雷诺护垫在南川河治理工程中的应用及其单价分析

2018-03-27梅占敏张淑鹏尹志洋

水利水电工程设计 2018年1期

梅占敏张淑鹏尹志洋

水利工程传统的护坡方式主要有以下几种：干砌块石、浆砌块石、混凝土预制块、现浇混凝土等。这些护坡型式在结构稳定性、水土保持以及防涝等方面取得了较好的效果。但其缺点是适应地基变形能力弱，在基础发生不均匀沉降时容易开裂；另外这些结构隔断了水体的自由交换，表面不可绿化，生态效果差。

近年来，随着我国经济的发展，对工程环保的要求也随之增高，国内很多水利工程开始尝试应用新型的生态护坡型式，其中有一种在国外已经有上百年成功应用于工程护坡的结构——雷诺护垫生态护坡得到了业界的广泛认可。这种结构的特点是柔性、透水性、整体性、环保性等。由于这种结构的优越性能，目前在国内各省市已经开始应用和推广，取得了很好的技术经济效益。

1 应用

1.1 工程概况

南川河综合治理工程位于青海省西宁市内，主要任务是对南川河长约7.9 km的河段（大南川水库引水口至谢家寨桥段）进行河道疏挖，并进行生态护坡防护，使新建防洪工程与下游已建防洪工程衔接，形成南川河完善的防洪体系，修复南川河河川生态廊道，减少上游河道水体中的污染物及泥沙含量，减轻下游工程的处理压力，实现土地和水资源的可持续利用。其工作内容主要包括：

（1）南川河河道疏挖：疏挖宽度5～15 m，疏挖边坡1∶3，疏挖后的河道基本与上、下游已治理段的河道主槽相衔接。

（2）对南川河边坡进行生态防护。

（3）马家滩支沟。沟口治理段70 m，采用梯形断面，河底宽8m，边坡1∶3，纵坡为2%，下挖深度2.18～2.25 m。100年一遇流量时，马家滩支沟水深1.51 m，流速4.5 m/s。

1.2 生态护坡型式比选

工程区地层岩性较单一，除表层多为耕植土外，河床、漫滩地层岩性均为砂卵砾石层，因此，考虑堤坡稳定，河堤边坡采用1∶3。

根据工程布置及地理位置，结合河道土质差及水位变动大等情况，考虑到西宁市冬季寒冷干燥，全年温差变化较大等特点，从工程安全、抗冲性能、生态环保、自然美观等方面出发，河道护坡选择了雷诺护垫护坡、抛石护坡、生态砖护坡三种型式进行比选。

1.2.1 雷诺护垫护坡

雷诺护垫，因其最先应用是在意大利的雷诺河而得名雷诺护垫，也叫石笼护垫，格宾护垫，是以双绞合六边形金属网面为筋材，内置块石，厚度远小于长度和宽度的垫形工程构件，类似于传统的铅丝笼块石。由于雷诺护垫采用高强度机编双绞合钢丝代替常规钢丝笼，增强了结构抗拉能力及整体稳定性。目前，国内生产的单个雷诺护垫规格为长3～6 m、宽2 m、厚0.15～0.3 m，填石粒径为75～150 mm，抗冲流速3～6 m/s。

主要优点：施工简单，整体性较好，抗冲能力较强；对填充石料质量要求不高，能适应一定程度的不均匀沉陷及水流局部冲刷导致的局部沉陷，对地形适应性好，抗变形能力较强；护垫填石使该结构具有强透水性，块石空隙能为河流中的鱼类及其他水生物提供栖息环境；在结构表面结合水位变动情况配置不同植物，自然景观的效果最佳；施工速度快，不受气候影响，对当地环境扰动小，有利于水下生物生长发育；雷诺护垫钢丝采用重镀高尔凡覆塑方式进行防蚀处理，具有较强的耐久性能；工程造价适中。

主要缺点：有可能因填石位移引起护垫变形，造成钢丝破坏，填石散失。

1.2.2 抛石护坡

抛石护坡施工简单，能适应河床变形，保护河岸土体抵御冲刷侵蚀，工程造价较低，应用最为广泛。

主要优点：当坡面局部损坏走石时，能自动调整弥合。在块石间隙扦插活枝条或木桩，可依靠自然修复力，在抛石缝隙间形成野生植被。块石空隙还可为鱼类和其他野生动植物提供多样性的栖息地环境。

主要缺点：抛石护坡整体性和美观性较差，被人为破坏的可能性较大，需经常维护。

1.2.3 生态砖护坡

生态砖是由水泥、粗骨料胶结而成的无砂大孔隙混凝土制成的岸坡防护块体，在块体空隙中充填腐殖土、种子、缓释肥料和保水剂等混合材料，类似于混凝土连锁板。生态砖常和鱼巢砖组合应用，鱼巢砖是从鱼类产卵发育需求出发，由普通混凝土制成，这两种砖结构相似。生态砖护坡结构是由生态砖、鱼巢砖分单元铰接而成的连锁结构。

主要优点：生态砖护坡施工简单，对坡面的适应能力较好，抗冲刷能力较强；鱼巢砖可为鱼类及其他水生物提供产卵栖息地；生态砖具有多孔透水性，适合植物生长发育；在生态砖的孔隙中配置植被，可形成自然坡面，改善环境；植物根系通过孔隙扎根到土体中，可提高土体的整体稳定性。

主要缺点：一旦个别块体被破坏，将可能引起整体结构的不稳定；工程造价相对较高。

从以上比较可以看出，雷诺护垫护坡抵御洪水冲刷的性能优于生态砖护坡，保护河岸边坡稳定和生态景观效果优于抛石护坡，从城市河道防洪、生态、景观出发，设计选用雷诺护垫护坡。

沿南川河河槽坡面设雷诺护垫护坡至坡脚。为防止水流淘刷，坡脚设6 m宽雷诺护垫护底，护砌顶部高程与滩面齐平。护坡采用30 cm厚雷诺护垫，下设1层土工布起反滤作用。马家滩支沟采用全断面雷诺护垫防护。

2 雷诺护垫单价分析

由于雷诺护垫在国内应用时间不长，现行定额中没有此子目。雷诺护垫下面以本工程设计选用3 m×2 m×0.3 m型式为例，以m2作为定额单位，根据工程实施经验，分析这一规格的雷诺护垫概算定额及单价，供大家参考。

2.1 人工

根据统计，一般施工条件下，在机械配合下，每个工人每天工作8 h，可以完成的雷诺护垫施工面积为10.8 m2；劳动定额与预算定额的水平差异系数取1.05，概算定额比预算定额的扩大系数取1.03；工长∶中级工∶初级工用工数量比例按2∶30∶68考虑。计算出定额所需人工分别为：工长1.6工时/（100 m2），中级工24工时/（100 m2），初级工54.4工时/（100 m2）。

工程为河道治理项目，位于青海省西宁市湟中县，为三类区，所以取河道工程三类区人工标准，对应工长、中级工、初级工人工预算单价分别为：8.52元/工时、6.66元/工时、4.76元/工时。

2.2 材料

（1）块石：参照水利水总[2002]116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》“九-3铅丝石笼”，块石损耗系数按0.13考虑。计算出定额块石用量为33.9 m3/（100 m2）。

（2）雷诺护垫网片：用量按实际消耗量计算。对于3 m×2 m×0.3 m型护垫，为了增强护垫支撑，避免填石时变形，在护垫内部沿长度方向，每隔1 m要加1个间隔网片，共需加两个网片，材质与护垫相同。整个护垫展开面积为16.2m2，折算为定额用量为270 m2/（100 m2）。

（3）其他材料费：连接网片的钢丝等材料，按主要材料的1%计算。

2.3 机械

向护垫内填块石的主要机械是1 m3挖掘机，辅助机械为88 kW推土机。根据水利水总[2002]116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》“二-34 1 m3挖掘机装石渣汽车运输”定额及定额计算公式推导，1 m3挖掘机装石渣工效为 2.56～2.82台时/（100 m3）；本定额按 2.7台时/（100 m3）考虑。定额所需挖掘机台时为0.92台时/（100 m2）。推土机配合挖掘机工作，工作时间按挖掘机的一半考虑，为0.46台时/（100 m2）。

经过雷诺单价分析可知，本工程雷诺护垫概算单价为112.98元/m2。对于其他工程而言，不同的护垫型式、不同的施工条件、不同的基础价格，会导致工程单价有所不同。