格宾石笼在山洪沟防护中的应用

2022-02-16冷美玲简鸿福

水科学与工程技术 2022年6期

冷美玲，简鸿福，2，戴霖，2

（1.江西省洪图技术咨询有限公司，南昌 330000；2.江西省水利科学院，南昌 330000）

1 格宾石笼护岸简介

格宾石笼网又叫铅丝石笼、宾格网、格宾网、格宾笼、石笼网、生态格网、生态石笼网等。目前新型格宾石笼护岸技术在竹笼、柳条篮的材质使用和填充材料方面进行了优化，是经过特殊加工的机编双铰六边形柔性金属网扎成立方体网笼并装填符合设计要求的石料，然后绑扎盖网形成石笼，根据工程设计堆砌形成挡墙的一种岸坡衬护形式。

格宾石笼网长度一般有1.0，1.5，2.0，3.0，4.0m，宽1.0，1.5，2.0m，高0.3，0.5，1.0m，长、宽、高公差范围±5%，金属网丝直径2.0～4.0mm，材料可以根据不同使用年限要求进行选择，主要有电镀锌钢丝、普通热镀锌钢丝、高热镀锌钢丝、PVC包塑钢丝、PE包塑钢丝、镀5%～10%铝锌合金钢丝、镀高尔凡钢丝等［1］；金属网面标称拉伸强度不小于42kN/m，网面标称翻边强度不小于35kN/m。格宾石笼网构件部件如图1。

图1 格宾石笼网构件部件

填充石料要求采用块石或卵石，容重要求达到18～19kN/m3，强度等级不小于35MPa，软化系数不低于0.7，要求石料质地坚硬，遇水不易崩解和水解，抗风化；薄片、条状等形状的石料不宜采用，风化岩石、泥岩等亦不得用作充填石料。

2 工程实例

2.1 项目概况

阳峰水属鄱阳湖流域大输湖水系，发源于都昌县阳峰阳储岭，自北向南折向西流经阳峰村、吉阳村、金星村等，最终汇入鄱阳湖。流域面积55.91km2，主河道长19.40km，主河道平均比降为0.314%，多年平均流量3.186m3/s。阳峰水上游河段岸坡较陡，遭遇山洪时常发生岸坡坍塌现象；中下游河道较浅，行洪能力较低，遭遇山洪时洪水漫溢，沿河村庄受淹，部分河岸坍塌。这些不仅影响到当地的经济社会发展，而且威胁到圩区内的人民生命和财产安全，为提高岸坡抗冲能力，达到岸坡稳定，急需对河道迎流顶冲和岸坡失稳段进行岸坡衬护。

2.2 设计方案比选

阳峰水治理遵循“以人为本、保障安全；人水和谐、注重生态”的原则，在确保山洪防洪安全的前提下，选取的岸坡衬护形式注重与乡村景观、生态环境相协调。通过比选，最终采用格宾石笼对阳峰水迎流顶冲和岸坡失稳段进行衬护。不同类型岸坡衬护对比分析如表1。

表1 不同岸坡衬护对比分析

2.3 典型断面设计

根据国家GB50201—2014《防洪标准》要求，阳峰水人口密集重点保护河段设计两岸岸坡高程满足10年一遇防洪要求；本次对治理河段两岸采用高3.0m格宾石笼挡墙衬护，挡墙顶部按1∶2整坡、采用草皮护坡，根据石笼规格要求，挡墙顶宽不小于1.0m，挡墙墙底及墙后须设置无纺土工布，典型断面设计如图2。

图2 阳峰水格宾石笼挡墙典型断面设计

2.4 稳定计算

采用CECS353—2013《生态网格结构技术规程》公式进行格宾石笼挡墙抗滑稳定、抗倾稳定及基底应力计算，具体公式如下：

式中 Ko为抗倾覆稳定安全系数；∑MV、∑MH为格宾石笼墙趾抗倾覆力矩和倾覆力矩（kN·m）；Kc为抗滑稳定安全系数；∑G、∑H分为作用于墙体上的全部垂直力的总和、水平力的总和（kN）；f为地基摩擦系数；A为底板面积（m2）；∑M为荷载对底板形心轴的力矩（kN·m）；W为坝基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩；σmax、σmin为基地最大、最小应力。

经计算，在河槽内无水，墙后为饱和填土的最不利工况下，典型断面格宾石笼挡墙的抗滑稳定为1.74，抗倾覆稳定为3.08，地基应力σmax为72.04kN/m2，允许承载力220kN/m2。根据SL379—2007《水工挡土墙设计规范》，挡土墙的级别要求Kc≥1.30，Ko≥1.50，计算结果满足要求，地基允许承载力220kN/m2，满足要求。

3 施工流程及控制要点

格宾石笼挡墙岸坡衬护工程施工工艺流程［2］如图3。

图3 格宾石笼挡墙护岸施工工艺流程

安装一般要点： ①平整。同一层石笼应堆砌平整，相邻高差小于35cm。②稳定。石块间应相互搭接并确保稳定。同一层石笼堆砌完成后，需在检查合格的基础上再进行下一道工序施工。③连接。按要求进行石笼上下左右网箱的联结绑扎，绑扎锚固需连接自然、可靠。④错缝。同一堆砌层内，前后相邻两排石笼间应错缝堆砌。避免出现顺向通缝。上下相邻两层石笼间也应错缝堆砌，避免存在竖向通缝。 ⑤封盖。网箱封盖需在顶部填料平整后进行，先绑扎网箱每端相邻结点后，再加密绑扎，间隔25cm应绑扎一道［3］。

格宾石笼施工根据设计图纸进行测量放样，原材料进场后需检验满足合格条件后才能进场使用；基础开挖，人工清平地基、夯实；安装格宾石笼网箱，在基础网箱拼装完成后，放置在处理好的基础上栓接固定；填充石料应符合设计要求，采用块石或卵石，填充空隙率不大于30%，填料粒径不得小于石笼网格大小［4］；顶面填料应比网箱高，经人工夯实平整，确保密实，同一层网箱应同时填放石料，网箱填充石料时避免一次性填满，每次充填网箱高度的1/4为宜；网箱石料填充密实后，进行网箱封盖绑扎。石笼挡土墙叠砌施工完成后，在其墙后铺设土工布后回填土压实。