浅谈格宾石笼在中小河流治理工程中的应用

2017-04-08苏国辉

水利科学与寒区工程 2017年2期

关键词：格宾石笼土工布

苏国辉

(广东省水利电力勘测设计研究院，广东广州 517199)

浅谈格宾石笼在中小河流治理工程中的应用

苏国辉

(广东省水利电力勘测设计研究院，广东广州 517199)

由于目前中小河流治理方面存在着较为严重的堤防问题，因此，对于河道的生态治理工作逐渐得到了重视。关于格宾石笼在河道治理中的应用，介绍了格宾石笼的主要技术指标和功能特点，从基础处理、土工布布设、组装及填装和质量控制四个方面，介绍了格宾石笼在中小河流治理工程中应用，以期为未来施工选择及技术指导提供可资借鉴的经验。

中小河流；格宾石笼；河道治理

我国中小河流尤其是南方中小河流数量较多，且水量较大和长时间疏于治理，具有一定程度的损毁现象发生，部分河段冲毁严重，给防汛工作带来较大困难。为进一步发挥中小河流灌溉、防洪能力，同时改善地区生态环境建设，解决中小河流防护系统中的突出问题，关于中小河流治理工程的实施提上了日程。随着社会发展进步和对于环保要求的提高，目前在中小河流治理过程中，对于堤防防洪能力和标准有一定的要求，需要与周围环境和生态景观协同考虑，营造亲水环境，达到人与自然和谐相处[1-2]。目前关于格宾石笼的工程应用较多，对于格宾石笼性能及施工过程的系统介绍较少。本文针对格宾石笼的特点及施工过程进行了系统的介绍，以期为未来类似工程中提供可资借鉴的经验。

1 格宾石笼防护工程技术

关于格宾石笼，目前在河道治理尤其是生态治理中得到了较为广泛的应用。格宾石笼往往是由铝锌合金镀层钢丝围成长方体或正方体结构，然后进行累积成型，为了防腐的需要，往往采取钢丝包塑上PVC或PE涂层，相对于以往格宾石笼结构，新型格宾石笼往往增加防锈、抗老化、耐腐蚀和高抗剪能力，能够适应高污染、高强度等复杂水下环境的侵蚀。

1.1 技术指标

关于河道治理用格宾石笼，网箱型号：长1.0～4.0 m，宽1.0～2.0 m，高0.4～1.0 m，间隔网片数1～3片；网垫型号：长3.0～6.0 m，宽2.0 m高0.2～0.3 m，间格网片数2～5片；对于网片材料，往往采用热镀锌钢丝或者聚酯膜+热镀锌钢丝的方式进行防腐和增韧处理，对于钢丝直径不得低于2.0 mm，钢丝相关性能应符合GB/T 700-2006标准。

1.2 主要功能特点

根据工程设计要求，格宾石笼装入石料成为一体，通过箱笼型式进行组装连接，主要用于堤防、路基防护和水利建设等工程，不但能够防护河岸，避免受到水流和风浪的侵蚀破坏，而且由于格宾石笼的透水性特点，能够实现水体与坡下土体中水体自然对流交换，使得生态达到一种较为完美的平衡问题。根据相关研究[3-6]，格宾石笼能够满足以下要求：

(1)生态性。由于格宾石笼是由不同粒径的石块通过填充而成，为了生态的需要或者水流的冲蚀作用，石块间隙中会有部分土颗粒存储，因此，后期可以种植草皮、灌木等，保持生态性。

(2)抗冲及防浪性。由于格宾石笼的组成是按照自然受力设计的，而且属于可变结构，与浆砌石和混凝土等刚性防护材料相比，其抗冲刷能力更强，对于水流的承受能力更强，能够承受不大于6 m/s的水流冲刷，在一般河流中均能够满足流水要求。

(3)透水性。格宾石笼的级配问题使得其有较好的透水特性，对于堤防的稳定性和水土保持有较好的促进作用。

(4)柔韧性。由于格宾石笼是由钢丝控制石块，相对呈现柔性结构，鉴于箱笼间没有结构缝等硬性连接，能够较好的适应变形，同时整体结构具有一定程度的延展性。

(5)耐腐蚀性。由于作为骨架作用的低碳钢丝有一层PVC或PE保护层，防腐效果较好，对于河流中酸碱复杂环境具有一定程度的防御作用。

(6)便于调整工期、加快进度。石块作为格宾石笼的肌肉，具有较大的需求量，同时对于石材的规格要求较低，因此可充分利用当地的石料资源。由于对于施工的衔接性要求不高，可以采取多个施工组同时施工的方式加快施工进度。

2 格宾石笼的施工过程

结合格宾石笼的护坡设计，在施工过程需要在以下几个方面严格控制施工工艺，以保证施工质量的稳定性：①基础施工；②铺设土工布；③格宾石笼组装及填装。

2.1 基础处理

2.1.1 土方清基及开挖

对于土方的填筑，在施工前需要对土方进行清理，施工范围涵盖坝基、草皮、腐殖土和砂石等杂物，由于格宾石笼的延展性较好，因此清基范围应在设计基面线外30～50 cm，平均深度不得低于20 cm。在基础清理完毕后，对于基面进行平整及压实处理，压实宽度需要超过填土边界，不得低于0.3 m，对于基础范围内的树根和垃圾等杂物需要全部清理，并按照设计要求进行回填。同时开挖时应按照从下游到上游依次进行，同时保证一定的坡势，有利于汛期的排水。

对于软土地基的处理，需要采取抛块石进行处理，坡面的处理可以采取格宾石笼进行防护。地基块石抛填厚度不得低于1.0 m，同时应该削坡且处理铺设面。

2.1.2 土方填筑

由于填筑厚度较薄，因此对于施工过程要求较高。填筑料采用车辆进行运输，在填筑区域顺堤翻卸，同时对于施工区域进行整平和填筑处理。对于施工困难的部位，可以采用人工+小型机械的方式进行处理，如回填夯实至设计要求，同时为了施工精度，每层填筑厚度不得超过10 cm。

2.2 土工布铺设

在堤防面处理达到设计要求后，需要进行下一道作业——土工布铺设。对于土工布的铺设，应该按照设计要求从一侧自上而下进行铺设。对于土工布的铺设，一定要保证坡面平整，无杂物，接口的连接应该满足设计要求，搭接宽度不得低于50 cm。对于土工布的质量要求需要满足设计要求，进场需要检验合格后方能采用并进行下一步的工作。在土工布铺设完毕后应尽快进行下一步的作业，避免长时间的裸露，防止变形硬化等。在复合土工布施工完毕，且经监理验收完毕后，方可进行格宾石笼工程的施工作业。

2.3 格宾石笼组装及填装

格宾石笼组装[7]：由于完全填装石料的格宾石笼质量较大，因此作为骨架作用的钢丝网需要在平坦坚硬的面上打开，同时应避免损伤笼体和钢丝网表面的PVC或PE保护层。对于格宾石笼的连接，需要能够满足平整、均匀、接头连接整齐和坚固的要求。每一个单元的网箱与网身采用90°相交的方式，间隔网与四面夹角双股绑扎，交接处需要进行特殊处理保证连接强度。对于绑扎间距和绑扎方式，需要按照设计要求或者规范要求，绑扎间距不得高于300 mm，同时有连续缠绕和按间距绑扎两种方式；基础处理完毕后，组装完毕的笼体在设计位置上进行安装，相邻笼体绑扎连接，组装效果如图1所示。

图1 格宾笼组装效果图

填充料施工[8]：在格宾石笼组装完成后，需要将规格、质量符合要求的石块填充到石笼中，填充要均匀一致，避免单个网格填料不均匀造成偏重。在填料时需要做一定程度的码排，以达到设计密度。为了保证施工质量，对于填料也有一定的要求：块石粒径较大的应分布在笼子周围，可以避免出现凹凸线性，对于中间部位可以采取粒径较小的石块进行填塞，对于小石块粒径不得低于格宾石笼的最小孔径；在最后一层石块摆放时，应按照大面朝上，小面朝下的方式，同时应保证石笼平整，直到最后封闭格宾石笼。

封盖施工：在石料填充作业完成后，对于面层的石料必须整平，最后完成封盖作业；如果采用分体式笼盖，则需要在笼子全部填充后再进行封盖作业，同时需要沿笼体和隔片边线进行绑扎作业。具体绑扎封装效果图如图2所示。