雷诺护垫和自锁式生态挡墙在城市河道生态整治中的应用

自嵌式生态挡墙和雷诺护垫在城市河道综合整治工程中的应用俞克文（南京金固建设集团有限公司）摘要 针对传统的非生态河道护坡、护底存在的一些问题，阐述了城市河道整治的原则，在此基础上，以南京市南十里长沟一支河道综合整治工程为实例，介绍自嵌式生态挡墙和雷诺护垫在城市河道生态整治中的应用，重点说明了这两种材料特点、设计原理及生态环保修复功能，并简述二者的施工方法及注意事项。 关键词 现状城市河道 生态 自嵌式生态挡墙 雷诺护垫 生态护底 施工方法前言传统城市河道整治工程大都只考虑河道的防洪、引水和排涝等基本功能，较少注重河道的自然生态或环境功能。挡墙及河底大多采用现浇钢筋混凝土结构、浆砌石结构、干砌石结构的刚性或半刚性结构，这些结构形式色调灰色、质感生硬，施工复杂，工程结构地基处理难度大。浆砌石、干砌石护底，经过汛期水流冲刷后，容易堆积，造成河道坑洼，束水不畅。混凝土结构河道全断面被封闭起来，阻隔了水体与土壤之间的物质交换，使水体与土壤中的生物失去了赖以生存的载体，淤泥沉积缺氧，破坏了水体自净能力，造成河道水体污染严重，以至河道出现季节性黑臭，且难以进行生态恢复。近年来，随着人们物质生活水平的提高，人们的环境意识也不断增强，城市河道整治工程中，生态环保措施也逐渐受到大家重视，原本常用于水利、巷道工程的雷诺护垫、生态挡墙等生态结构形式也逐渐应用到城市河道整治中。对于城市河道整治工程，自嵌式生态挡墙和雷诺护垫不仅能够满足工程安全稳定的要求，同时具有整体性、柔性、经济性及施工便捷等诸多优点。1城市河道整治原则河道是城市内唯一流动的、连续的元素，是城市生态环境的依托与基础。城市的河道源源不断的为城市景观环境、绿地提供着充沛的水源，也改善了城市的小气候，所以有人将城市的河道比作城市的血液，它是生态环境的源泉。现状的城市河道由于经济发展和人类活动加剧，污水排放日益增多，城市河道作为纳污主体，稀释净化作用逐渐削弱，超过了河流自净界限，引起水体严重污染，河道黑臭扑鼻、垃圾堆积。随着人们对生活环境质量要求的不断提高, 生态治河已被越来越多的应用于各地河道治理。除满足河道的行洪安全外, 还要尽量保持河道的自然特点，宜宽则宽、宜弯则弯、深浅不一,以形成水流的多样性。并采取多种手段综合整治，首先通过沿河控源截污，消除了外部污染负荷。同时进行生态补水，提高水体环境容量。再对河道进行生态整治，通过建设生态河床和生态护岸等工程技术手段, 减少河道硬质护砌，使地表水与地下水的连通，提高了水体的自净能力。恢复两岸植被，形成植物群落，重塑一个相对自然稳定和健康开放的河流生态系统,能长期维持河道生物多样性和生态平衡,最终构建一个人水和谐的理想环境， 发挥城市河道的亲水休闲娱乐、景观等社会功能。自嵌式生态挡墙和雷诺护垫作为一种生态的新工艺、新技术，就是在这种人们对水环境要求越来越高、追求与自然和谐相处的背景下加以利用的，本文通过阐述自嵌式生态挡墙和雷诺护垫在工程的实际应用，介绍了两种防护形式的特点，重点说明了这两种材料的环保与生态修复功能，并简述二者的施工方法及注意事项。2 工程基本情况 南京市南十里长沟一支源于幕府山南麓的窑上村水库，沿安怀村路至和燕路线路器材厂桥汇入主流，全长3400米，现状河道上口宽3-10.5米，汇水面积453.3公顷，设计流量Q=38.22m3/s。本次环境综合整治范围北起幕府东路，南至南十里长沟主流，河道长约2800米。河道整治内容主要包括新建自嵌式生态挡墙、箱涵、河道清淤、对撑梁内填充雷诺护垫护底、对原稳定段块石护坡同样采用对撑梁内填充雷诺护垫进行河底改造、蓄水构筑物、引水及景观绿化等工程。3自嵌式生态挡墙和雷诺护垫3.1 自嵌式生态挡墙 自嵌式生态挡墙是在壁柱与水平梁中间，分层干砌预制锁块，上下层通过锚固棒固定，挡墙后背分层设置土工格栅加筋土与锁块连接，同时设置500mm宽级配碎石反滤层及反滤土工布。 3.2 雷诺护垫护底 雷诺护垫是低碳钢丝经特殊防腐处理经机器编制而成的六边形双绞合金钢丝垫，内部填充内部填充石料形成柔性的、透水性的、整体性的、耐久性的、施工便捷、环保的结构形式。本工程低碳钢丝采用镀高尔凡(5铝锌合金+稀土元素)特殊防腐处理，雷诺护垫由隔板分成若干单元格，其单元规格的宽度一般是2 m，长度有(3-6)m不等，根据现状河道实际宽度厂家定制，高度为0.23 m；其网格规格是6 cmx8 cm，网面钢丝直径（双隔板）2.0mm，镀层重量215g/m2，为了了加强雷诺护垫结构的强度，所有的面板边端均采用直径更大的钢丝，边端钢丝直径2.7mm，镀层重量245g/m2。本工程设计上为了对部分现状河道河底进行加固，每间隔2.6m设置钢筋混凝土对撑梁，在对撑梁的内部填充雷诺护垫的结构护底形式，除了雷诺护垫防护体系的本身的抗冲能力外，对撑梁在雷诺护垫四周形成的封闭圈，也起到了整体稳固的作用。4 两种形式防护工程的特点自嵌式生态挡墙可保证岸坡的稳定、促进水体与土壤之间的有机交换；而雷诺护垫护底能抵抗汛期水流冲刷，保持河床内、外环境之间进行物质循环和交换。在城市河道整治工程中，自嵌式生态挡墙与雷诺护垫的结合使用，能够更好地发挥出二者的生态功能，体现人与自然和谐相处的设计理念。4.1生态环保性自嵌式生态挡墙和雷诺护垫结构主要采用石材、钢丝网、预制块等材料，原材料自身及施工安装对自然环境污染较少。由于水泥等污染水质和环境的人工材料使用量少，即使由工程建设而引发的可能会对自然界造成的破坏，也能够在较短的时间内得到修复。其次，由于结构内有较多的填石孔隙，可以实现河水和结构后土体的自由水交换，且孔隙结构可作为水中原有土著微生物载体，大量的微生物以水中污染物为食，从而就降解污染物，极大地强化了水体自净力，全面提升了水质。 4.2自透水性自嵌式生态挡墙和雷诺护垫具有天然的透水性，可以迅速降低结构后填土内由于降雨等原因导致的过高地下水位消散孔隙水压力，维持土体强度，降低发生滑坡的危险；无需传统结构的排水设施，节省工序，加快施工效率；可以加强水体交换能力，促进植被生长和生态系统的恢复。4.3 柔韧性与整体性雷诺护垫单元在工地现场组装成型，相互绑扎成整体，属于典型的柔性防护结构具有柔韧性和整体性，可以适应地基的不均匀沉降。以及因水流冲刷而导致的局部沉陷，工程场地的适应性强。4.4 抗冲刷性自嵌式生态挡墙为多孔隙结构墙体，具备天然的透水性，有着与自然河岸相类似的外观，从而能改善河岸水流的边界条件，使水流维持均匀流速状态，防止高流速和局部紊流的形成，克服了传统的抛石护岸引起边岸水流局部淘刷的问题。雷诺护垫抗冲能力主要由两方面因素所提供：填石与钢丝网形成的整体能够抗水流冲刷；横向对撑梁同时也提供限制石料钢丝网箱位移的能力。该结构防护体系实际的抗冲流速大于水流的冲刷流速，不会在水流的冲刷下发生位移，从而达到维持河道稳定的最终目的。4.5 经济性雷诺护垫采用自然石块或卵石为主要装填充料，无需块石和水泥，而且施工简单，施工速度快，后期维护费用少。极大地降低了结构的整体造价。例如：在实例工程中同时段施工的钢筋混凝土单价约为170元m2。而雷诺护垫护底单价约为103元m2，如果再考虑混凝土护坡的排水设施、人工费等因素，雷诺护垫护底更具有经济性。4.6 施工便捷雷诺护垫可按设计意图工厂化生产制作出半成品，施丁现场按施工图进行组装定型。整体工法操作简便、工序少、无需特殊的技术工人、受气候十扰小。整体施工效率颇高且效果易于保证。在有机械进行配合的时候更加能够加快施工进度。4.7 耐久性与美观性雷诺护垫由具有优良防腐性能的钢丝经过机械编织，组装而成，优良的镀层工艺和编织技术保证了镀层厚度的均匀性和抗腐蚀性，一般情况下使用寿命达到5060年，覆塑钢丝的使用寿命达到100120年。自嵌式生态挡墙锁块高品质的混凝土材料具有良好的耐久性，无需任何后期维护。自嵌式生态挡墙与壁柱及水平梁组合安装后，上下错落有致，自然岩石效果的混凝土劈裂面增强景观效果，外观更和谐自然。水平梁及壁柱勾勒出河道的曲线。雷诺护垫与对撑满铺于河底，河底外观平整，内部的填石与周边的自然环境相互融合 。5 实际施工过程中的要点及注意事项5.1自嵌式生态挡墙施工要点自嵌式生态挡墙施工步骤：首先测量放样，开挖挡墙基坑并验槽及时浇筑混凝土垫层及基础，按照设计布置浇筑竖向壁柱，然后在壁柱间分层砌筑锁块，每2层铺设完成后，在墙后水平铺设土工格栅与锁块相连接，覆土并分层夯实，形成加筋土，当锁块铺设约8090cm高时，在锁块同一水平位置浇筑连系梁将壁柱连接起来，然后在水平梁的上方重复以上工作，直至挡墙压顶，才完成自嵌式生态挡墙每一个单元的施工。现场考虑工作断面狭小，保证现场正常交通的情况下，河道左右岸分开施工。5.2雷诺护垫施工要点首先要进行施工放样，复测工程桩号、现状河底高程和水下护底高程。然后进行河底清淤开挖，当开挖至设计基底标高后，及时进行基底承载力的检测和加固处理，确保基础承载力满足设计的要求。接着按照图纸纵向间距要求，横向浇筑对称梁，同时为了有效的保护原河道块石护坡，减少对块石护坡基础的扰动，采取跳仓作业，分段施工。对称梁达到设计强度后，开始施工对称梁内部雷诺护垫，工艺流程主要包括：河道基底铺设土工布，在岸上平整地面上展开铁丝网片，并绑扎成雷诺护垫单元格，将雷诺护垫单元格放入到对称梁内部；然后填充石块；雷诺护垫单元格覆盖绑扎面板，并将相互的单元格绑扎成一护底整体。前后面板、中间隔板和边板应该翻开至直立起成型，侧翼应适当的折叠并互相交迭。隔板和端部面板都要固定在护垫的前后面板上；组装完成后，前后面板、隔板和边板都应竖立并确保所有的折痕都在正确的位置，而且每个边的顶部都齐平。5.3两种结构形式施工的注意事项（1）自嵌式生态挡墙安装自嵌式生态挡墙锁块时，要确保每块位置准确，横向水平，上下错缝，每层保持同样的缩进尺寸，形成一致的倾斜角度，使整个墙体齐整。墙后的土工格栅要固定到锁块的橡胶棒插销上，土工格栅上的覆土要分层夯实，压实度在94%以上，以使墙体与加筋土成为一个整体来抵抗外部的土压力。（2）雷诺护垫护底雷诺护垫下面铺设的土工布应满足地下的排水要求：在河道施工中应特别注意土工布是上游压下游、搭接长度不少于30cm。土工布可以采用无纺布(125150)gm2。用于装填的石头必须坚硬，未风化。石头的大小应在(7515)cm之间。可以有5变化但不得小于网孔。并且大石头不能太大，确保不同高度的护垫至少能装填两层以上的石头。在施工过程中应把雷诺护垫依次排开并安装到位后才能进行装填。为避免由于单边装填引起的隔板变形，紧靠隔板两边的石头必须同时进行装填。在填充石头的时候应该尽量注意不要损坏护垫上的镀层，并用人工摆放以缩小孔隙率。装填一定要饱满、考虑到石头的沉降，填充的石头应有(254)cm的超高，并做成龟背形。为便于绞合，装填时必须确保隔板的上边缘外露。雷诺护垫单元格合盖绞合的顺序是先绞公共边、然后绞所有的隔板，这样不但好借力用力而且网面中