格宾石笼在叶尔羌河防洪工程中粉细砂河床段的应用

陆云才

(新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐 830000)

格宾石笼在叶尔羌河防洪工程中粉细砂河床段的应用

陆云才

(新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐 830000)

文章介绍了一种新型结构——格宾石笼在粉细砂河床防洪中的应用。结合叶尔羌河防洪工程实例，介绍了格宾石笼防护工程的结构特点，主要研究了格宾石笼护坡设计参数，并从基础处理、土工布铺设、格宾石笼组装等方面阐述具体的施工要求，以充分发挥该技术的优势。关键词：防洪工程；格宾石笼；土工布;粉细砂；叶尔羌河

1 工程概况

叶尔羌河地处新疆维吾尔自治区南部，塔里木盆地西南边缘，曾是塔里木河的第一大支流。叶尔羌河防洪工程防洪段初步拟定79处，分布于叶尔羌河出山口以下莎车县喀群乡的恰木萨村至阿克苏地区的阿瓦提县境内，河道全长760余km。叶尔羌河地形地貌可分为冲洪积倾斜平原区、冲洪积平原过渡区和冲洪积细土平原区。地层岩性以第四系全新统冲洪积含漂石砂卵砾石、砂卵砾石、砂砾石、砂层及洪积粉土、黏土为主。对于中下游的冲洪积细土平原区不宜采用传统的刚性或半刚性防护结构进行防护，故设计采用了格宾石笼护坡，格宾石笼护坡景观效果及护坡安全均可以达到设计要求[1]。

2 河道抗冲护岸型式的技术经济比选

(1) 方案1：护坡型式采用全断面雷诺护垫结构，护脚采用水平铺设3～9 m格宾石笼+四面六边混凝土透水框架群防冲刷方案。堤顶宽度4.0 m，迎水面设计边坡1∶2.5，背水面设计边坡1∶2.0。边坡铺设30 cm厚雷诺护垫，护垫下铺设0.10 m厚的砂砾石垫层，垫层下铺滤水土工布，规格500 g/m2。基础处理时从河床原基面向下开挖1.2 m，然后水平铺设格宾石笼防冲，格宾石笼宽度3～9 m，2层厚度1.2 m。石笼下铺设滤水土工布，规格500 g/m2。格宾石笼上抛1层四面六边混凝土透水框架，宽度6 m。

图1 方案1横剖面图 单位：mm

图2 方案2横剖面图 单位：mm

(2) 方案2：坡面防护型式采用雷诺护垫，基础防冲采用垂直防渗墙+水平四面六边混凝土透水框架群。堤顶宽度4.0 m，迎水面设计边坡1∶2.5，背水面设计边坡1∶2.0。边坡铺设30 cm厚雷诺护垫，护垫下铺设0.10 m厚的砂砾石垫层，垫层下铺滤水土工布，规格500 g/m2。基础防冲处理时从河床原基面向下做8.5 m深的槽孔混凝土防渗墙，墙厚0.6 m。然后水平铺设1层四面六边混凝土透水框架群，宽度7.0 m。

(3) 两方案综合比较

方案比选见表1。

经过经济技术比较，方案1抗冲性能好，水下开挖量小，施工难度较低，投资较小。经过经济技术比较，推荐方案1。护坡型式采用全断面雷诺护垫结构，护脚采用水平铺设3～9 m格宾石笼+四面六边混凝土透水框架群防冲刷方案[2]。

3 格宾石笼堤防的施工质量控制

3.1 原材料质量

(1) 编网钢丝内径为2.7 mm，边端钢丝内径为3.4 mm，绑扎钢丝内径为2.2 mm[3]。用于制造格宾笼的编网钢丝、边端钢丝、绑扎钢丝的钢丝均需镀高尔凡(锌-5%铝-混合稀土合金镀层)防腐处理，镀层的黏附力要求符合现行国家标准GB/T 2976《金属材料线材缠绕试验方法》要求，附着在钢丝上的镀层不应开裂，镀层重量及镀层成分应符合YB/T4221—2010《机编钢丝网用镀层钢丝》要求。

(2) 格宾网箱必须为由专用机械编织成的合金钢丝格宾(六边)形格网片组装而成。双股钢丝必须三绞达到1080°(360°×3)的旋转，确保稳固性和抗拉性[4]。

(3) 格宾网片网孔必须均匀，不得扭曲变形。

(4) 格宾网片的抗压、抗剪强度及有关力学指标、耐腐蚀性需满足YB/T4221—2010《机编钢丝网用镀层钢丝》要求。

(5) 格宾笼填充物采用卵石，要求石料粒径100～300 mm，填充空隙率不超过20%[5]。

表1 方案比选表

3.2 施工准备

施工前，对设计文件进行深入研究，根据施工方案搞好技术交底，尤其对格宾网护垫制作、填充卵石、封盖、护垫之间的连接等技术要进行详细的技术交底[6]。

根据水文气象资料和工地实际情况，合理安排施工计划，并做好“路通场地平整”工作。采用平行施工以达到缩短工期、节约投资的目的。

3.3 施工要求

格宾石笼护坡工程主要有5个施工部分：① 土方工程施工；② 无纺布施工；③ 砂砾石工程施工；④ 雷诺护垫施工；⑤ 格宾石笼施工[7]。

(1) 土方工程施工

在防洪工程基础填筑以前，需进行堤坝边坡清基清废，将坝坡范围内所有的杂草、乱石、淤积等清除，清除厚度为30～50 cm[8]；在堤坝填筑时，若填筑土方的含水量过大时，须将填筑土方进行翻晒，方可进行坝体的填筑和碾压，压实后土堤的相对密度细砂应不小于0.65[9]。

(2) 无纺布施工

无纺布铺设前首先清除表面上一切可能损伤无纺布的带尖棱硬物，碾压平整并验收后，人工铺设无纺布，铺设前将无纺布卷成一空心卷，插入合适的钢管或者直接将无纺布卷在钢管上，铺设时，自下开始依次向上进行展开，坡顶坡脚在锚固沟内以“U”形扣固定于坡面上，相邻织物拼接采用缝合连接，无纺布应自下而上进行卷铺，相邻织物拼接形式采用缝结接方式，缝接宽度不小于40 cm[10]。

(3) 砂砾石工程施工

砂砾石路面在铺筑前，为确保其密实度，必须将树根、草根杂质、淤泥及腐植物等捡出；铺筑前的厚度应大于设计厚度，以确保砂砾石垫层在铺筑完成后达到设计厚度。砾石垫层压实相对密度不低于0.70[11]。

(4) 雷诺护垫施工

雷诺护垫是由6 cm×8 cm的六角形双绞合机编金属网片制成的网垫结构，石笼组间连接绑扎；相邻网箱组的上下四角各绑扎1道；相邻网箱组的上下框线或折线，必须每间隔10～15 cm绑扎1道；相邻石笼组的网片结合面则每平方米绑扎2处；在绑扎相邻边框线下角一道时，如下方有石笼组，必须将下方网箱一并绑扎，以求连成一体。填充物采用卵石，要求石料粒径80～150 mm为宜，填充空隙率不超过20%。

(5) 格宾石笼施工

格宾石笼是由8 cm×10 cm的六角形双绞合机编金属网片制成的网垫结构石笼组间连接绑扎；相邻网箱组的上下四角各绑扎1道；相邻网箱组的上下框线或折线，必须每间隔10～15 cm绑扎1道；相邻石笼组的网片结合面则每平方米绑扎2处；在绑扎相邻边框线下角一道时，如下方有石笼组，必须将下方网箱一并绑扎，以求连成一体[12]。填充物采用卵石，要求石料粒径100～300 mm为宜，填充空隙率不超过20%[13]。

4 结 语

格宾石笼护坡形式具有整体性好、稳定性强、抗冲刷能力强等特点，不仅使设计的可靠度、结构的安全性得到保障，而且还使河道边坡生态化[14]，在边坡工程中增加了人水和谐共处和回归自然治水新理念，格宾石笼护坡在叶尔羌河重点段河道治理工程中取得了良好的效果，格宾石笼表面植被已经快速生长，具有较好的环境亲和性，符合以人为本，生态治水的设计理念[15]，且其在施工过程中具有施工方法简便、工序少、施工效率高、质量易保证等特点。

[1] 周奕梅.水利工程规划设计中的环境影响评价[J].水利规划与设计,2002(03)：50-52.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.防洪标准:GB50201-2014[S].北京：中国计划出版社，2014.

[3] 黄立.浅谈格宾石笼在云安县中小河流治理中的应用[J].华东科技：学术版，2014(03)：175-176.

[4] 覃柳生.新型绿色环保支护材料-格宾石笼简介[J].广西水利水电,2007(03)：82-82.

[5] 中国工程建设标准化协会.生态格网结构技术规程:CECS353:2013[S].北京：中国计划出版社，2013.

[6] 王帅,蒋万德.格宾石笼在河道除险加固中的应用[J].山西建筑，2014(28):247-247.

[7] 陈曦.雷诺护垫及格宾石笼在寒冷地区的应用[J].黑龙江水利科技,2015(06)：72-74.

[8] 中华人民共和国水利部.水利水电工程施工组织设计规范:SL303-2004[S].北京：中国水利水电出版社，2004.

[9] 曾兴旺.水利工程土方填筑碾压施工质量控制[J].水利技术监督,2015(03)：10-11.

[10] 郭振军,毛丽红.在河道综治工程中格宾笼的应用探讨[J].华东科技：学术版，2015(10)：139-139.

[11] 中华人民共和国住房和城乡建设部.堤防工程设计规范:GB50286-2013[S].北京：中国计划出版社，2013.

[12] 董淑臻,孙述祥,郑梅,刘俊海,袁敏.格宾石笼护坡技术在大沽河除险加固中的应用[J].山东水利,2006(10)：42-42.

[13] 李建杰.铅丝格宾石笼在东碾河治理工程中的应用[J].水利技术监督,2015(04):92-94.

[14] 戴雪,李晓梦.谈格宾石笼在新疆伊犁河口防护工程中的应用[J].山西建筑，2015(08):232-233.

[15] 袁朝中.格宾石笼护脚护坡在滹沱河河道治理中的应用[J].山西水利，2013(08):29-30.

Application of Penn's Stone Cage in Flood Control Works at Silty Sand Riverbed Section of Yerqiang River

LU Yuncai

(Xinjiang Water Resources and Hydropower Investigation Design and Research Institute, Urumqi 830000,China)

Application of a new structure, Penn's stone cage, in the flood control works at silty sand riverbed section is introduced. With practice of the flood control works on the Yerqiang River, the structural features of the support works with the Penn's stone cage are introduced. Furthermore, the design parameters of the slope support by the Penn's stone cage are studied typically. The specific construction requirements are described in terms of foundation treatment, geotextile laying and the Penn's stone cage assembly, etc. so as to have the technical advantage fully played. Key words: flood-control works; Penn's stone cage; geotextile; silty sand; Yerqiang River

1006—2610(2016)06—0052—03

2016-06-17

陆云才(1986- )，男，安徽省蚌埠市人，工程师，从事水利水电工程设计工作.

TU45;TV223.31

A

10.3969/j.issn.1006-2610.2016.06.013