格宾与雷诺在沅陵县马底驿护岸工程中的研究分析

【摘要】简略介绍牧马溪流域概况及马底驿护岸布置，并通过型式比选，选用格宾与雷诺护坡进行河道防护，适应了牧马溪河流特性，相比浆砌石等其他刚性护岸结构，具有投资省、适用性强、便于施工的特点，是一种近些年来运用于水利、交通、市政等工程项目中的新型材料结构。是一项主要用于堤防、路基防护的新技术。可广泛应用于山区河流护岸工程的整治。

【关键词】护岸工程；方案比选；格宾雷诺

1、基本情况

牧马溪[1]发源于沅陵县境内王尖界，流经沅陵县境内上苍溪、上道坪、东湖溪、塘口、小溪坪，从两河口汇入怡溪，从怡溪口汇入沅水，是典型河流。流域内总人口8.204万人，其中农业人口7.986万人，人口总数占全县总人口的12.2%，人口密度221人/km2。

自1949年解放以来累计发生洪灾56次，给流域内人民生命财产造成极大损失，大量的农田被淹没，不少房屋被冲毁。流域无系统治理规划，缺乏完整、连续的防洪护岸设施，只在局部地段进行了小规模的整治，以保护农田为主，但经多年运行，护脚淘蚀严重。其余大部分河段岸坡缺乏有效保护，防洪标准低，岸坡崩塌、河岸附近农田被冲蚀。

马底驿防洪护岸工程的洪水设计标准为10年一遇，其主要建筑物等级为5级，次要建筑物与临时建筑物等级为5级。工程治理河段总长9119m，其中堤防护岸总长12286.5m，采取部分河道全断面防护和单侧护岸形式进行整治。工程实施后，可保护人口6919人，有效保护房屋669栋、农田6030亩，可提高工程所在地的防洪抗汛能力，有效保护当地人民群众的生命财产安全。

2、工程总体布置

2.1 护岸布置原则

马底驿防洪护岸工程总布置方案治导线布置主要从以下几个方面进行考虑：（1）充分考虑河道的自然演变，结合河道平面位置变化情况，统筹兼顾上下游、左右岸，对原河岸不做大的调整，保持原河势流态，修整局部堤防不顺畅之处，使堤防平缓连接，并与大洪水的主流线大致平行，以利行洪；（2）根据河道地形及需要保护的范围，合理地确定治导线的位置及河道整治宽度。河道整治宽度不宜太窄，满足河道行洪要求，避免束缩水流加大流速、冲刷两岸护岸。尽量少抬升原河道的水面线，并充分利用有利地质、地形条件，尽量减少地基处理、土方填筑、占地及房屋拆迁；（3）护岸在保证稳定、安全的前提下，尽量利用当地材料，力求经济、美观[2]。

2.2 岸线确定

流域内两岸基本无堤防保护，堤距确定遵循上下游及左右两岸统筹兼顾考虑，结合当地社会经济的发展，考虑现有水文资料系列的局限性，滩区长期的滞洪、淤积以及生态环境保护等，留有适当的余地。按照上下游河道行洪断面基本一致，尽量少抬升原河道的水面线，满足《防洪法》和《河道管理条例》的要求。

根据现状河道断面实测资料，结合河势变化、沿河两岸地形条件，在不增高洪水水面线很多且满足行洪条件及护岸稳定的前提下，为减少工程占地及房屋拆迁，降低工程造价。牧马溪河道治理岸线基本上沿现河岸走向，与大洪水的主流线大致平行，对沿岸阻碍行洪的地段适当进行裁弯取直，使河堤修建后的河岸平顺（平面布置见图1）。

3、工程护岸方式

3.1 护岸材料选取

河道砂卵石储量丰富，河床覆盖物主要为砂卵砾石及碎砾砂层，根据地质报告，砂卵砾石按砾径分：10～40cm占 28%，5～10cm 占 23%，1～5cm 占 31%，﹤1cm 占 18%。按照就近取材，經济合理原则，结合地形地质条件，选取河床卵砾石做为河道护岸材料。

3.2 护岸型式选择

（1） 传统护坡护岸

传统的河道护坡护岸型式主要有浆砌或干砌块石、现浇混凝土、预制混凝土块等型式，主要侧重于河道行洪、排涝基本功能，对环境、生态的影响考虑较少，而实际上这些工程建成后（特别是全断面护砌的结构）对环境和生态的负面影响比较大，主要表现在以下几方面：

①对生态环境的影响

传统的护坡和护岸结构用一层坚硬的砼或砌石结构隔绝了生物和微生物与大地的接触，相当长的时间内使河道中的生物和微生物失去了赖以生存的环境，致使河道天然的自净能力降低，若河道护坡和护岸结构采用了全断面护砌的结构，其后果更加严重。

②对人类活动环境的影响

传统的护坡和护岸结构对天然河道的水质和水环境会产生负面影响，在这种结构保护下的河道远离了生活在其附近的人，亲水场所遭到破坏，河道也因之失去了灵气和精神。

③对景观环境的影响

传统的护坡和护岸岸坡规整划一，虽然有整洁美，但其上水生生物和植物难以生长，违背了现代人们追求的回归自然、返璞归真的需要，与周围环境及田园风光不相协调，而且一旦这些结构遭到破坏以后，就更显得斑斑驳驳、破乱不堪，影响河道的容貌。

图1 牧马溪护岸工程平面布置图

（2） 生态护坡护岸

生态护坡护岸是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工护岸，它拥有渗透性的河床与河岸基底，可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节功能，能恢复被破坏的自然生态环境，同时又能满足对岸坡稳定的要求。生态护坡护岸应是“既满足河道体系的防护标准，又有利于河道系统恢复生态平衡”的系统工程，能充分体现 “人与自然和环境协调发展”理念，生态护坡护岸的特点如下：

①利用自然材料构建稳定的岸坡，能满足河道“泻洪、排涝、蓄水、引清”等基本功能要求。

②滞洪补枯、调节水位

生态护坡护岸能形成一种“可渗透性”的界面，丰水期河水向堤岸外的地下水层渗透储存，缓解洪灾，枯水期地下水通过堤岸反渗入河，起着滞洪补枯、调节水位的作用。另外，生态护岸上的大量植被也有涵蓄水分的作用。

③保护和建立丰富的生态系统

生态护坡护岸能为水生物和微生物及岸上植物等创造良好栖息地和生存环境，与岸边绿地、树林之间形成水、绿网络，营造和重建多种多样、丰富的环境条件，形成丰富、稳定的生态系统，河流的自净作用也有所提高。

④形成优美的风景

生态护坡护岸不仅可以与周围环境形成相协调的河道景观，而且可以通过保护和建立丰富的生态系统，营造和恢复河水清澈见底、鱼虾涸游、水草茂盛的自然生态景观。

通过护岸形式比较，格宾+雷诺护坡比浆砌石护岸具有：①施工比较方便，施工难度相对较小；②整体性好，抗冲刷能力强，适应不均匀沉陷；③工程投资较浆砌石低。经过综合比选，选用格宾护脚+雷诺护岸作为本项目护坡方案。（典型工程段护岸形式投资对比见表1，，典型设计断面见图 2）

4、技术要求

（1）技术参数

①格宾与雷诺护垫是将低碳钢丝经机器编制而成的双绞合六边形金属网格组合的工程构件，在构件中填石构成主要用于冲刷防护的结构。

②格宾网箱规格采用 1m×1m×0.3m，雷诺护垫规格为2×0.17。钢丝镀高尔凡防腐处理，隔板为双隔板，除盖板外，底板、隔板、边板、端板间均不可分割；长度、宽度厚度公差为±5%，厚度公差±10%；网孔规格为6×8，网面抗拉强度30KN/m，雷诺护垫供货单位需提供由中国国家认证认可监督管理委员会认证的检测单位出具的网面抗拉强度检测报告。

③钢丝标准及技术参数：钢丝抗拉强度350～550N/mm2， 未经拉伸钢丝的延伸率不能低于12%（经过拉伸加工的成品钢丝延伸率不能低于7%）；网面钢丝直径φ2.0 mm，公差±0.05 mm，最小镀层量为215 g/m2；为加强构件刚度，钢丝面板边端采用直径为φ2.7 mm的端丝，镀层钢丝公差±0.06mm，最小镀层量为245g/m2；绑扎钢丝直径φ2.2 mm，公差±0.06 mm，最小镀层量为230 g/m2。

④镀层附着性要求：镀高尔凡层附着力检验采用缠绕试验方法，并应达到如下标准，当镀高尔凡钢丝绕相当于自身直径2倍的芯轴紧密缠绕6圈时，用手指摩擦钢丝，其镀层不会剥落或开裂。

⑤端丝缠绕标准：网面裁剪后末端与端丝的联接处是整个结构的薄弱环节，为加强网面与端丝的连接强度，需采用专业的翻边机将网面钢丝缠绕在端丝上≥2.5圈，不能用手工绞。

⑥ 绞边技术要求：钢丝必须采用与网面钢丝一样材质的钢丝，为保证联接强度需严格按照间隔10～15cm单圈-双圈交替绞合。

（2）装填石料要求

① 填充采用卵石，雷诺护垫要求石料粒径D75～150mm为宜，要求石料质地坚硬，强度等级MU30，比重不低于2.5t/m3，遇水不宜分解后水解，抗风化。

② 薄片、条状等形状的石料不宜采用。风化岩石、泥岩等不得用作填充石料。

（3）土工布要求

聚酯长纤无纺布，最大拉伸纵向11kN/m，横向8kN/m；抗顶破强度1.8kN；握持强力纵向620N，横向540N；梯形撕裂强度纵向208N，横向230N。

5、结语

牧马溪河道治理工程于2011年10月15日开工，2012年11月10日完工。到2017年底经过6年汛期考验，工程运行正常。格宾与雷诺作为新工艺、新技术、新材料的新型格网结构，已成功地应用于水利工程、路基工程中。比传统混凝土、浆砌石等刚性结构有其自身的优点，因其施工简便、适应变形、适用各种复杂地形、地貌和地质条件，因此已经成为保护河道、治理滑坡等工程治理方案的首选结构型式，近些年得到了广泛应用。

参考文献：

[1]《湖南省沅陵县马底驿防洪護岸工程初步设计报告》[S].

[2]《堤防工程设计规范》[S].

作者简介：王荣健（1962—），男，湖南沅陵人，工程师，从事水利工程建设与管理工作