格宾石笼在信阳市浉河防洪整治工程中的应用

单 辉

（信阳市南湾水库管理局，河南 信阳 464000）

国家经济发展、居民生活水平提升，提高了对河道治理水平的要求。朱焱峰等[1]以上海崇明区河道治理工程为例，研究生态河道治理设计与应用；叶宇潜[2]以永和河流域河道治理工程为例，认为生态修复理念在河道治理工程中应当得到推广；佟志涛[3]从4个方面分析了3种生态防护工程的治理效果，通过选取多个指标，评价防护效果；马振伟[4]以膘尔托阔依河为例，对河道防洪治理工程设计进行研究；王桂娟[5]以饮马河为例，通过方案比选，确定直斜式复合堤型为河道治理堤型。本文针对信阳市浉河洪涝频繁问题，实施浉河南湾乡段的防洪整治，探讨分析格宾石笼在河道治理中的应用。

1 工程概况

浉河位于信阳市南湾乡，历史上洪水频发，平均1年～2年遇到一次洪水灾害，70多年来较大的洪水包括1968年洪水和1982年洪水，造成了严重的损失，洪水过境将影响面积约1.2×103km2，因此针对浉河进行防洪整治是十分必要的。本次防洪整治工程规划治理长度6.0 km，防洪治理标准50年一遇，工程任务以河岸防护为主，通过河道清淤、新建堤防等工程措施，与已建堤防形成封闭的防洪体系，以满足50年一遇防洪要求。由于河道两岸地质条件普遍较差,，河道治理过程中的主要问题如下：①河床、河岸冲刷淘蚀问题；②地基不均匀沉降问题。

2 防洪整治工程设计

2.1 河道整治水面线推求

浉河天然河道水面线糙率取0.045，长滩河天然河道水面线糙率取0.05。水面线计算中的另一参数水面比降直接采用2014年洪水水面线的水面比降。

由于河道整治和防洪堤的修筑，一定程度上改变了河道的天然状态，河流的水力条件得到了一定的改善。经对各断面在50年一遇天然水面线高程时湿周在整治前后的变化情况来看，在50年一遇天然水面线高程时，整治前后因为河道整治（修堤）受影响的湿周为原河道湿周的15%左右，因此在干流水面线计算中对糙率的均在0.043左右，支流采用0.047左右，比天然河道的糙率有一定的变化，设计洪水水面线采用伯努利方程式进行计算，计算结果见表1。

表1 浉河整治河段设计水面线成果表 单位：m

2.2 防护堤结构方案比选

1）方案一：格宾石笼防护堤

临水侧防护堤坡比为1∶1.75，河床以上设计格宾石笼防护厚度为0.30 m，防护结构垫层采用0.30 m厚的砂砾石，砂砾粒径在1.5 mm～30 mm范围内，粒径应均匀。设计防护堤基础开挖深度为2.0 m，开挖边坡坡比为：1∶2。河床与边坡一样均采用格宾石笼处理。

2）方案二：C20混凝土防护堤

使用现浇混凝土作为河道防护堤衬砌材料，设计护坡开挖断面坡比为1∶1.5，基础边坡开挖坡比为1∶1.75。设计河床以上混凝土衬砌厚度为0.20 m，C20混凝土以下部位铺设0.60 m厚的砂砾石垫层。平行水流方向每间隔5.0 m设置一道伸缩缝。

3）方案对比

两种方案综合对比结果见表2。

表2 不同防护堤方案比选

通过上述分析，结合表2两种方案综合情况对比分析以及结合浉河治理工程实际投资情况，格宾石笼工程投资低，适应不均匀沉降能力较强，因此选择格宾石笼作为河道治理防护堤方案。

3 格宾石笼施工工艺

3.1 施工流程

格宾石笼在河道防洪治理工程中，采用施工工艺流程：测量定位—开挖施工—反滤层铺设—格宾安装—石料装填—封填。

3.2 施工工艺

3.2.1 护基施工

①根据设计图纸准，使用专业的测量人员准确定位挡墙设计位置，确定挡墙基础标高，确定开挖放线。②使用人工配合机械开挖基础，废渣可直接按照要求堆放至弃渣场。③开挖完工后，需按要求平整、清理开挖面，保证开挖面是平整且没有杂物。④根据设计要求铺设反滤层（土工布、砂砾石）。⑤安装、连接格宾。为方便运输，可在施工现场拼接格宾，在格宾网边缘，间隔0.5 m使用单股铅丝固定格宾网，尤其需要提高垂直水流方向格宾网的绑扎质量，避免在水流冲刷作用下格宾石笼结构破坏，连接过程中，应严格控制石笼隔板为竖直的，从而保证结构的稳定性以及后期使用的耐久性。⑥装填石料前，使用钢管和木方加固格宾网，避免石料过程中造成格宾石笼变形破坏，从而影响结构稳定性和使用耐久性。⑦装填石料。格宾网边缘应选择结构完整的块石装填，提高格宾石笼的抗冲刷能力，格宾石笼内部选择可装填块碎石，保证石料充分充填。即将完成块石装填时，应由人工检查，保证平整度，块石面高于侧挡板2.0 cm～3.0 cm较为适宜。⑧封盖。格宾网填充石料顶部修整平整后，方可进行封盖施工，在每端的相邻节点使用封盖夹固定，间隔0.25 m使用与格宾网同规格钢筋绑扎加固[6～9]。

3.2.2 护坡施工

①使用机械按照1∶1.75的坡比开挖边坡，并平整边坡，清除坡面杂物。②铺设土工布。通过铺设土工布实现提高格宾石笼的加固、排水等效果的作用。从河道上游至下游，按照垂直河道水流方向铺设，土工布铺设需预留足够的变形量，同时需要保证铺设平整度，搭接长度在0.2 m～0.3 m之间较为适宜。③铺设垫层。根据设计要求选择合适的砾石作为垫层材料，厚度为0.30 m。河岸开挖平整验收合格后，即可开始铺设垫层工序，首先将粗砾均匀铺设在河岸斜面，为保证垫层平整度，可由人工、机械进行多次夯实。在堆填石料时需要格外注意保护土工布，避免破坏土工布影响土工布排水、加固作用。④护坡格宾网安装。与护基格宾网安装一样，采用现场组装方式安装格宾网，中间隔网与网身垂直相交，与护基不同的是，间隔0.25 m采用双股钢丝绑扎。⑤装填石料。主要施工工艺与护基一致，填料顺序为从下至上、水平上升的方式装填。⑥封盖施工与护基一致，此处不再赘述。

3.2.3 格宾石笼施工要点

①垫层铺设时，应避免破坏土工布。②装填格宾网的石料，需要严格按照设计要求选取。③护坡石料装填时，避免仅填充单个格宾笼，且不能一次填满。④格宾网箱长度误差控制在±3%、宽度±3%、高度±5%。⑤在施工过程中，应严格控制施工质量，及时检查及时修正。

4 结论

结合浉河防洪整治工程，通过理论计算获取河道水位线，对2种河道堤防结构进行对比，选择格宾石笼作为河道治理结构，具有适应不均匀变形能力强的特点，同时经济、环保,具有显著的经济和生态效益。