浅析格宾网生态护岸技术
——以安仁县金湘河治理工程为例
2020-04-28李才成李朝刚
李才成,李朝刚
(1. 安仁县水利局建管中心,湖南 安仁 423600;2. 怀化市水利电力咨询监理有限公司,湖南 怀化 418000)
1 工程简介
湖南郴州安仁县金湘河治理工程位于安仁县金紫仙镇,金湘河是安仁县最大的河流—永乐江的支流莲花江的源头,发源于安仁县最高峰金紫仙(海拔1 382 m),流经湘湾村、潭湾村,汇入莲花江,属山区地貌,境内山谷南高北低,河流局部迂回曲折,呈不规则的“S”状。地层表层多为第四系覆盖,基底岩石为奥陶系下统白水溪(o1b)砂岩。河中砂卵石丰富,就地取材,采用格宾网护岸技术,治理效果不错,群众反响较好,2019 年还经受了“7.7”特大洪灾的洗礼,安然无恙。中小河流治理项目的关键环节是护岸工程,安仁县中小河流的护岸工程主要形式有混凝土和钢筋混凝土护岸、浆砌石护岸、混凝土预制块护坡、格宾网护岸。相较于传统的护岸形式,格宾网护岸是一种新兴的护岸形式,下面根据多年来的项目管理实践,对格宾网护岸技术进行浅析。
2 格宾网护岸的优缺点
格宾网是用金属线材编织的双绞六角形网制成的网箱结构,较薄的一种网箱称为格宾护垫,也称雷诺护垫,高度一般在20~30 cm;较厚的一种网箱叫格宾网箱,高度一般在50 cm。格宾网护岸缺点主要是容易存积柴草垃圾,影响美观。优点很多,主要如下:
1)格宾网护岸抗冲刷和冲击能力较强。格宾网是用特制的防腐防锈、高延展性碳钢丝制成,格宾网护岸内填石块有一定移动空间,网与网连成一个整体,平衡性较强,可承受较高流速的冲击。
2)格宾网护岸建筑成本较低,施工便捷。格宾网护岸由网箱和石块填充而成,填充石块只要有一定抗冲击抗风化性即可,相比混凝土护岸、浆砌石护岸,建筑成本显然较低;普通工人经过简单培训即可迅速作业,施工操作便捷,效率高。
3)格宾网护岸是一种生态护岸工程措施。绿水青山就是金山银山,当今时代对生态环境的保护意识日渐提高,一个工程不仅要安全、实用、经济,还要生态环保,而格宾网护岸可符合这些要求,其空隙可积存土壤,加上水自由流动,有利于植物和鱼虾的生存繁衍,增强了水体的自我净化能力,有利于生态的保护和发展。
4)格宾网护岸透水性好,可大大减小护岸的土压力,从而有利于护岸的稳定性。
5)能适应砂卵石等基础的不均匀沉陷,格宾网护岸不同于混凝土结构的刚性,它具有一定的弯曲变形适应能力,当地基出现沉陷变形时,网内会形成一种相互交错拉紧挤压的状态,从而增强自身稳定性。
3 格宾网护岸的材料选择
1)编织格宾网的钢丝对护岸的结构安全性至关重要。一种是高尔凡钢丝,即锌-5%铝-混合稀土合金钢丝,这是近年来国际新兴的材料,耐腐蚀性是传统纯镀锌钢丝的3 倍以上,钢丝的直径1.0~3.0 mm,抗拉强度不小于1 380 MPa。另一种是锌-5%-铝-混合稀土合金钢丝包塑,即在锌-5%-铝-混合稀土合金钢丝的表面外包一层PVC 保护层,这层PVC 保护层能使钢丝在高污染环境中不易腐蚀,还可通过不同颜色的选择,使其能和周围环境融合。
2)格宾网内填充料可选用块石或碎石,填充石料应质地均匀,为新鲜或弱微风化岩石,格宾护垫填充料的粒径应在5 cm 以上,格宾网填充料粒径应有80%以上大于网孔孔径,剩下选用级配合适的碎石填充,填充物及网箱容重不小于1.8 t/m3。
3)格宾网的技术参数如表1、表2,工艺示意如图1。
表1 双隔板格宾护垫技术参数表
表2 格宾网箱技术参数表
图1 格宾护坡工艺示意图
4 格宾护垫的施工要点
1)坡面平整。格宾护垫一般护坡或护底,先按设计要求削坡,平整坡面,使基础面平整密实,不要有明显的凸起和凹陷。
2)格宾护垫的组装(图2)
①格宾护垫的单个组装。单个组装编制过程要在平整、硬实的场地上作业。采取两人一组的方式首先展开一个折叠的网面,由一人一端辅助牵引,另一人用脚向前向下用力踩踏的方式依次顺折痕方向分步展开。立起各双隔板及相邻的边板以及两端板,将端板和隔板网面两端的边缘钢丝延长,两端固定在两边板的边缘钢丝上并进行点扎,此过程要确保雷诺护垫上部边缘在同一小平面上,所有隔板、边板及端板均应垂直于底部网面。组装雷诺护垫的原则:应形状规则,结合牢固,所有竖直面板的上边缘在同一水平面上。
②格宾护垫的安置、复合组装。岸坡土方回填经人工平整、检验合格后即可安置护垫,注意隔板应平行或垂直于水流方向。在施工过程中由于坡面较陡容易引起护垫整体下滑,在坡顶应设置固定桩予以固定。相邻护垫单元用点扎进行联接,防止相邻单元间留有缝隙,应把雷诺护垫依次排开并安装到位后方可进行装填。
③石料装填。填石采用块石或卵石,要求强度等级不小于Mu30,填充空隙率小于30%,填石粒径以70~150 mm 为宜。可根据当地实际情况采用粒径分筛、符合设计要求的河卵石进行充填。装填方式采用人工加溜槽方式或半人工半机械化方式,从坡底往坡顶方向进行装填。逐格往坡顶方向装填,避免由于没装填满露出隔板而造成隔板弯曲,同时为了避免单边装填所引起的顺坡方向的边板往两边弯曲变形,边板两边的石头同时进行装填,雷诺护垫护坡宜选择粒径较大,表面平整的卵石进行摆放,并且摆放要平整,密实。
图2 格宾护垫结构部件图
④盖板绞合作业。在对雷诺护垫进行封盖施工之前,需对装填时造成弯曲的隔板进行校正,对已装填的石头进行平整。最终确保所有横向、纵向边缘在同一直线上、坡面平整、不存在凹陷、凸起现象;铺上盖板,用剪好的1.3 m 长的钢丝将盖子边缘与边板边缘、盖板与隔板上边缘绞合在一起;其中,靠在一起的边板边缘以及盖板边缘一起绞合(有4 条边);绞合时每间隔大约15 cm 单、双圈间隔绞,并且每根剪断钢丝绞合长度不超过1 m(一般绞合1 m 长边缘用1.3 m 长钢丝)。
5 格宾网箱的施工要点(图3)
图3 格宾构件部件图
1)铺设格宾网箱前,先人工将地基清理、平整,使基础平整密实,入土深度和轮廓线长宽符合设计要求。如遇软弱地基要另作处理,使地基承载力符合设计要求。
2)铺设网箱时,应从坡下往坡上依次进行,要确保网箱底边与护坡基础严密靠拢。网箱组合步骤:将四边立起,用绑线将相邻边沿锁紧,绑锁时,将绑线围绕两条重合的框线(缝合边棱时)或框线与网笼的双扭结边(缝合格栅时)螺旋状扭紧,避免重镀锌损伤,螺距不大于50 mm。
3) 当在已完成的底层格宾网箱上面安装格宾网时,应用绑线沿新装格宾网下部边框将其固定在底层的石笼网上,同一层相邻的格宾网也应用绑线相互系牢,使上下格宾网连成一体。
4)在护坡同一水平层施工时, 应将格宾网箱全部就位后再开始填充卵石,为了防止格宾网箱变形,相邻两个格宾网(包括同一格宾网的相邻格室)的填石高差不应大于35 cm。
5) 用于填装网笼的石块宜选择抗风化坚硬石块,小石块要满足不能溜出网眼为准,网笼内石块要摆砌平整,网露面要美观平整,石块间填装密实,保证格宾网结构的直线外形。
6)格宾网内填满石料后即将顶盖盖下,然后用绑线将两条重合的框线螺旋状扭紧,螺距不应大于50mm。
7)要保证砌好的格宾护坡结构高出设计水位,为自然沉降留有余地,边砌坡表边铺碎石过滤层,在砌筑好的格宾护坡体上铺填10~15 cm 的腐植土,以便植被生长。
8)格宾网护坡安装还要求:
①稳定:格宾网装填好石块后必须要稳定,石块大面朝下,人工适当敲击、摇动,使其平稳。
②连接:格宾网上下左右绑扎瞄固连接绑紧。
③错缝:同一砌筑层内,相邻网箱应错缝摆砌筑,避免出现顺向通缝。上下网箱也应错缝搭接,避免出现竖向通缝。
6 结 语
格宾网在护岸工程中的应用颠覆了传统的浆砌石或混凝土护坡型式,其生态环保的特点符合国人的需求,弥补了传统护坡护岸方式的缺点,另外其施工较为简单、工期短的特点也受到人们的广泛好评,渐渐成为中小河流治理普遍采用的技术,值得推广。