鄧蕓心，齊燕清，付世強，張俊山，郭志方

（中國水利水電第十四工程局有限公司，401320，重慶）

重慶市觀景口水利樞紐主壩壩型為混凝土面板堆石壩，壩后坡比為1∶1.4，經(jīng)研究認為，采用框格梁+培土植草生態(tài)型護坡技術(shù)能較好地解決壩坡土質(zhì)難以附著、植被難以生長的問題。

一、工藝原理

堆石壩壩體坡面較陡，采用大菱形框格梁結(jié)構(gòu)護坡可解決工程中植草護坡穩(wěn)定性差的問題，施工方便，外形大氣美觀。由于堆石壩邊坡土壤基質(zhì)層鋪筑厚度難以保障，同時受雨水沖刷、無地下水補給以及坡面堆石間隙較大等因素影響，易造成坡面土壤流失和土壤保水性能差，導(dǎo)致植被缺少必要的生長基質(zhì)、水分，同時土壤顆粒向壩體內(nèi)部滲透可能造成壩體排水系統(tǒng)失效等問題。針對上述問題，可采用“固土保水”施工工藝，通過改善土壤基質(zhì)的固土、保水、上下立體防流失等性能，增加土壤基質(zhì)層的穩(wěn)定性，保證植物生長存活率，同時保障了壩體排水性能及其穩(wěn)定性。

1.大菱形框格護坡

大菱形框格梁為現(xiàn)澆混凝土框格結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆框格梁截面為矩形結(jié)構(gòu)，整體呈大菱形寬結(jié)構(gòu)，框格梁坡面上下設(shè)置天地梁，天梁為倒“V”形現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，地梁為梯形現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。

2.優(yōu)化材料運輸

在施工過程中，合理布置通道，通過引入“爬山虎”邊坡運料機，提高材料運輸效率，減少人工成本投入，同時保障施工人員安全。

3.底層功能區(qū)

在土壤基質(zhì)層設(shè)置底層功能區(qū)，將土壤層與壩體堆石結(jié)構(gòu)進行隔離，使其各自保持獨立的功能與作用。

底層功能區(qū)主要形成土壤與多余水分分離通道，能夠明確土體界限，適應(yīng)平整度較差的堆石坡面，增加土壤層與堆石結(jié)構(gòu)之間摩阻力，防止土壤顆粒向壩體內(nèi)部滲漏和順坡向下滑動，并在出現(xiàn)降雨過多或其他土壤含水過量情況時，及時將多余的水向下滲漏，避免植被根系長時間浸泡引起爛根。

4.中間層功能區(qū)

在土壤基質(zhì)層設(shè)置中間層功能區(qū)，防止土壤顆粒浸入壩體堆石結(jié)構(gòu)，確保壩體安全穩(wěn)定。

中間層功能區(qū)主要形成植物生長所需要的基質(zhì)結(jié)構(gòu)層，能夠提供植被生長所需要的穩(wěn)定基質(zhì)，有效避免單一土壤覆蓋層受雨水沖刷等外部環(huán)境影響導(dǎo)致的水土流失，同時能起到保水作用，并在一定時間內(nèi)保證植被水分供應(yīng)充足。

5.表層功能區(qū)

在土壤基質(zhì)層設(shè)置表層功能區(qū)，及時將水分與土壤分離，多余水分下滲，土壤基質(zhì)保持其形體。

表層功能區(qū)主要形成土壤及水分流失隔斷，能夠減少土壤表面的水分蒸發(fā)，盡可能長效地保持土壤水分充足。另外，遇大雨等極端天氣情況時，該功能區(qū)是雨水沖刷土壤的“緩沖帶”，以此解決高坡比邊坡土壤易流失問題。

二、施工工藝流程及操作要點

1.施工工藝流程

堆石體生態(tài)型護坡施工工藝流程：施工準(zhǔn)備→施工通道布置→測量控制與坡面修整→混凝土澆筑（踏步、馬道、框格梁混凝土澆筑）→土壤改良→固土保水裝置實施（底層、表層功能區(qū)布置）→優(yōu)選草種→草皮養(yǎng)護→結(jié)束。

2.操作要點

（1）施工準(zhǔn)備

首先風(fēng)水電布置以及施工人員、設(shè)備和材料準(zhǔn)備到位，然后進行施工圖和施工方案技術(shù)和安全交底。

（2）施工通道布置

人工通道：人工通道設(shè)臨時步道和永久步道。

材料運輸通道：沿坡面縱向布置“爬山虎運料機”材料運輸通道。

“爬山虎”運料機：運料機由運輸軌道、卷揚機、運輸小車組成。軌道通過支架支撐架設(shè)于坡面上。運行時，卷揚機通過牽引繩與頂部定滑輪帶動小車沿軌道行走，從而實現(xiàn)運料機的載物運輸功能。

（3）測量控制與坡面修整

待施工通道搭設(shè)完畢后，開始進行坡面的清理、平整工作。首先進行測量放線，測放出坡腳線和坡肩線，測量人員采用儀器控制指揮人工進行修整和安全處理，修坡自上而下進行。人工主要對坡面散落凸起的大塊石進行清理，大塊石清理完成后采用小粒徑碎石（1～2 cm為宜）對坡面坑洼區(qū)域進行填補。碎石料在坡面上運輸主要采用爬山虎運料機與溜槽，人工進行輔助。

在坡面修整中，應(yīng)避免掏挖嵌于堆石體中承壓的石塊，只對表面松散、凸起的粒徑較大塊石進行清理，以確保堆石體整體安全穩(wěn)定。坡面修整的同時，還應(yīng)注意對下部觀測墩、觀測房及量水堰等結(jié)構(gòu)物進行保護。

（4）混凝土澆筑施工

①踏步、馬道（壓頂、壓腳）混凝土分段控制施工

踏步混凝土澆筑以每10 m左右設(shè)一道沉降縫為宜，馬道混凝土澆筑以每12 m左右設(shè)一道沉降縫為宜，同時根據(jù)踏步/馬道的長度及現(xiàn)場實際情況調(diào)整踏步混凝土的分縫，沉降縫采用瀝青木板或泡沫板格擋，利用連續(xù)澆筑或分段施工，以避免踏步不規(guī)則開裂。

②框格梁混凝土分段控制施工

框格梁澆筑分區(qū)進行，以馬道為分界線，每級邊坡為一個分區(qū)。施工順序按照先下部后上部進行；根據(jù)現(xiàn)場安排和進度要求，上一區(qū)施工開始后，在保障縱向上下互不干擾情況下，可同時開始下一區(qū)施工。

框格梁橫向分段施工，分段長度以12 m、18 m或24 m控制，采用“M”形或雙“M”形施工。施工方向按照可從左、右兩側(cè)向中間推進，也可由中間向兩側(cè)推進，相交兩條框格梁在上一條框格梁澆筑時，留出交角部位的鋼筋；在保證框格梁測量控制精度時，可以采用多段同時施工的方法。

③鋼筋制造與安裝

在施工框架鋼筋之前，先清除框架基礎(chǔ)底浮碴，保證基礎(chǔ)密實；在框格梁節(jié)點和中部設(shè)置插筋，坡面上打短鋼筋錨釘，準(zhǔn)備好與混凝土保護層厚度一致的砂漿墊塊；因框格梁鋼筋直徑一般較小，接頭宜采用綁扎連接。鋼筋底部用砂漿墊塊墊起，與坡面保持一定距離，并和短鋼筋錨釘連接牢固。

④模板制造與安裝

坡面以上模板采用小塊鋼模板和木模板相結(jié)合，用短錨桿固定在坡面上以支撐模板或用鐵絲拉住模板。梁頂部采用吊模并用鐵絲固定在短錨桿、錨桿或梁主筋上，最后楔入木塊。模板采用膠合板定型模。模板每5m放一控制點掛線施工，保證線形順暢，符合施工要求。

模板表面刷脫模劑，模板接裝要平整、嚴(yán)實、凈空尺寸準(zhǔn)確，符合設(shè)計要求并美觀。用倉位拉筋、鋼管支撐固定模板，模板底部要與基礎(chǔ)緊密接觸，以防跑漿、脹模。檢查立模質(zhì)量，測量人員校模，并做好原始質(zhì)檢記錄。

⑤混凝土配比控制

用于邊坡框格梁澆筑的混凝土集料必須符合和易性好、坍落度低。拌和料坍落度控制在5～10 cm為宜，具體配比以拌和料適應(yīng)現(xiàn)場邊坡環(huán)境，能夠于邊坡附著為標(biāo)準(zhǔn)。在試驗配合比基礎(chǔ)上，實際拌料過程還應(yīng)當(dāng)充分考慮工程實際情況，如混凝土的運距、入倉方式、澆筑時的天氣、入倉溜槽的長短等。

⑥混凝土運輸與澆筑

混凝土由拌和站拌制，采用8 m3罐車運輸至現(xiàn)場，利用搭設(shè)的溜槽入倉。澆筑過程盡量利用就近馬道作為溜槽起點，避免溜槽距離過長。澆筑前對基槽進行適量的濕潤，澆筑時從下自上均勻上升，澆筑過程中有混凝土滑動跡象可采取暫停等強、加固模板等方法。振搗主要采用插入式振搗器，局部可以采用人工插搗。同幅原則上一次性澆筑結(jié)束，因故中斷的，施工縫應(yīng)鑿毛處理?；炷翝仓瓿蛇_到初凝后進行養(yǎng)護，養(yǎng)護采取覆蓋土工布的方式并灑水保持濕潤14 d。

推薦框格梁上部采用翻模工藝，澆筑時蓋模封住保證混凝土不流淌外溢，初凝前翻開模板進行抹面施工。

（5）土壤改良

通過土壤檢測了解土料營養(yǎng)物質(zhì)的缺失和含量情況，通過添加一定比例的肥料來改善土料營養(yǎng)。為了應(yīng)對取土和人為因素的影響，添加部分有機質(zhì)作為土壤改良基質(zhì)，土料和有機質(zhì)按照8∶2（土料∶有機質(zhì)）的比例混合，按照0.03～0.06 kg/m3摻入（氮磷鉀）復(fù)合肥。按照0.75～1.5kg/m3摻入專用保水劑，保水劑為粉末狀，吸水倍率不小于300，以此改良土壤的透氣性和土粒結(jié)構(gòu)，減少土壤的板結(jié)現(xiàn)象。

土料集中存放于堆存料場，分區(qū)布置土料區(qū)、有機料區(qū)，中間主要為裝料區(qū)，裝料區(qū)主要為混料裝料平臺。在裝料區(qū)將土料和有機料及配料按照配合比進行混合后拌制均勻。拌制完成即進行裝袋，為了便于邊坡碼砌和修整，植生袋采用不飽和法裝料，裝80%左右混合料后封口，整齊碼放在通道側(cè)待轉(zhuǎn)運。

（6）固土保水裝置實施

進行底層功能區(qū)布置。將面板堆石壩生態(tài)護坡坡面整平后，透水性土工合成材料（丙綸、滌綸、錦綸等合成纖維針刺或編織物）鋪設(shè)在堆石的上面，將透水性土工合成材料的邊緣固定，形成土壤與多余水分分離通道。

進行中間層功能區(qū)布置。中間層功能區(qū)由植生袋構(gòu)成，植生袋內(nèi)為土壤和保水劑，形成植物生長所需要的基質(zhì)結(jié)構(gòu)層，其中包括土壤拌和、裝袋、運輸、堆砌等，加入邊坡專用保水材料（聚丙烯酸鹽高吸水性樹脂，主要成分一般為:聚丙烯酸鹽88%+水8%～10%+交聯(lián)劑0.5%～1.0%），使植物可以對抗伏旱季或者養(yǎng)護人員長時間疏于管理等不利情況。

進行表層功能區(qū)布置。表層功能區(qū)為三維植被網(wǎng)覆蓋及固定，形成土壤及水分流失隔斷。

底層功能區(qū)主要形成土壤與多余水分分離通道，中間層功能區(qū)主要形成植物生長所需要的穩(wěn)定基質(zhì)結(jié)構(gòu)層，表層功能區(qū)主要形成土壤及水分流失隔斷。按照多功能區(qū)劃分，各功能區(qū)協(xié)同增益又功能獨立，這樣能改善堆石壩生態(tài)護坡的基層結(jié)構(gòu)，減少堆石壩生態(tài)護坡水土流失與含水過量現(xiàn)象。植草綠化護坡整體采用固土保水裝置，可增加土體穩(wěn)定，保障土體界限，同時也防止土顆粒流失、土壤水分短時間大量流失以及過水浸泡引起的植被爛根。

固土保水裝置的隔離功能將土壤層與壩體堆石結(jié)構(gòu)進行隔離，使其各自保持獨立的功能與作用；防護功能則可防止土壤顆粒浸入壩體堆石結(jié)構(gòu)，確保壩體安全穩(wěn)定；過濾功能可及時將水分與土壤分離，多余水分下滲，土壤基質(zhì)保持其形體。固土保水裝置示意，見圖1。

圖1 固土保水裝置示意

（7）優(yōu)選草種

針對堆石壩壩體邊坡無地下水供應(yīng)、土壤覆蓋層厚度有限、土壤營養(yǎng)成分不穩(wěn)定、水土易于流失的特點，選擇的種植草種應(yīng)當(dāng)具備以下基本特征：環(huán)境適應(yīng)性強、具有一定耐旱性、固土效果好、低矮性草類、不易遭蟲害、具有可觀賞性等。根據(jù)試驗結(jié)果可選擇苜蓿、狗牙根、黑麥草、高羊茅等草種或多個草種進行混種。

（8）草皮養(yǎng)護

澆灌：草籽播種后，應(yīng)立即進行一次澆水，且澆水應(yīng)使土壤充分濕潤，新播種期應(yīng)增加灌溉的頻率，防止草種因不能及時得到水分供給而萎蔫黃化，甚至死亡。后續(xù)澆灌根據(jù)土質(zhì)基層含水情況適時進行（視工程特點及所在地區(qū)，可引入滴灌或噴灌系統(tǒng)）。

除雜：雜草防除是管理的一項重要工作，如不及時清除，輕者影響觀賞度，嚴(yán)重者影響草皮正常生長，甚至造成草坪成片死亡。雜草少時，人工剔除比較方便。大面積除草可以化學(xué)方法為主，效果好，工效高，針對雜草選用除草劑進行有效防除。

草籽補種：待草籽達到生長旺盛期時，應(yīng)對未發(fā)芽的區(qū)域進行草籽補種，并重新加入一定比例的復(fù)合肥、保水劑等，使得整個坡面草皮飽滿，外表美觀。

適度修剪：草長至10 cm高時修剪一次，以后當(dāng)草長至10 cm高時及時修剪，剪后合理澆水。如果草長得過快過高，可多次修剪。

定期施肥：作為草坪養(yǎng)護管理的重要手段，施肥是為草提供養(yǎng)料的重要措施。它與灌溉、修剪一樣，同為改善草坪持久性和質(zhì)量的決定因素，而且是成本低、見效快的措施之一。一般追肥在2～3年后，并根據(jù)具體情況，局部追肥，肥料以復(fù)合肥為主，每次施肥后都應(yīng)進行一次澆灌，以促進肥料溶解。

三、技術(shù)適用范圍

該技術(shù)適用于水利水電堆石壩生態(tài)護坡或其他相似條件下的生態(tài)護坡工程，主要針對壩體已填筑到頂，坡度一般小于1∶1的堆石壩坡面。