1、概述
黨的十九大報(bào)告指出， 生態(tài)文明建設(shè)功在當(dāng)代、利在千秋。我們要牢固樹立社會(huì)主義生態(tài)文明觀， 推動(dòng)形成人與自然和諧發(fā)展現(xiàn)代化建設(shè)新格局，為保護(hù)生態(tài)環(huán)境作出我們這代人的努力。作為生態(tài)環(huán)境的重要組成部分， 生態(tài)型河道建設(shè)近年在全國受到了高度重視，今年上海市委、市政府在大調(diào)研中反復(fù)強(qiáng)調(diào)要求進(jìn)一步加強(qiáng)河道生態(tài)護(hù)岸的建設(shè)。
生態(tài)護(hù)岸一般指在滿足結(jié)構(gòu)安全及自身穩(wěn)定前提下， 采用水土保持功能良好的植生土坡及生態(tài)材料建設(shè)的護(hù)坡或擋墻。生態(tài)護(hù)岸應(yīng)可防止水流侵襲淘刷，還應(yīng)具備使河水與土壤相互滲透，可實(shí)現(xiàn)水陸雙向連通， 可為水生動(dòng)植物提供良好生境條件等功能；增強(qiáng)河道自凈能力，是一種“會(huì)呼吸的護(hù)岸”。
2018 年5 月~6 月，上海市水務(wù)局牽頭組織了相關(guān)管理單位和設(shè)計(jì)單位， 先后赴松江區(qū)、嘉定區(qū)、閔行區(qū)、浦東新區(qū)和崇明區(qū)，開展生態(tài)護(hù)岸的調(diào)研工作， 工作目的旨在調(diào)研上海市生態(tài)護(hù)岸的建設(shè)現(xiàn)狀，分析經(jīng)驗(yàn)與不足，對(duì)今后上海市生態(tài)護(hù)岸的建設(shè)、運(yùn)維等工作提供技術(shù)指導(dǎo)。調(diào)研過程中， 調(diào)研團(tuán)隊(duì)按照材料類型將生態(tài)護(hù)岸區(qū)分為四類：純植物類、傳統(tǒng)護(hù)坡材料類、土工合成材料類
和新型生長基質(zhì)類， 本文旨在介紹土工合成材料類在上海市生態(tài)護(hù)岸應(yīng)用的調(diào)研成果。
2、土工合成材料的應(yīng)用情況調(diào)研
土工合成材料在土木、水利、交通、鐵道和環(huán)境工程中得到廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮排水反濾、防滲、加筋、隔離、防護(hù)和減載等作用[1]。土工合成材料品種繁多，可以由不同的聚合物原材料生產(chǎn)，根據(jù)《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB/T 50290—2014）[2]，土工合成材料定義為工程建設(shè)中應(yīng)用的與土、巖石或其他材料接觸的聚合物（含天然）的總稱，包括土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料、土工特種材料等。表1 為本次調(diào)研中土工合成材料類生態(tài)護(hù)岸河道名錄。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，上海市目前生態(tài)護(hù)岸建設(shè)中得到應(yīng)用較多的土工合成材料主要是生態(tài)袋和水土保護(hù)毯兩種。
2.1 生態(tài)袋特性及應(yīng)用情況
生態(tài)袋是指由聚丙烯（PP） 或者聚酯纖維（PET） 為原材料加工成的雙面熨燙針刺無紡布加工而成的袋子。在充分考慮材料力學(xué)、水力學(xué)、生物學(xué)、植物學(xué)等諸多學(xué)科要求的前提下，對(duì)抗紫外生態(tài)袋的厚度、單位質(zhì)量、物理力學(xué)性能、外形、纖維類型、受力方式、方向、幾何尺寸和透水性能及滿足植物生長的等效孔徑等指標(biāo)進(jìn)行了嚴(yán)格的篩選，具有抗紫外（UV），抗老化、無毒，不助燃，裂口不延伸的特點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)了零污染[3]。生態(tài)袋護(hù)坡是指利用生態(tài)袋建造的柔性生態(tài)護(hù)坡，生態(tài)袋內(nèi)填充基質(zhì)材料，可為植物提供扎根場(chǎng)所，較傳統(tǒng)的硬質(zhì)護(hù)坡更為環(huán)保、經(jīng)濟(jì)及生態(tài)。
以臨港新城中橫河、縱二河為例， 該兩條河道于2017 年在臨港新城海綿城市改造中完成了河道生態(tài)化和海綿化改造，河道護(hù)岸采用斜坡式，生態(tài)袋護(hù)坡設(shè)置在1.5 ~3.5 m 范圍，并在標(biāo)高1.5 m 處設(shè)置基礎(chǔ)層，整個(gè)生態(tài)袋范圍種植綠化，結(jié)構(gòu)斷面見圖1，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研照片見圖2。
通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)， 目前生態(tài)袋在上海市生態(tài)護(hù)岸的應(yīng)用主要集中在坡度不大于50°的緩坡型生態(tài)護(hù)岸，布置在水位變動(dòng)區(qū)及其以上，起到固坡防沖刷的作用， 并為植物提供生長基床。調(diào)研案例中，生態(tài)袋護(hù)坡普遍達(dá)到了生態(tài)效果，具有較好的綠化率和透水率，且岸坡穩(wěn)定性較，未發(fā)現(xiàn)局部坍塌或滑坡的現(xiàn)象。調(diào)研發(fā)現(xiàn)的主要問題是水位變動(dòng)區(qū)的植物生長不理想以及生態(tài)袋局部袋體破損等問題。
2.2 水土保護(hù)毯特性及應(yīng)用情況
水土保護(hù)毯是Enkamat 柔性生態(tài)水土保護(hù)毯的簡(jiǎn)稱，這是一款以聚酰胺（PA6，俗稱尼龍）為原材料，采用國際上較為先進(jìn)的干拉成型工藝（即纖維長絲在擠出之后，一次性制成三維空間結(jié)構(gòu)，不經(jīng)過中間步驟，不過水冷卻）加工而成，呈倒金字塔狀的彈性均勻構(gòu)形， 孔隙率大于95%的土工合成材料， 該產(chǎn)品已被列為水利部先進(jìn)實(shí)用技術(shù)產(chǎn)品和建設(shè)部海綿城市河道護(hù)坡材料的指定推薦產(chǎn)品。同時(shí)，目前國家標(biāo)準(zhǔn)《土工合成材料塑料三維土工網(wǎng)墊》（GB/T 18744—2002）[4] 的主要技術(shù)指標(biāo)也參考了該產(chǎn)品的產(chǎn)品規(guī)范《ENKAMAT 土工墊產(chǎn)
品規(guī)范》。
水土保護(hù)毯通過鋪設(shè)在坡岸表面并種植植被來實(shí)現(xiàn)土壤表層加筋， 試驗(yàn)表明最高可抵御5.57 m/s 的流速?zèng)_刷，達(dá)到對(duì)河道的各類干濕性邊
坡的侵蝕保護(hù)效果，防止水土流失[5]。以崇明區(qū)港沿鎮(zhèn)增產(chǎn)河為例，該河道建成于2017 年，護(hù)岸設(shè)計(jì)斷面為河底高程1.0 m， 河底至高程2.3 m 采用1∶2.5 自然土坡， 在2.30 m 高程設(shè)C30 鋼筋混凝土導(dǎo)梁，導(dǎo)梁上密排DN 150 mm 仿木柱，樁頂高程2.8 m，樁后坡比1∶2.0，鋪設(shè)水土保護(hù)毯護(hù)坡至堤頂高程4.20 m，同時(shí)進(jìn)行綠化種植，見圖3。
通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)， 目前水土保護(hù)毯在上海市生態(tài)護(hù)岸的應(yīng)用主要集中在坡度不大于1∶2 的緩坡型生態(tài)護(hù)岸，毯體布置在整個(gè)斜坡范圍，植被生
長后形成的“植被—水土保護(hù)毯—土壤”防護(hù)體系既能滿足護(hù)岸穩(wěn)定性要求， 又具有極強(qiáng)的固坡防沖刷功能。調(diào)研案例中，水土保護(hù)毯護(hù)坡上草皮生長茂盛，水位變動(dòng)區(qū)種植挺水植物，總體生態(tài)效果較好， 且管理單位表示水土保護(hù)毯護(hù)坡的養(yǎng)護(hù)較為方便且成本較低， 坡面綠化植物只需在冬季進(jìn)行適當(dāng)修剪即可。調(diào)研發(fā)現(xiàn)的主要問題是植物選擇栽種不當(dāng)、采購質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)、施工管控不到位、后期養(yǎng)護(hù)不及時(shí)等原因造成生態(tài)效果不理想。
3 生態(tài)護(hù)岸建設(shè)中生態(tài)袋和水土保護(hù)毯應(yīng)用的關(guān)鍵問題分析
3.1 生態(tài)袋和水土保護(hù)毯應(yīng)用于生態(tài)護(hù)岸的主要技術(shù)要點(diǎn)
通過本次生態(tài)護(hù)岸調(diào)研， 本文總結(jié)提出生態(tài)護(hù)岸建設(shè)中生態(tài)袋和水土保護(hù)毯應(yīng)用的主要技術(shù)要點(diǎn)如下：
（1）生態(tài)袋護(hù)坡的主要技術(shù)要點(diǎn)a. 適用邊坡范圍： 坡度不大于50°、高度H不大于3 m。b. 基礎(chǔ)層： 根據(jù)地質(zhì)條件設(shè)置礫石或素混凝土基礎(chǔ)層，基礎(chǔ)厚度應(yīng)不小于200 mm。c. 基質(zhì)材料應(yīng)充分調(diào)研后選用宜于植物生長的材料，并填裝入生態(tài)袋內(nèi)、壓實(shí)后妥善封口。d. 地下水位較高時(shí)， 可在部分生態(tài)袋填充中粗砂以利排水。e. 將生態(tài)袋結(jié)構(gòu)扣水平放置兩個(gè)袋子之間，靠近袋子邊緣1/3 的位置，以便每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)扣橫跨兩個(gè)生態(tài)袋。f. 生態(tài)袋表皮植被可通過混播（將單子葉植物種子預(yù)先放在生態(tài)袋內(nèi)的方法）、插播、鋪草皮及噴播等方法實(shí)現(xiàn)， 在生態(tài)袋施工后3 個(gè)月內(nèi)均要求植被覆蓋率不小于99%。
（2）水土保護(hù)毯護(hù)坡的主要技術(shù)要點(diǎn)
a. 坡面整平，坡比應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，不宜陡于1∶2。b. 在河岸堤肩以及堤腳處，各開一條溝槽，深度、寬度均不小于30 cm。將水土保護(hù)毯放入溝中并用專用鋼釘固定， 其余坡面位置在正常坡度情況下每2~3 m2固定一根錨釘。c. 順?biāo)鞣较虼罱樱ㄉ嫌螇合掠危?，搭接寬?br />
約為10~15 cm，搭接處同樣用鋼釘進(jìn)行固定，鋼釘間距為1 m。d. 回填土。采用干土施工法進(jìn)行回填土，把粘性土、復(fù)合肥或漚制肥充分?jǐn)嚢杈鶆颍?并分2～3次人工拋灑在坡面上。e. 植被可通過混播或噴播等方法實(shí)現(xiàn)， 但無論使用哪種方法， 均要求植被覆蓋率在施工完畢
后3 個(gè)月內(nèi)符合：常水位以上不小于99%；常水位以下300 mm 及挺水植被種植區(qū)不小于50%。
3.2 生態(tài)袋和水土保護(hù)毯應(yīng)用于生態(tài)護(hù)岸的適用條件和限制條件
通過本次生態(tài)護(hù)岸調(diào)研， 本文總結(jié)提出生態(tài)護(hù)岸建設(shè)中生態(tài)袋和水土保護(hù)毯應(yīng)用的適用條件和限制條件，具體見表2。
3.3 生態(tài)袋和水土保護(hù)毯應(yīng)用的常見問題及對(duì)策分析
針對(duì)本次生態(tài)護(hù)岸調(diào)研中， 上海市生態(tài)護(hù)岸建設(shè)中生態(tài)袋和水土保護(hù)毯應(yīng)用的常見問題，本文提出相應(yīng)的對(duì)策措施如下：
（1）生態(tài)袋應(yīng)用存在的常見問題及對(duì)策分析問題1：水位變動(dòng)區(qū)存在綠化種植效果差的問題對(duì)策： 在綠化設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇工程區(qū)域適宜的植物，尤其是著重考慮水位變動(dòng)區(qū)的植物選種，建議以挺水植物為主； 綠化施工應(yīng)采用有序和科學(xué)的方式，考慮到在袋內(nèi)土中拌合草籽的操作困難、成活率低的問題，推薦采用噴播種籽、播種槍開孔種植、栽植灌木等方式，種植后應(yīng)注意撒水養(yǎng)護(hù)，確保生態(tài)袋護(hù)坡的生態(tài)效果。
問題2：部分岸段存在袋體損壞的問題對(duì)策： 提高施工隊(duì)伍素質(zhì)， 抓好施工質(zhì)量控制。做好材料采購的把關(guān)，袋體材料的性能指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)的要求。必要時(shí)可由供貨廠家提供現(xiàn)場(chǎng)施工指導(dǎo)， 避免施工單位為了自身利益， 以次充好。
（2）水土保護(hù)毯應(yīng)用存在的問題及對(duì)策分析問題1：部分岸段綠化種植效果不理想的問題對(duì)策：做好材料采購、檢驗(yàn)的把關(guān)，避免施工
單位以次充好；做好對(duì)施工單位的監(jiān)督、指導(dǎo)，在水土保護(hù)毯鋪筑過程中，還需對(duì)溝槽的開挖尺寸、錨釘?shù)拿芏?、水土保護(hù)毯的搭接、邊緣錨固部位、覆土質(zhì)量等方面進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)督， 參建各方對(duì)鋪設(shè)成果進(jìn)行檢驗(yàn)，不符合設(shè)計(jì)要求應(yīng)當(dāng)返工重做，直至滿足設(shè)計(jì)要求為止， 必要時(shí)請(qǐng)廠家提供技術(shù)支持；做好水工專業(yè)施工與綠化專業(yè)施工的銜接，時(shí)間間隔不宜過長；選擇合適的植物搭配、合適的播種方式，做好后期的養(yǎng)護(hù)工作。
問題2：后期管養(yǎng)不到位的問題對(duì)策： 盡量避免對(duì)已成形護(hù)岸的綠化進(jìn)行頻繁翻種，變更種植品種，避免對(duì)水土保護(hù)毯的整體性的影響；提高管養(yǎng)隊(duì)伍的業(yè)務(wù)能力，做好日常的河道保潔，必要時(shí)對(duì)管養(yǎng)隊(duì)伍進(jìn)行定期培訓(xùn)。
4 結(jié)語
本文根據(jù)上海市水務(wù)局組織的生態(tài)護(hù)岸調(diào)研成果， 系統(tǒng)總結(jié)了土工合成材料類材料在上海市生態(tài)護(hù)岸建設(shè)中的應(yīng)用情況。針對(duì)主要使用的兩類土工合成材料： 生態(tài)袋和水土保護(hù)毯的若干關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析， 總結(jié)得出了兩類材料應(yīng)用的技術(shù)要求、適用條件、限制條件以及常見問題的對(duì)策措施， 為今后上海市生態(tài)護(hù)岸建設(shè)中土工合成材料的實(shí)際應(yīng)用提供了有益的技術(shù)指導(dǎo)。
作者:上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，張琳琳，董文凱，沈小立，石永超，施玉青
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