡面土壤。将筛选的本土百喜草、结缕草和狗牙根草籽按1:1:1的比例混合均匀后播种：台阶顶面直接撒播在露出的土壤表面，侧面孔内人工点播草籽。浇水后喷洒被覆剂，养护至外露土壤覆盖度达到60%。
移植草皮：平整场地，深翻土层，将土块打碎为均匀的种植土。适量浇水，渗透后掘取草皮，运输至现场，人工铺设。满铺草皮互相衔接不留缝。铺设后滚压，洒水养护至草皮生根存活。
苗木种植：按设计要求挖掘种植穴，将带土球苗木运至施工现场后置入种植穴，填土踏实，种植后在略大于种植穴直径的周围，筑成高10～15cm的灌水土堰，浇水养护至存活。
3.2.6护岸顶部工程施工
护岸顶部工程包括压顶钢筋混凝土、反滤土工布、透水路面混凝土和栏杆等项目。压顶钢筋混凝土采用分段安设钢筋、模板，机动翻斗车运至现场浇筑，压顶混凝土中预留栏杆安装孔，达到强度后安装栏杆；透水路面混凝土部位压实后铺设反滤土工布，再铺设砂石垫层，最后摊铺透水路面混凝土，利用平板振捣器或人工捣实，不宜采用高频振动器，最后用抹合拍平。
4 效益分析
该工法利用了磷石膏生态砖河道护岸施工、阶梯护岸防淘刷施工、水位变化区植草施工等新技术，相对于传统砌石护坡，其施工简便，节省人工和成本，进度快，经济效益明显。
该工法施工完成的护岸生态环保，绿色美观，结构稳定，经久耐用，有利于河流的生态恢复，同时也能变废为宝，促进磷石膏的综合利用，生态效益和环保效益明显。
5 应用实例
湖北省夷陵区柏临河151大桥及其支流治理工程，该工程支流习家小河2220m的护岸施工利用该工法，计划工期180日历天，实际施工工期158天，缩短工期22天，在今年疫情耽误45天的情况下，仍能保证主体工程在汛前完工，获得业主和监理的一致好评，社会效益与经济效益显著。
6 结语
工法采取与磷石膏生态砖和河道护岸水位变化区淘刷特点相适应且有针对性的施工工艺和措施，解决了护岸淘刷、水位变化区植被生态恢复和磷石膏利用等难题，避免了护岸被洪水淘刷，还能进行生态修复，变废为宝促进了磷石膏的综合利用，生态、绿色、环保、安全、经济，应用日益广泛。该工法在坡度较陡，岸坡基础为覆盖层的河道生态治理施工中具有广泛的应用前景。实践证明该工法具有较好的推广应用价值，可为类似工程施工提供参考。
参考文献
1、环保高压免烧磷石膏砖及其制造方法/发明（设计）人：李忠金 ?谌天，申请（专利权）人：德阳市智源新材料有限公司//申请（专利）号：CN200510020444.2
2、联锁砖在河道护岸上应用常见问题探讨/吴有坤 ?林治鑫，本溪市水利电力勘测设计研究院//吉林水利.2015（1）
3、无砂大孔混凝土生态护坡现场试验研究/邢振贤 ?牛克纳，华北水利水电学院//混凝土.2013（4）