蜂巢格网护坡在大洋河防洪工程设计中的应用

贺启有

(辽宁省丹东市水利勘测设计研究院，辽宁丹东118000)

0 前言

大洋河丹东段从哨子河河口至入海口，全长58.18 km，干流上端为东港市黑沟乡羊山村与岫岩县交界。

流域内主要包括东港市的7个乡(镇)，凤城市的5个乡(镇)，共12个乡镇126个村屯，总人口28.47万人，耕地面积4.74万hm2，2006年工农业总产值135.5亿元。

根据《大洋河流域规划》，大洋河干流及主要支流的下游和东洋河、哨子河中上游的较大平原地区，目前都已修建防洪土堤，流域内现有防洪堤总长300多 km，其中主要河流堤防长度168.3 km。

大洋河现有提防长度43.4 km，主要包括:

1)岫岩境内堤长4.1 km，设计流量4350 m3/s。

2)凤城市境内堤长9.8 km，设计流量7000 m3/s。

3)东港境内堤长29.5 km，设计流量7600 m3/s。

干流现有提防防洪标准仅相当于10 a一遇水平［1］。

无堤段占中下游规划堤防的27%，大洋河流域社会经济发展迅速，下游的孤山镇、黄土坎镇都已成立工业区。

由于无堤段较多，防洪标准低，现有堤防断面瘦小，年久失修，防洪堤不封闭，没有完整的防洪体系。

造成大洋河下游洪涝灾害频发，每4～5 a便会遭遇洪涝灾害，对人民生命财产造成了极大的威胁，对当地的社会经济发展造成了严重的影响。因此大洋河防洪护岸工程的修建，健全大洋河防洪体系是非常必要和紧迫的［2］。

文章对目前常用的护砌材料进行了分析比较，推荐蜂巢格网砌石护坡为大洋河防洪工程的护砌形式。

1 工程概况

工程概况主要从以下3个方面进行介绍:自然概况、气象与水文和地质。

1.1 自然概况

大洋河发源于辽宁省东南部，地理位置位于E122°51'～124°07'，N39°49'～40°49'。大洋河上游分为东、西两支，西支叫东洋河，发源于岫岩县西北部的偏岭乡唐望山，海拔为928.9 m，先后有五道河、汤池河、雅河、牤牛河和沟连河汇入;东支为哨子河，发源于岫岩县北部的古洞岭，海拔937.8 m，先后有青河、牧牛河、古洞河河渭水河汇入。

东洋河与哨子河在哨子河乡汇合后称为大洋河，先后有亮子河、土牛河、小洋河和双岔河汇入，于东港黄土坎南注入黄海。河道全长198.2 km，流域面积为6 504 km2。

1.2 气象与水文

大洋河流域降水受西太平洋暖湿空气和流域地形的影响，年降水量的分布自西向东递增，多年平均降水量由东洋河上游800 mm，增至土牛河上游的1 200 mm。

降水量的年际变化较大，年内分配也极不均匀，主要集中在6～9月，约占年降水量的76% ～79%。

流域中下游多年平均蒸发量1163.9 mm，其中7、8两月蒸发量最大，占全年蒸发量的21.6%。

多年平均气温8.4℃，极端最高气温33.8℃，极端最低气温-26.7℃。

多年平均最大风速14.8 m/s。本区域最大冻土深度1.0～1.2 m。

1.3 地质

大洋河两侧阶地的由上游至下游入海口地面标高逐渐降低，地面高程为17.0～2.5 m，低山丘陵高程多为100～300 m，最高峰位于沙里寨东侧山区，高程为511 m。

区域内主要出露的地层为元古界前震旦系辽河群黑云片岩、二云片岩、黑云斜长片麻岩和大理岩。

第四系为陆相河流冲洪积粉质黏土、砂土和圆砾层;海相沉积和沼泽相沉积的黑色淤泥质土、中部为灰～灰绿分细砂、下部为灰色圆砾层［3］。

2 堤身结构设计

大洋河干流段防洪土堤高度为3.0～6.0 m，根据防汛交通要求，按照单车道设计，防洪土堤顶宽均采用4.0 m，迎水侧坡比1∶2.0，背水侧坡比1∶2.0。

背水坡采用草皮护坡;迎水侧护坡在20 a一遇洪水位以下采用300 mm厚蜂巢格网砌石，200 mm厚卵石垫层(10～80 mm)下设400 g/m2土工布，20 a一遇洪水位以上采用100 mm厚的混凝土植草砖护坡;护脚采用蜂巢格网砌石，高1.2 m，宽1 m;堤顶路面为砂石路面，铺设100 mm厚风化砂，下设200 mm厚砂卵石垫层，堤顶向迎水侧倾斜，坡度为2%，在迎水侧设置混凝土路肩石(0.2 ×0.4 ×0.6m)［4］。

3 护坡护砌材料的选择

根据目前比较常用的护砌形式和本工程的实际情况初步拟定蜂巢格网、现浇混凝土板、干砌石护坡和机制模袋混凝土4种形式进行对比。

1)方案一

蜂巢格网砌石厚300 mm，卵石垫层厚200 mm，土工布400 g/m2。

2)方案二

现浇C20混凝土板厚200 mm，配一层钢筋网Φ6@300，砂卵石垫层厚200 mm，土工布400 g/m2。

3)方案三

干砌石厚300 mm，卵石垫层厚200 mm，土工布400 g/m2。

4)方案四

机织模袋C20混凝土厚150 mm，砂卵石垫层厚200 mm，土工布400 g/m2。

各种护坡形式的适用条件及特点如下:

3.1 蜂巢格网干砌石护坡

蜂巢格网是把抗腐耐磨的低碳高镀锌合金钢丝，用机械编织成双绞、三绞、五绞的六边形网目蜂巢格网片，按照工程设计要求制作成箱体结构并装入毛块石等填充材料，可以用于堤防、路基等工程防护的新技术。

其主要的性能和特点:蜂巢格网结构的主体是钢丝网箱，能够与各种土层较好的结合，适应地基变形的能力很好，且不会影响整体的结构，更不容易破坏断裂;地下水可以顺利的从蜂巢格网结构的石缝中渗透出去，能很好的解决孔隙水压力的影响，其透水性能好，对岸坡的稳定非常有利;可以按照设计要求，在工厂内制作完成，运到施工现场后再按设计尺寸组装成各种形状，施工速度快;蜂巢格网的钢丝经过镀锌处理，抗氧化能力强，抗老化，抗腐耐磨。

经过一段时间运行后，网箱砌体的缝隙会被土粒填充，植物会慢慢的长出来，达到植物措施和工程措施相结合目的，还可以美化环境，可以在冬季施工［5］。

3.2 现浇混凝土板护坡

该方案施工比较方便，且整体性较好，但是受冻融影响较大，工程建成运行一段时间后，混凝土板容易出现断裂或坍塌现象，造价较高，不利于河道的生态建设。

3.3 干砌石护坡

护坡表面平整美观、造价低，缺点比较多:

1)费时费工。

2)由于冬季冰推作用或地基变形影响，容易造成块石的脱落离位，在风浪作用下会很快发展成为大面积损坏，需要经常维修管理，维修费用高。

3)抗冻容破坏的能力差，现在农村段堤防应用的比较多。

3.4 模袋混凝土护坡

模袋混凝土是在特制的袋内充填流动性较好的混凝土，模袋混凝土结构是以全封闭渗水而不漏浆的特制模袋为模具，依靠压力使流动混凝土在模袋内充胀成型、硬化后形成高强度抗腐耐磨的护面。模袋混凝土的优点是整体性能好、经久耐用、抗冲刷能力强、施工设备简单、施工迅速，能够很好的解决水下施工难的问题，但造价比较高，目前在鸭绿江丹东城区段护岸上应用最多。

经过估算，方案二和方案四的投资比较接近，但投资最高，所以不推荐。

方案三投资最小，但缺点比较多，一是费时费工，二是由于冬季冰推作用或地基变形影响，容易造成块石的脱落离位，在风浪作用下会很快发展成为大面积损坏，需要经常维修管理，维修费用高，所以也不推荐。

方案一虽然投资也比较高，但施工方便，适应变形能力性强，抗冲性能好，并且对河流生态影响较小，在使堤坝保持长期稳定的同时，还可以美化环境，促进河流生态的平衡发展，所以本工程推荐采用方案一。

由于20 a一遇洪水不经常发生，洪水位以上至堤顶为安全超高部分，洪水的冲刷不会很大，为了减少投资，建设生态河道，在20 a一遇洪水位以上采用混凝土植草砖护坡厚100 mm。

4 蜂巢格网干砌石护坡施工

首先按设计要求的坡比进行削坡，然后自上而下铺设土工布，土工布铺设结束后，要认真进行质量检查，发现开缝应马上进行修补，土工布应压到护脚下面，土工布上面为200 mm厚卵石垫层，用反铲配合人工铺筑，木板刮平并适量洒水，用人工持木板夯实。

测量定出20 a水位线，确定坡面平整、密实、无杂质时在水位线以下垫层上铺置护坡网垫，间隔网和网身相交应呈90°。

单元间隔网同网身之间的绑扎，在间隔网和网身的四个交角处各绑扎一道，间隔网与网身相接的地方，用绑扎丝螺旋式连结。

完成组装的单元网格按设计要求安放到位，单元网格间相邻的边线，采用绑扎丝螺旋式连结，使网格连接成一个整体。

进行人工填入充填料，不能单独填满一个网格，要均匀的向铺设好的各网格里填入充填料。充填料可以一次性填满，空隙可以用小碎石充填，确保网格体的密实度。

表面裸露的充填料，要求用人工砌筑平整，相互搭接。在裸露表面的填充料砌筑平整后，进行封盖。封盖格片与网箱上部边线、盖片和盖片之间的相交线，采用绑扎丝螺旋式绑扎。要求将盖片和网箱边框线之间的所有相交(框)线绑扎在一起。

水位线以上人工铺设植草砖，铺设时对好花型边与边接触紧密，美观大方。

5 结语

大洋河现有防洪堤防断面瘦小，年久失修，防洪标准低，没有完整的防洪体系，造成大洋河下游洪涝灾害频发，需要新建防洪堤占中下游规划堤防的27%，对于防洪土堤来讲，护砌形式非常重要。

随着社会经济的发展，对防洪工程的要求也越来越高，既要稳定安全又要景观效果好，还要与生态相结合，生态化建设是势在必行，蜂巢格网干砌石就是生态护坡的一种，经过一段时间运行后，网箱砌体的缝隙会被土粒填充，植物会慢慢的长出来，达到植物措施和工程措施相结合目的，还可以美化环境，这种护砌形式在大洋河防洪护岸工程中是大有发展前景的。

［1］中华人民共和国水利部.GB50286—98堤防工程设计规范［S］.北京:中国计划出版社，1998.

［2］丹东市水利勘测设计研究院.大羊河流域(丹东段)防洪护岸工程规划［R］.丹东:丹东市水利勘测设计研究院，2009.

［3］丹东市水利勘测设计研究院.大洋河(丹东段)防洪护岸工程初步设计报告［R］.丹东:丹东市水利勘测设计研究院，2009.

［4］黄国庆，何朝霞.蜂巢格网生态护坡在河道治理中的应用［J］. 人民长江，2008，39(02):28-29.

［5］陈少武.蜂巢格网生态防护技术在河道生态改造中的应用［J］.科技信息，2009(17):380-381.