贴坡式格宾网块石护坡在中小河流治理工程中的应用
2020-12-18张毓娟
张毓娟
(甘肃省庄浪县水务局,甘肃庄浪744699)
1 自然概况
庄浪县位于甘肃省东部、六盘山西麓,甘(肃)宁(夏)两省(区)交汇处,东邻华亭,南与张家川、秦安毗邻,西接静宁,北与隆德、泾源接壤。全县辖18 个乡(镇)、293 个村、1 521 个社。总面积 1 553 km2,总户数9.87 万户,总人口43 万人。全县共有耕地6.13万hm2,人均0.14 hm2。人多地少,干旱多灾,资源贫乏,是国家扶贫开发工作重点县之一。庄浪县属黄土高原沟壑区,境内海拔1 405~2 857 m,地势由西北向东南倾斜,东高西低,境内梁峁起伏,沟壑纵横,破碎塬区和河谷川区分布面积较广。由于黄土高原地壳大面积间歇性扩升的影响以及黄土本身的结构特性和流水、重力等应力作用,形成了河谷川地、沟壑山地和残原三大地貌形态。区域地貌景观呈现出以六盘山为主峰的陇山山脉,黄土高原树枝沟壑地貌及川—原相间的典型地貌特征。庄浪河属葫芦河一级支流,渭河二级支流,古称方城川水,发源于宁夏回族自治区隆德县奠安乡境内六盘山西麓的大漫湾,在庄浪县岳堡乡张家湾流入县境内,依次流经岳堡乡、南湖镇、卧龙乡,沿途汇集了东沟水、寺沟岔水、乐正河水、后河沟水、双堡沟水、岳堡乡岳堡大桥水、棉梨沟水,到卧龙乡棉梨沟村汇入葫芦河,全长41 km,总流域面积460.5 km2,平均比降23‰。庄浪县境内长28.3 km,流域面积249.54 km2,多年平均径流量0.13 亿m3,多年平均年输沙量90 万t。
2 河堤治理工程建设的必要性
2.1 加强河道治理,提高沿线村庄、农田的防洪标准
通过对该工程的综合治理,可以改善堤防、护岸现状,提高设防标准,提高沿线建筑及村庄抵御洪水的能力,使国家财产和人民群众的生命安全得到保障,体现人与自然和谐相处的治水理念,实现自然生态系统和社会经济系统的良性循环。
2.2 改善生态环境,稳固生态屏障
项目区自然条件恶劣,植被稀疏,生态环境脆弱,自然灾害频繁,风沙、旱灾等十分严重。通过本工程的实施,可以使工程治理区域内的生态环境得以改善,从而改善人居环境。
2.3 减少水土流失的需要
工程区内沟壑纵横,山高谷深,地势陡峭,植被稀少,分布不均匀,水土流失严重,土地资源短缺。沿岸山洪沟道发育较多,局部沟道坡度较大,致使洪涝发生后,岸坡发生滑坡堵塞河道,降低泄洪能力,严重影响到当地居民的正常生产、生活。因此,加快工程建设步伐,控制水土流失,改善生态环境是十分必要和迫切的。
2.4 庄浪县社会经济发展的需要
岳堡乡是庄浪县的经济、文化、交通重镇,通过防洪工程的实施,使治理河道两边居民正常的生产、生活得到保障,耕地得到安全防护,有效遏制水土流失,对促进庄浪县经济环境可持续发展意义重大。该项目的建设实施可以有效保护土地资源,消除洪水对两岸居民、耕地、道路等的威胁,达到促进庄浪县经济快速可持续发展的效果。
3 贴坡式格宾网块石护坡的优点
庄浪县以前在河堤治理工程中的材料大多采用现浇混凝土、浆砌石、干砌石等刚性材料,这类护坡形式有利于河道行洪及水土保持,但硬化了河道,使得河道糙率变小,增大了水流流速和水动能,加剧了对下游河岸的冲刷和河槽的下切。
生态格宾结构型式整体性好、柔韧性好、能够很好适应变形、沉降;削坡要求相对较低,只要求坡面基本平整,可节省大量削坡费用;连续的工业化编制方式,使得产品的拼接和整体性好,抗冲刷、淘刷的能力强等。施工工艺简单,对施工队伍技术水平要求相对较低,施工不受季节温度变化影响,冬季也可施工,后期维护费用较低,管理简便,格宾网特有的柔性结构设计及高伸张率的低碳钢丝格宾具有很强的柔韧性及变形能力,尤其能够适应河床的变形,且整体结构并没有采用任何污染性材料,结构内存在较多的填石孔隙,可以实现河水和结构后土体的自由水交换,增强水体的自我净化能力,改善水质。
4 选用贴坡式的原因
生态格宾结构型式占地少、抗冲性强、稳定性好、经久耐用等。堤坝稳定,基础地基应力较小,外购材料用量较小,工程造价相对较低,施工难度较小。工程治理河段暴雨洪水较多,洪水过程多尖瘦,峰高量小,历时短暂,由于洪量集中,对河道两岸冲刷严重,破坏性较大,工程治理河段需设计柔性生态结构,随着防洪工程新技术、新材料的推广和发展,生态格网结构在防护工程中普遍推广。
5 贴坡式格宾网块石护坡技术
5.1 格宾网材料
格宾网箱的材料采用镀高尔凡格宾,外涂树脂保护膜。网片网孔均匀,网片的抗压、抗剪强度、耐腐蚀性等应符合有关技术规范。格宾网片坡面网孔尺寸为80 mm×100 mm,护底网孔尺寸为100 mm×120 mm。格宾垫是由特殊防腐处理的低碳钢丝经机器编织而成的六边形双绞合钢丝网,编织成符合要求的工程构件。编织网片的钢丝直径公差、最小镀层量、最小抗拉强度和最小断裂伸长率都要符合设计要求。
5.2 填充料要求
网箱内填充料必须是质地均匀、无裂缝、不风化、坚固密实、耐风化好的石料。石笼先码放后填充,填充料可采用块石或卵石。粒径10~30 cm。要求面石粒径不小于15 cm,填石粒径不小于10 cm。填充石料粒径应大于网片孔径并达到80%以上,剩余可采用级配良好的卵石填充,填充后格宾网结构的空隙率应小于30%,且满足设计规定的粒径要求。
5.3 格宾网施工
由于堤防护坡材料均采用透水性较好的格宾石笼,故无需设置排水管,为防止堤身细颗粒物质被洪水带走,在堤身夯填土方与格宾石笼之间铺设一层300 g/m2的土工布。
5.3.1 格宾石笼网箱施工 格宾石笼网基础深度和轮廓线长、宽度要按设计图施工。层与层间砌体应纵横交错,上下联结,严禁出现“通缝”。绑扎线必须与网片线为同一材质的钢丝。为保证联结强度需按照间隔10~15 cm 单圈—双圈连续交替绞合,网面裁剪后末端与边端的联结处是整个结构的薄弱环节,联结不能采用手工绞,需采用专业的翻边机进行联结。
5.3.2 格宾石笼网填充料施工 格宾石笼网箱内填充料的规格质量必须符合设计要求,同时均匀地向同层的各箱格内投料,填料施工中,应控制每层投料厚度30~35 cm,一般1 m 高度分3~4 层投料为宜。堤顶填充石料宜适当高出设计高程,空隙处以小碎石或河床卵石填塞。
5.3.3 格宾石笼网箱封盖施工 封盖必须在顶部石料砌垒平整后再进行。宾格石笼网箱封盖施工要点和宾格石笼网箱的一样。