格宾石笼生态河道的规划设计与施工探讨

2018-02-04黄晓鹏

智能城市 2018年1期

黄晓鹏

保山市隆阳区水利电力勘测设计队，云南保山 678000

格宾石笼生态河道对水土保持和生态环境稳定起着重要的作用，同时为国家经济发展和人民生产需求提供了保障。随着社会的进步，我国将可持续化发展作为国家发展的战略目标，旨在促进经济、社会、资源、环境的和谐共荣，格宾石笼具有优良的生态功能，符合时代发展需求，所以其应用前景更加广阔。下面我们将针对格宾石笼生态河道的规划设计和施工进行探讨。

1 简要概述格宾石笼生态河道的内涵

1.1 格宾石笼的概念及历史应用

格宾石笼又称为格宾网，是将经过特殊加工的机械编织的双绞六角形柔性金属网扎成立方体网箱，里面填入适当的石块，石块之间筑土密实，然后绑扎网盖，形成的石笼、石垫整体护面。格宾石笼采用双绞方式将钢丝编织成网状物，增加了强度，提高了安全系数。

两千多年前，李冰父子在都江堰治水工程中曾经使用了竹笼填石法，有效解决了分水鱼嘴和飞沙堰的治理问题，可以称得上中国格宾石笼应用的鼻祖。李冰的竹笼填石法在建筑学上获得了后人高度的评价：重而不陷、击而不反、硬而不刚、散而不乱。由此可见格宾石笼在河道治理方面的应用价值。

1.2 格宾石笼生态河道的工作原理

格宾石笼通常铺设在河堤内侧或者河槽边缘，湍急的河流可以直接冲击石笼，从而起到保护河堤或者河槽的作用，为周边生态环境的稳定提供了条件。而在河流转弯处设置格宾石笼则可以改变河流方向，让河水沿着设计的方向流动，从而确保河流安全，让河流更好的为生产发展服务，格宾石笼生态河道的建设具有积极的现实意义[1]。

1.3 格宾石笼生态河道的优点

格宾石笼在两千多年前就得以应用，可见其应用不受时代科技水平的约束，它有诸多的优良特点，是其他设计方案所不具有的，所以能在河道工程中得到广泛的应用。

现阶段，格宾石笼依然有着广阔的应用空间，下面我们主要对其在河道工程中的优点进行叙述。格宾石笼施工简单、方便，不需要水泥、水、电等物质的协助，不受工程条件的限制；格宾石笼经济要求低，在偏远的山区可就近取材，减少了购买石材、长途运输的费用；格宾石笼抗冲击能力强，最大可承受水流速度约为6m/s，强于普通混凝土和浆砌石等工程结构；格宾石笼结构柔韧性强，具有良好的延展性和适应性，能够确保整体结构的稳定、安全，网状结构不会存在大面积解散的问题；格宾石笼有很好的耐腐蚀性能够承受自然破坏，在水质腐蚀性较强或污染物较多的河道，可包覆抗腐蚀聚氯乙烯树脂作为保护材料，保证金属线不受侵蚀；格宾石笼具有良好的渗透性和生态性，石块本来就取之于自然，再加上石间填充的泥土，有利于植被的附着生长，从而增加了河道的生态功效。格宾石笼施工进度快，工程施工可一次性完成，无需修建围堰，而石笼网由独立的立方体组成，当某个部分出现问题时，只需对这部分立方体进行修复即可，有利于后期维护[2]。

2 浅析格宾石笼生态河道规划设计的要点

2.1 格宾石笼规划设计的基本内容

格宾石笼运用的主要形式有石笼墙护岸、石笼护坡、石笼和石笼墙组合护坡护岸等。通常来讲，用于挡墙防护的格宾石笼厚度不小于0.5m，而用于贴坡防护时的厚度应该在0.2～0.5m之间。常见的格宾石笼布置有贴坡式、阶梯式、重力式等，在规划设计时应该根据工程特点和要求进行选择，必须确保格宾石笼的结构稳定性，而格宾石笼的排数和层数则需要根据稳定性计算来得出。

2.2 格宾石笼设计的基本方法

格宾石笼的规划设计应该根据总体布局需求、地质条件、用地条件、施工条件、功能指标等方面进行，严格执行相关工程规范，最优化断面设计。格宾石笼的设计要选择典型部位初步拟定多种断面结构型式，然后进行正常、非正常的整体稳定性运算，主要包括地基应力、抗倾稳定、抗滑稳定，并且针对单个石笼的抗倾覆、抗滑出进行计算。格宾石笼的设计要不断优化调整，直至符合工程需求为止，完善石笼设计细节，选择最优断面结构型式[3]。

2.3 格宾石笼规划设计的计算规范

格宾石笼的规划设计需要进行整体稳定性计算，当格宾石笼设计为阶梯式、重力式防护布置时，应当进行地基应力、抗倾稳定、抗滑稳定计算，并且需要进行石笼个体的抗倾覆、抗滑出计算，而当格宾石笼设计为贴坡式防护布置时，应当进行沿坡面方向的抗滑稳定计算，并且需要进行石笼个体的抗滑出计算。格宾石笼由于是柔性结构，区别应用于刚性结构的计算指导，暂且没有明确的理论和规范可以参考，在生态河道的规划上主要参考《堤防工程设计规范》以及《水工设计手册第2版第10卷边坡工程与地质灾害防治》进行计算，若有需要也可适当参考《堤防工程手册》和《水工挡土墙设计规范》来规范设计过程。

3 简要梳理格宾石笼生态河道的施工要点

3.1 格宾石笼的基础条件保障

格宾石笼的规划设计完成后，需要进行图纸准备、施工作业指导书、安全技术交底、自检等工作准备，从而保证施工的顺利开展，将施工中的各种问题确保在可控范围内，防止意外情况的发生造成的额外损失。工作人员按照规划设计进行放线，确保格宾石笼生态河道坡面的平整度，将妨碍工程开展的植被进行适当处理，尽量避免大范围的生态破坏。如果开挖断面的土质与勘探报告差异性较大时，应该协同设计、施工、监理等各相关单位进行商讨，重新核定地质情况，并按实际情况申请设计变更，从而确保格宾石笼的施工与规划设计相对应，为标准化施工创造基础条件。

3.2 格宾石笼的基础垫层准备

格宾石笼基础面应该按照《堤防工程施工规范SL260—1998》和设计说明的要求进行压实，满足要求后进行土工布铺设工作，保证土工布铺设的松紧适度、与土密贴。在验收合格后进行碎石垫层铺设，此步骤要严格控制石料粒径、级配、厚度等指标，格宾石笼基础垫层的处理可以有效防止渗流淘刷笼体周围土体产生的破坏，从而保证结构的稳定，增长使用寿命，在基础垫层处理完后可以进行格宾石笼的组装工作[4]。

3.3 格宾石笼的网垫组装工作

格宾石笼由生产厂家按照规划设计需求供货，要严格验收网箱、网垫、扎丝的交付质量，为工程施工清除安全隐患。在具备施工条件后进行组装工作，将网格安装在靠近地面的位置，在坚固的地面上打开，要确保网格折叠部分的平整及笼体和钢丝涂层的完好无损。格宾石笼按照规划设计的标准结合方法和结合距离进行绑扎，保证各单元格连接网隔和相邻单元格之间的边线、角点均有效连接，一般绑扎间隔不超过20cm，相邻网片结合面每平方米绑扎两处。在进行格宾石笼网垫组装时，要确保间隔网垂直于网身，绑扎用的钢丝需要与网身钢丝一致，网身与间隔网四角均要绑扎，交接处使用螺旋形组合丝，相邻框线使用组合钢丝，格宾石笼的网垫组装要严格按照规范要求执行。

3.4 格宾石笼的石料填充要求

格宾石笼的石块填充需要满足规划设计需求，尺寸在90～150mm之间，d50=0.12，石料粒径大于一到两倍网孔，选择30mm以上的小粒石作为密实料，其中含砂量要小于5%，基础、压顶、护砌使用乱石，坡面、墙身使用块石，当填充到1/2的时候，用小粒石进行密实填充，用钢钎插入其中进行搅动，确保石笼空隙不大于5cm，石料之间要相互搭接重叠，石料填充的容重要符合规范要求，并且保证面层石料的平整度。为了减小石块对笼体的断裂破坏，施工中可以加强对填充石料的要求，比如表面光滑、耐久性好、抗风化等，力求格宾石笼美观平整。