铅丝石笼在青藏高原地区农村公路冲沟防护工程中的设计应用

吕江昆 苏佳园 赵鹏程

摘要：自“十三五”规划以来，国家加大了对西藏自治区基础设施建设的投入，西藏地区农村公路建设工作快速稳步发展。西藏地处青藏高原，修建公路沿线山高坡陡，冲沟极多，地形、地质条件较差，尤其是冲沟地段，岩石风化层较厚，且表层多强风化、全风化。每到雨季，大量风化岩石在地表水的冲刷下，形成碎石、砂，顺水冲向路面，易形成泥石流，造成路基路面损毁、交通瘫痪。冲沟防护是青藏高原地区农村公路设计的重点之一。文章以西藏昌都地区某工程项目为依托，介绍了铅丝石笼在青藏高原地区农村公路冲沟防护工程中的实施情况及效果，亦为该类地区其他冲沟防护工程设计应用提供参考。

关键词：农村公路；青藏高原；铅丝石笼；泥石流；冲沟防护

1 概况

西藏昌都地区地处横断山脉，地形地貌复杂，农村公路要连接乡镇、行政村、学校、集贸市场等，多修建于山岭重丘之间，线路选择与路基防护设计难度较大。沿线路基两侧冲沟极多，沟内淤积物质多为全风化、强风化的碎石、岩屑及粉砂，雨季容易造成堵塞，引发坍塌、滑坡、泥石流等灾害，易造成路基路面损毁、交通瘫痪。然而在农村四级公路设计、施工中，对该问题往往重视不够，可能对冲沟不做治理，或者仅对大型冲沟做针对性防护，如采用边坡防护、浆砌片石支挡、预制管涵排水等防、堵、排措施。此类方法成本较高，工期长，工艺复杂，后期维护要求高，针对项目所在地冲沟数目多、投资金额有限、工期紧张等情况，该类措施无法满足相应项目的整体要求。

在西藏昌都地区某农村公路工程冲沟防护中，采用铅丝石笼技术，同时辅以河道清理，加强沟内排水设施，使防护效果大大提升，有效提高了农村公路设计的精细化与合理化。

2 方案选择

2.1 方案比选

设计中考虑铅丝石笼和拦渣坝两种防护方案，其作用及优缺点如下：

（1）拦渣坝：采用M10浆砌片石砌筑，坝体自重大，强度高，具有较好的抗滑性及抗倾覆性，挡渣及透水效果好；工艺较复杂，工程成本较高，材料的运距及运量大，施工周期长，有可能制约工期，对细粒砂石拦挡效果较差。

（2）铅丝石笼：将片石或卵石填充至铅丝格宾石笼网中，依靠石笼网串联后石块的自重产生挡渣作用。石块间存在大量孔隙，该方法透水性好，可及时排除背面积水，挡渣作用强，工艺相对简单，成型即可见效，施工周期短，成本相对较低，对地基承载力及气候环境要求不高，石笼本身无需养护，可延长防护工程使用寿命；但强度和稳定性相对较差。

通过分析，在中小规模的冲沟中，采用铅丝石笼挡墙防护，局部大规模冲沟，根据设计计算采用针对性方案。

2.2 确定位置

应尽量设置在冲沟收窄部位，以减少工程量，石笼排列方向与沟内水流冲刷方向尽量垂直，亦要考虑地形是否平整开阔、边坡及地基是否稳定，铅丝石笼埋深应不小于0.5m。铅丝石笼挡墙基础范围内应清除表层腐殖土。挡墙与道路之间的场地应进行清渣、整平、压实，并设置向道路方向不小于3%的横坡，使水能自然流入边沟及涵洞中。疏通、扩展水沟，保证雨季不会拥堵。

2.3 设计方案

（1）根據稳定性计算，当拦挡高度H<1.5m时，采用矩形断面，设置单层铅丝笼防护；当拦挡高度1.5m≤H<4m时，采用台阶矩形断面，单个石笼尺寸长1m，高1m，最顶层石笼宽度宜设置为1m，每增加一层加宽0.5m，邻道路方向每层错开布置30cm，层与层之间错缝铺排、上下联结，避免出现贯穿缝，并用钢丝绞合绑扎。当拦挡高度大于4m时，根据设计计算采用其他针对性方案。

（2）格宾网骨架采用Φ12钢筋制作，网面采用Φ2.7低碳钢丝制作，钢丝应做特殊防腐处理，镀层的粘附力应符合EN10223-3标准。低碳钢丝经机器编织成六边形双绞合格宾网，网孔型号8cm×10cm，网面抗拉强度50KN/m，钢丝抗张强度不小于350N/mm。绞合钢丝轴心间距离10cm。格宾网必须由厂家加工成半成品箱笼，确保稳固性及抗拉性。

（3）绑扎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-双圈连续交替绞合。

（4）石料可采用片石或卵石，要求强度等级不小于MU30，不易水解，抗风化硬质岩石，填充空隙率不大于30%，石料粒径以100-300mm为宜。

（5）石料应均匀、整齐有序摆放，分层填充。为保障平整度，靠面板30cm范围内按照干砌石标准进行施工。完成填充后，对铅丝笼进行封盖，铅丝网接缝及盖板处加密绑扎，以防使用中破损。

3 注意事项

（1）铅丝石笼作为一种柔性防护技术，能有效防止高温、冰冻、水流冲刷、地形沉陷等自然因素对结构物的破坏，但其强度较小，抗倾覆及侧滑性能较差，因此必须进行稳定性计算，严格按设计要求施工。

（2）实际施工中针对纵深较长、宽度较大的冲沟，可以配合其他手段综合治理。如施做混合式过水路面、M10浆砌片石拦渣坝等，以提高挡渣及排水能力。

（3）施工完成后应定期巡视养护，及时清理淤积物，保持冲沟内部疏通。

4 结语

西藏昌都地区农村公路建设中采用铅丝石笼进行冲沟防护，工程完工半年后，经过汛期的检验，质量标准达到了设计要求，挡渣及排水效果显著，路面整洁，无冲刷物质流出，铅丝石笼未发生明显变形，达到了预期效果。

该工艺在西藏昌都地区农村公路冲沟防护中的应用，体现了设计工作的精细化、精品化，为构建青藏高原地区的和谐社会、美丽乡村、美丽公路发挥了积极作用。

参考文献

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（作者单位：中交柏嘉工程技术研究院有限公司）