合金钢网石兜新技术在富春江治理工程中的应用

帅 伟，郑士元

（1.杭州市富阳区水利水电局，浙江 富阳 311400；2.浙江银河防汛物资有限公司，浙江 杭州 310024）

合金钢网石兜新技术在富春江治理工程中的应用

帅 伟1，郑士元2

（1.杭州市富阳区水利水电局，浙江 富阳 311400；2.浙江银河防汛物资有限公司，浙江 杭州 310024）

富春江堤线长、富春江主流段上又受高潮水位影响，水利工程“干地施工”条件无法施展，因此合理选用满足堤塘护坡和固脚的技术对工程经济、施工方便至关重要。合金钢网石兜系列产品与运用技术，能较好的解决这个问题。

富春江治理；合金钢网石兜；应用

1 工程概况

富春江富阳段是以洪水作用为主的感潮河段，全长52.000km，该段江道河宽700～ 1000m。富春江属钱塘江流域，源长流大，河道弯曲，江水涨落频繁。每当雨季，上游洪流奔腾而下，下游钱塘江潮水顶托而上，洪灾频发。历史上，富春江洪、潮灾交替为害，不绝于书，沿江人民历尽自然灾害之苦。《钱塘江流域综合规划修编》和《钱塘江富春江电站至闸口标准江堤规划》对流域的防洪工程作了全面规划和统筹安排。其中防洪堤是流域防洪体系中的重要环节，是面向被保护对象的前沿防护工程，直接关系到各防洪保护区的安危。在规划基础上加快实施防洪堤加固建设，为人民生活、经济发展提供可靠的防洪保障已是当务之急。为此，钱塘江治理工程富阳市富春江治理项目初步设计经浙江省发改委批复（浙发改设计〔2013〕172号），工程投资28.8767亿。工程建设内容为沿河新建（加固）堤防、配套闸站、机埠等。新建（加固）堤防长度77.456km，共涉及涉及场口堤、黄金畈堤、中柏堤等19段堤防。

本次钱塘江治理工程富阳段涉及富春江干流、较大支流渌渚江和壶源江等，工程所处的河段江心洲较为发育，历次洪水对两岸及江心洲冲刷较为严重。目前堤防现状主要问题为河岸基本上为自然岸坡，受弯道环流和迎流影响，顶部河段流速大（经测量峰值流速在3.0～ 5.0m/s）、流态差，冲刷深度将会逐步加大。另外，部分河段由于采砂作业，河床内乱挖乱堆现象屡禁不止，加剧了河势的不稳定；部分河岸松散覆盖层较厚，滩槽高差较大，造成崩岸，河床不稳定。正因为有以上的原因，堤塘经常在洪水和涨潮期间被冲毁，堤脚易出现掏空和坍塌现象，确保堤塘安全已经成为水利工程一大难题。

2 工作原理与技术优势

2.1 工作原理

本工程治理，在保留足够的行洪宽度前提下，整治河岸，进行堤前坡脚的防护及迎水面护砌，满足行洪时冲刷深度要求，起到保护河岸、河势稳定和平顺的作用。考虑加固堤线长、富春江主流段上又受高潮水位影响，水利工程“干地施工”条件无法施展。因此合理选用护坡和固脚的技术对工程经济、施工方便至关重要。工程采用合金钢网石兜技术，能较好的解决海塘工程的技术难题[1]。

通常，块石在大气中容重为2.5～ 2.7t/m3，但在水中，尤其是急流混浊的水中，块石受到的浮力影响，使得块石在水中实际重量大大降低。当水流速度达到 2.5m/s 以上时，水流对块石所施加的牵引力将超过块石与地面的磨擦力，此时单个块石极易出现漂移，原有的块石护岸被逐个击破，层层剥落，而漂移的块石会重新在水流较缓处沉积，影响江河的泄洪能力。而用网石兜（箱）装填的块石具有良好的透水性、透气性和柔韧性，经急流波浪冲击后以柔克刚，可以减小负压，缓解冲击强度，同时产生蠕动，但基本结构仍保持不变，并达到新的平衡。综合以上2方面的原因，采用相同规格的块石和铺设厚度，经过应用测试，用网石兜装填块石承受的水流速度是散抛块石的 3～ 4倍[2]。

2.2 技术优势

合金钢网石兜采用合金钢丝材料编织而成，内装填块石，与传统的防护（固脚或护坡）具有以下方面的优势：

（1）由于采用合金钢丝材料制成，具有强度高、耐腐蚀性能好、使用寿命长的优点。单根合金钢丝抗拉强度Rm≥1400N/mm2，硬度（HV 0.5）≥450，三氯化铁点腐蚀率≤50g/m2，钢丝打结率≥50%，恶劣的海水等环境中耐腐能力小于0.01mm/a的性能优势[3]。

（2）使相互独立的块石构成一个整体，在实施投放前、投放后，将独立的合金钢网石兜吊点（合金钢网石兜的头与头）之间再进行串接并连，形成更大的整体，有了这种整体凝结力后，可以减小对单个块体的重量要求。另外，所构成的整体，具有极高的柔韧性和透水性，一方面以柔克刚可有效地缓解水流的冲击，提高结构本身的抗冲击能力，柔软性整体性能够自动适应和补偿基础的塌陷问题；另一方面结构的柔韧性能够充分密实网兜之间的空隙，从而有效地阻止水流对基础的淘刷，保证堤脚的稳定。网箱本身具有良好的渗透性，不需要另设排水管，排水性能良好，能减少水流对挡土墙内侧造成的静压力，提高挡土墙的稳定性和使用寿命[4]。

（3）装填块石后可直接吊装实施抛投，施工方便快捷，不需特殊技术，只需将石头装入笼子封口即可。适应在深水、浅水施工，也适应干地施工。

（4）合金钢网石兜整体块石方量可根据实际施工环境要求进行定制生产，以最好的性价比为工程节省造价。由于采用整体结构，块石方量相对与散抛块石要少。当水流速较大时，散抛块石极不稳定，容易被水流冲失，需要不断重复抛投，累计抛投费用就相当高，随着使用年限的增加，其综合经济效益将更为可观。另外，可将网石结构折叠起来运输，在工地上装配，节约运输费用。合金钢网石兜可采用河道中的卵石，因此有条件的地方，可就地取材，节省石材的外购和运输费用。合金钢网石兜防护技术可用于水下护坡、护脚，减免围堰及排水费用，简化施工工艺保证施工进度不受水淹的影响，可降低综合费用，整体稳定性好[5]。

（5）结构中块石的空隙为微生物、动植物多样性提供了良好的生存栖息空间，具有良好的生态效应。另外，结构填充石料可选用河道中的鹅卵石，与自然环境协调，实现了防护技术和环保技术的完美统一。

3 施工质量控制

3.1 完善质量管理体系

施工单位应建立健全完善的质量保证体系，建设、监理单位应建立相应的质量检查体系，分别承担工程质量的自检和抽检任务，实行全面质量管理。

3.2 工程实体质量和外观质量控制

生态格网结构防护工程施工质量控制应包括内在质量控制和外观质量控制，并应符合下列规定：①应在每一道工序进行自检、抽检合格后，方可继续下道工序。质量检测部位应有代表性，且应在面上均匀分布，不得随意挑选；②隐蔽工程应会同监理一起检验，或拍照留底；③合金钢网石兜所使用的材料应符合设计有关标准的要求；④施工过程中应进行竖向位移的监测。

4 质量评定

4.1 单元工程项目划分

合金钢网石兜工程项目划分应符合现行行业标准规范《水利水电工程施工质量检验与评定规程》的规定，并结合工程实际、结构特点、施工部署和施工合同要求进行。划分结果应有利于保证施工质量以及施工质量管理。

4.2 单元工程施工质量评定

合金钢网石兜单元工程质量等级评定根据设计中工序质量要求及检测内容进行。

5 工程应用

鉴于富春江治理工程中，堤防加固范围长（共77.456km），且基本上在富春江主流段，部分堤段实施受高潮水位影响严重，常规的修筑围堰进行“干地施工”的方法，成本增加很大，采用网兜抛石固脚等型式可以节省围堰费用。另外，因为护脚护坡范围大，如何选用质量可靠、经济和施工方便的防护方案，显得至关重要，实践证明采用合金钢网石兜技术，可以将分散的块石形成整体，不仅施工方便，而且质量性能得到更好发挥，且相比传统技术达到相同质量目标前提下，需要的块石量少，减少综合成本，该技术在富春江治理工程中得到成功应用。富春江治理工程自2014年开始施工，先后划分20多个施工标段，各标段堤防护坡和固脚方案大多采用合金钢网石兜技术，目前各标段中护坡和固脚分部工程陆续通过了完工验收。在该工程中利用合金钢网石兜的新技术、新材料、施工新工艺，整体抗冲性能明显提高，合金钢网石兜柔性的整体性又能自动补偿和适应基础的塌陷，保证了基础的稳定和安全。另外，本工程涉及堤线77.000km，有10多千米的水下基础建筑（如中柏堤码头等位置）施工，按常规的水利施工方法，需采取修筑围堰创造“干地施工”条件，围堰工程量大，围堰综合费用（包含排水费用）高，采用合金网兜抛石，通过装吊直接用于水下抛石，可以省去围堰的修筑和相应的排水措施。再者，由于采用机械直接现场组装装吊，施工方便，加快工期，综合效益明显。因此，合金钢网石兜技术适应条件广（可用于构筑挡土墙、护坡、护底、堰坝、溪滩治理，抢险等），工程应用前景非常广阔，值得推广，同时需进一步做好该项技术的试验研究和完善提高工作。合金钢网石兜技术处理效果见图1。

图1 合金钢网石兜技术处理效果图

6 结 语

利用合金钢网石兜的新技术、新材料、施工新工艺，整体抗冲性能明显提高，合金钢网石兜柔性的整体性又能自动补偿和适应基础的塌陷，保证了基础的稳定和安全。通过装吊直接用于水下抛石，可以省去围堰的修筑和相应的排水措施，并且由于采用机械直接现场组装装吊，施工方便，加快工期，综合效益明显。因此，合金钢网石兜技术适应条件广（可用于构筑挡土墙、护坡、护底、堰坝、溪滩治理，抢险等），工程应用前景非常广阔，值得推广。

[1] 叶建宏，郑曼克．柔性块体在钱塘江强涌潮地段治险中的应用[J]．中国水利，2001(2)：48．

[2] 郑士元，李彪．合金钢网石兜(箱)、柔性混凝土互连板块在防冲护堤中的应用[J]．浙江水利科技，1999(4)：15- 16．

[3] 郑曼克，郑信芳，杨文明．柔性合金钢网石箱在水闸防冲护底中的应用[J]．浙江水利科技，2007(6)：64- 66．

[4] 郑士元，李彪．合金钢网系列柔性块体在水利工程防护中的应用[J]．浙江水利科技，2000(2)：48- 49．

[5] 王希贤，喻鸿鸣． 合金钢网石兜在蒲潭洋堰坝修复加固工程中的应用 [J]．浙江水利科技，2001(Z1)：83- 84．

TV86

B

1008- 701X(2017)06- 0052-03

10.13641/j.cnki.33- 1162/tv.2017.06.014

2017-02-15

帅 伟(1985- )，男，工程师，硕士，主要从事水利水电工程规划与建设管理工作。E - mail：360578552@qq.com

（责任编辑 姚小槐）