唐興平

(天祝藏族自治縣水務(wù)局，甘肅 天祝 733299)

1 工程概況

石門溝森林消防防火道路岸坡生態(tài)修復(fù)防護(hù)治理屬天祝藏族自治縣2018年祁連山國(guó)家公園體制試點(diǎn)項(xiàng)目。防火道路岸坡位于石門鎮(zhèn)石門溝境內(nèi)，道路建設(shè)過(guò)程中的開挖對(duì)原有地貌、地面植被造成了不同程度的擾動(dòng)和破壞，形成裸露的基巖面。為適應(yīng)低碳環(huán)保、生態(tài)綠化的要求，采用蜂巢格室(由長(zhǎng)條形PCA片材經(jīng)超聲波焊接而成，展開后呈蜂窩狀立體網(wǎng)格，巢室內(nèi)的片材上打有孔洞，具有良好的透水性和透氣性)植草護(hù)坡對(duì)石門溝森林消防防火道路岸坡生態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)修復(fù)和整體保護(hù)。設(shè)計(jì)中使用蜂巢格室片材護(hù)坡綠化，種植根系發(fā)達(dá)的草種(適宜高寒山區(qū)生長(zhǎng)的披堿草、金露梅、高山柳)，既可固土護(hù)坡，又可綠化美化環(huán)境；工程建設(shè)中對(duì)關(guān)鍵項(xiàng)目、工序、工藝通過(guò)業(yè)主和監(jiān)理不間斷地巡視檢查、檢測(cè)、試驗(yàn)，以及全程、同步的旁站檢查、檢測(cè)、試驗(yàn)，使各個(gè)環(huán)節(jié)緊密連接、環(huán)環(huán)相扣，確保了蜂巢格室的施工質(zhì)量、生態(tài)修復(fù)效果、整體保護(hù)效果，取得了明顯的生態(tài)效益。

2 生態(tài)修復(fù)、整體保護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 道路岸坡低段生態(tài)修復(fù)、整體保護(hù)設(shè)計(jì)

當(dāng)?shù)缆钒镀碌膭?chuàng)面垂直高度在3 m以下時(shí)，陡緩坡均可直接覆土，以公路左右排水溝邊沿為起坡點(diǎn)，上部與創(chuàng)面檐口相接，覆土厚度根據(jù)坡面實(shí)際情況而定，最小厚度30 cm。坡面平整后，人工撒播適宜祁連山山區(qū)生長(zhǎng)的披堿草草籽，播種量102 kg/hm2。坡緩寬闊地帶，種植祁連山保護(hù)區(qū)原有物種——祁連圓柏，樹高1.5～2.0 m，株行距為2.5 m×2.5 m。

2.2 道路岸坡高段生態(tài)修復(fù)、整體保護(hù)設(shè)計(jì)

當(dāng)?shù)缆钒镀碌拇怪备叨仍? m以上(本工程岸坡創(chuàng)傷面最大垂直高度為9.8 m)、坡比小于1∶1時(shí)，采用蜂巢格室平鋪?zhàn)o(hù)坡(見圖1)，考慮到滲流，底部鋪設(shè)400 g/m2的土工布，采用鉆機(jī)鑿孔、Φ16 mm錨固筋錨固，將蜂巢格室固定于坡面。當(dāng)岸坡垂直高度在3 m以上、坡比大于1∶1時(shí)，采用疊砌蜂巢格室方法(見圖2)，疊砌過(guò)程中每4層(0.8 m)鋪設(shè)土工布一道，采用Φ14 mm錨筋將格室串接成整體。蜂巢格室分別采用L形錨桿和I形連接筋進(jìn)行固定和連接，L形錨桿直徑16 mm、長(zhǎng)1.9 m，Ⅰ形連接筋采用長(zhǎng)800 mm、直徑為14 mm的螺紋錨桿來(lái)固定展開的巢室四周部位，錨桿通過(guò)專用限制帽固定在巢室壁上。最外側(cè)(外露現(xiàn)場(chǎng)臺(tái)階)的蜂巢格室內(nèi)填裝添加肥料的腐殖土，內(nèi)側(cè)的蜂巢格室內(nèi)填裝砂礫碎石土。蜂巢格室與巖石面之間用砂礫碎石土夯填，要求砂礫碎石土含泥量小于12%，砂礫碎石最大粒徑小于6 cm，夯填相對(duì)密度不小于0.65 g/cm3。蜂巢格室護(hù)坡成形后，在外露格室種植金露梅(陽(yáng)面)、高山柳(陰面)、披堿草等祁連山保護(hù)區(qū)原有物種，使修復(fù)后的岸坡與山體無(wú)縫對(duì)接，修復(fù)面與原地貌渾然一體。

圖1 平鋪式蜂巢格室護(hù)砌典型設(shè)計(jì)示意

圖2 疊砌式蜂巢格室護(hù)砌典型設(shè)計(jì)示意

2.3 蜂巢格室排水盲溝的研究與應(yīng)用

石門水庫(kù)為國(guó)務(wù)院核準(zhǔn)的天?？h一級(jí)水源保護(hù)地，為了保護(hù)水源，避免蜂巢格室護(hù)坡凍脹破壞和護(hù)坡沉降、塌陷，設(shè)置了排水盲溝。蜂巢格室疊砌前，首先在坡腳基面設(shè)置排水盲溝，盲溝采用矩形斷面，標(biāo)準(zhǔn)斷面開挖寬度100 cm、深度30 cm，長(zhǎng)度遵循原地形確定，填筑料選擇為反濾料。反濾料可模仿高寒山區(qū)溝道岸坡效果，實(shí)現(xiàn)泥水分離的預(yù)處理。在基面和排水盲溝上鋪設(shè)土工布，以減少填筑料細(xì)顆粒流動(dòng)，增強(qiáng)蜂巢格室護(hù)坡穩(wěn)定性。排水盲溝冬季可避免因填筑料含水量過(guò)高而造成的凍脹破壞，夏秋季可避免因填筑料含水量過(guò)高而造成的填筑料軟化，從而防止蜂巢格式護(hù)坡沉降、破壞。與傳統(tǒng)生態(tài)坡頂端設(shè)穿孔管和溝渠相比較，土工布以下設(shè)置排水盲溝排水、滲流和穩(wěn)固邊坡的效果更好，無(wú)需在頂端修建穿孔管和溝渠，減少了開挖時(shí)對(duì)原有地貌、植被的擾動(dòng)和破壞，避免形成裸露的基巖面和混凝土溝渠，生態(tài)修復(fù)效果更徹底。

3 施工工藝

3.1 土工布鋪設(shè)

土工布采用人工滾鋪方式，按施工區(qū)從上往下分塊進(jìn)行鋪設(shè)，采用波浪形松弛方式并適當(dāng)留有變形余量，避免折疊、打皺，土工布實(shí)際使用面積為工作平臺(tái)的103%。建基面必須鋪設(shè)土工布，寬度為格室寬度、填筑料寬度與連接段之和。蜂巢格室疊砌過(guò)程中每4層(0.8 m)鋪設(shè)一層土工布，相鄰?fù)凉た椢飰K拼接可用搭接法(上游土工布鋪在下游土工布上面)，搭接長(zhǎng)度不小于15 cm。緊貼山體的土工布用自制Φ16 mm鋼筋U形釘釘入山體。土工布鋪設(shè)完成后應(yīng)盡快進(jìn)行后續(xù)施工。

3.2 鋼筋錨固

錨桿施工前，必須對(duì)原有邊坡坡面進(jìn)行人工修整。用架桿、竹膠板及安全網(wǎng)搭設(shè)錨桿施工平臺(tái)，施工平臺(tái)用錨桿與坡面固定在一起。采用YT24手持式鑿巖機(jī)，按標(biāo)注的孔位準(zhǔn)確鉆孔。鉆孔完成后使用高壓空氣機(jī)將巖粉、石子及雜物全部清理出孔，清理必須干凈，以免降低水泥砂漿、錨固劑與孔壁巖體的黏結(jié)強(qiáng)度。人工緩慢地將錨桿放入孔內(nèi)，以免錨桿與孔壁撞擊擊落孔內(nèi)巖粉。錨孔注漿必須采用孔底返漿方法，直至孔口溢出新鮮漿液，嚴(yán)禁抽拔注漿管或孔口注漿，確保質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 蜂巢格室展開

蜂巢格室由生產(chǎn)廠家按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)供貨，運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，人工碼放、人工展開就位。蜂巢格室鋪砌前采用自制的展開固定架將蜂巢格室展開、固定，使其幾何尺寸、形狀符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 蜂巢格室鋪砌

鋪砌蜂巢格室第一層時(shí)，首先在建基面上鋪設(shè)土工布：以施工技術(shù)圖零點(diǎn)為始，沿X軸正方向分段展開并鋪砌。在此次實(shí)際作業(yè)中，根據(jù)設(shè)計(jì)方案，每段格室長(zhǎng)4 420 cm、寬870 cm。

進(jìn)行第n層及以上部位施工時(shí)(n≥2)，鋪砌方法與第一層類似。不同的是，第n層需要沿第n-1層外沿向內(nèi)平移一定距離，平移的距離按照設(shè)計(jì)坡比推算。最頂端一層鋪砌完成后，沿X軸正方向設(shè)錨固點(diǎn)，錨固點(diǎn)的間排距按設(shè)計(jì)規(guī)定執(zhí)行。

3.5 蜂巢格室的連接和填料放置

蜂巢格室采用U形卡連接，連接時(shí)在每個(gè)接頭部位U形卡不少于2個(gè)。當(dāng)鋪砌作業(yè)完成后，采用挖掘機(jī)(高度5 m以下)或吊罐(高度5 m以上)將填料運(yùn)送至工作面空余區(qū)域，控制填料落地高度不超過(guò)1 m。放置填料作業(yè)遵循從外向內(nèi)的施工順序，蜂巢格室的填料必須是人工填裝，回填范圍的填料采用機(jī)械填裝。填料放置要均勻并且超出巢室高度4～6 cm，以便表面加固和夯實(shí)?；靥畈课缓粚?shí)后，表面用刮板刮平。填料放置作業(yè)完成后，填料的最終高度應(yīng)與巢室組塊上沿平齊。

填料填裝并平整后采用人工(最外側(cè)蜂巢格室中的土料)或小型(3T)振動(dòng)碾(后側(cè)蜂巢格室及回填區(qū)域的填料)進(jìn)行夯實(shí)(壓實(shí))，經(jīng)檢測(cè)相對(duì)密度不小于0.65 g/cm3后繼續(xù)上一層蜂巢格室鋪砌，直至達(dá)到設(shè)計(jì)高度。

4 施工質(zhì)量控制

4.1 錨固試驗(yàn)(對(duì)設(shè)計(jì)錨固參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證)

從原地面開始計(jì)算，高度5 m范圍內(nèi)的巖面采用Φ14～16 mm錨桿，間排距2 m×2 m品字形布置。底層錨桿離開地面的高度按照1.0 m控制，不得低于0.8 m。孔徑分別采用30、40 mm兩種形式，孔深分別采用0.8、1.5、2.0、3.5 m四種深度(現(xiàn)場(chǎng)按巖體性質(zhì)確定)。錨桿錨固后必須通過(guò)錨桿抗拉拔試驗(yàn)，抗拉拔力必須滿足設(shè)計(jì)要求。

4.2 砂礫料粒徑控制

排水盲溝鋪設(shè)的砂礫料粒徑必須按照15～30 cm進(jìn)行控制，壓實(shí)后對(duì)蜂巢鋪設(shè)建基面進(jìn)行平整、修整，平整度必須達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，為蜂巢施工鋪設(shè)提供有利條件。

蜂巢鋪設(shè)后填筑的砂礫石料嚴(yán)格控制粒徑(最大粒徑不大于6 cm、含泥量不大于12%)并達(dá)到級(jí)配連續(xù)均勻，以降低填筑料施工難度、控制蜂巢格網(wǎng)變形、杜絕對(duì)蜂巢產(chǎn)生損害。

4.3 蜂巢支撐、固定

加工、制作蜂巢格室支撐、固定用自制專用工具，改進(jìn)蜂巢支撐、固定工藝，降低蜂巢在支撐、固定過(guò)程中受損的幾率。蜂巢支撐、固定幾何尺寸達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，首先采用人工分層填裝、夯實(shí)蜂巢格網(wǎng)中的填土，校正、修整蜂巢格網(wǎng)的線條、形狀，然后填裝蜂巢格網(wǎng)中的砂礫碎石土，待蜂巢格網(wǎng)中的砂礫碎石土填裝完成、蜂巢格網(wǎng)固定成型后再移除蜂巢格室支撐、固定的專用工具，并對(duì)其他回填部位進(jìn)行回填。

4.4 填筑料壓實(shí)(夯實(shí))

蜂巢格網(wǎng)中的填筑料在壓實(shí)(夯實(shí))過(guò)程中，不得先夯實(shí)回填部位，必須是先輕壓蜂巢格網(wǎng)中的填筑料，再用微型壓路機(jī)輕壓回填部位的填筑料，最后達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。防止在壓實(shí)(夯實(shí))過(guò)程中蜂巢格網(wǎng)幾何尺寸、形狀改變，以及因受力不均勻而產(chǎn)生損傷、拉裂等損害。蜂巢格室線形按山體自然坡腳布置，格室坡度根據(jù)山體自然坡度自行調(diào)整。蜂巢格室中的土料必須人工分層填裝、夯實(shí)，填土飽滿度、格室形狀、圓潔度、外觀質(zhì)量必須達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4.5 面積變化率控制

嚴(yán)格控制蜂巢格網(wǎng)面積的變化率(標(biāo)準(zhǔn)面積為29 cm×34 cm，面積的變化率在±3%以內(nèi))。填料壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后采用人工校正、修整蜂巢格網(wǎng)表面，使蜂巢格網(wǎng)表面平整度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，為下層蜂巢鋪設(shè)、提高工作效率提供有利條件。

4.6 蜂巢錨固

蜂巢格室第一層鋪砌完成后按設(shè)計(jì)布設(shè)鉛錘錨桿，將蜂巢格室錨固在基礎(chǔ)上。布設(shè)方式為蜂巢格網(wǎng)連接U型卡處2根，其余2根在格網(wǎng)中均勻布設(shè)，入巖深度不小于0.8 m，孔徑40 mm，錨桿采用Φ16 mm鋼筋，長(zhǎng)度1.5 m。

4.7 生產(chǎn)制作指標(biāo)

蜂巢格室嚴(yán)格控制生產(chǎn)工藝，按照設(shè)計(jì)尺寸、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)制作，蜂巢尺寸、顏色、抗裂、抗拉、抗氧化、抗寒等相關(guān)指標(biāo)必須符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。

5 生態(tài)修復(fù)、整體保護(hù)效果

在蜂巢格室平鋪、疊砌的施工過(guò)程中嚴(yán)格控制工序、工藝施工質(zhì)量，按《水利水電工程施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定規(guī)程》(SL 176—2007)完成施工質(zhì)量檢驗(yàn)，按《水利水電工程單元工程施工質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(SL 631—2012～SL 637—2012)進(jìn)行單元工程施工質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定，按《水利水電建設(shè)項(xiàng)目驗(yàn)收規(guī)程》(SL 223—2008)進(jìn)行分部工程、單位工程驗(yàn)收。堅(jiān)持安全、質(zhì)量第一的方針，在工程建設(shè)過(guò)程中未發(fā)生安全、質(zhì)量事故，順利完成工程建設(shè)，達(dá)到了植草護(hù)坡對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行整體保護(hù)和系統(tǒng)修復(fù)的要求。

蜂巢格室護(hù)坡施工質(zhì)量控制是工程施工質(zhì)量控制的核心，通過(guò)業(yè)主、監(jiān)理、施工單位共同建立健全的質(zhì)量保證體系，工藝控制及檢查、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。在選取施工方法和工藝控制、質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程中，通過(guò)多種試驗(yàn)確定了合理的施工方法、參數(shù)、質(zhì)量控制指標(biāo)；通過(guò)對(duì)工序、工藝及施工質(zhì)量的嚴(yán)格控制(先夯實(shí)蜂巢格室填筑料、后夯實(shí)回填體)，控制蜂巢格室變形、位移，最大限度降低了沉降量及沉降變形，確保了施工質(zhì)量。在關(guān)鍵項(xiàng)目、工序、工藝實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)業(yè)主、監(jiān)理不間斷地巡視檢查、檢測(cè)、試驗(yàn)，以及全程、同步的旁站、檢測(cè)、試驗(yàn)，使各個(gè)環(huán)節(jié)緊密連接、環(huán)環(huán)相扣，從而確保了蜂巢格室的施工質(zhì)量，將受到創(chuàng)傷的山體坡面修復(fù)為“青山”，取得了良好的生態(tài)修復(fù)、整體保護(hù)效果(見圖3)。

圖3 受創(chuàng)坡面及修復(fù)效果