水利工程格宾网的检测方法研究

王建军

（安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司 合肥 230000）

1 背景

随着“全面推行河长制，大力推进生态文明建设”的新型发展理念的贯彻，水利工程河道、湖泊等护岸工程越来越多采用生态护岸形式来固脚护岸、提高河流抗冲刷能力。格宾网通常组装成网箱状、袋状等形状，并填充石料、混凝土块等材料形成柔性的、透水的、整体的支挡结构，与传统的浆砌石、混凝土护岸相比，具有施工简单和耐久性好同时兼顾工程的环境效应和生态效应等诸多优点。目前格宾网没有系统的检测标准，本文通过对格宾网各项物理指标的试验研究，提出具体的格宾网物理指标检测的试验方法。

2 取样

（1）试验样品应从同一批次、同一规格型号的成品格宾网取得。

（2）随机抽取格宾网样品，取样数量应满足测试要求。

3 样品制备

3.1 钢丝

应从同一网面不同网丝上随机截取钢丝试样。

未绞合段钢丝应位于试样中部；弯曲部位用橡皮锤、橡胶垫板人工轻轻敲打调直，去除覆塑层。

截取2 段长度不低于16cm 的钢丝用于拉伸试验；截取2 段长度不低于50cm 的钢丝用于镀层附着力测试；截取6 段长度不低于5cm 的未绞合段钢丝用于镀锌层质量测试及镀层中铝含量测试；截取6 段长度不低于10cm 的网丝用于盐雾试验。

测试质量变化率、腐蚀率时，将切割后的试样每个端部用石蜡或胶带进行保护；测试平端渗透深度时，应保留覆塑层。

3.2 网面

拉伸强力试验的试样。随机裁剪2 片网面，单片网面高度应不少于3 个网孔，宽度应不少于10 个网孔。宜在网面固定处双绞合点外预留5cm 以上网丝进行再绞合加固。

翻边强力试验的试样。随机裁剪2 片网面，一侧带有端丝，单片网面高度应不少于3 个网孔，宽度应不少于10 个网孔。宜在网面一侧双绞合边点外预留5cm 以上网丝进行再绞合加固。

4 试验方法

4.1 覆塑层厚度及同心度

覆塑层为包裹钢丝的材料层，主要为聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）或聚酰胺（PA6）等材料，覆塑层可以防止格宾网内部钢丝受损，覆塑层厚度直接影响格宾网质量。

测量覆塑钢丝的直径Df1，从钢丝的一边去除覆塑层直到露出钢丝基体，测量其直径df1，则覆塑层厚度a1=Df1-df1。从钢丝的另一边（旋转180°）去除覆塑层，测量其直径df2，则覆塑层厚度a2=df1-df2（见图1）。用同样的方法在与第一次测量成90°的方向测量厚度a3、a4，覆塑层厚度取a1、a2、a3、a4的平均值。同心度C=amin/amax，amin、amax 分别为覆塑层最小厚度与最大厚度。

图1 覆塑层厚度测试示意图

4.2 钢丝拉伸试验

钢丝的拉伸试验应按《金属材料 拉伸试验第1 部分：室温试验方法》（GB/T228.1-2010）进行，钢丝的横截面积以公称直径计算。

采用（2±0.5）mm/min 速率对试样进行加荷，直至试样断裂，记录试验过程中试样承受的最大荷载。将试样断裂的部分拼接在一条直线上，测量试样断后标距Lu。

（1）抗拉强度按下式计算，准确至1MPa：

式中：

σm—抗拉强度，MPa；

Fm—拉伸试验过程中试样承受的最大荷载，N；

S—以公称直径计算的横截面积，mm2。

（2）断后伸长率按下式计算，准确至0.5%：

式中：ε—断后伸长率，%；

Lu—断后标距，mm；L0—原始标距，mm。

4.3 网面拉伸强力试验

考虑格宾网组合成网箱填充石块而造成网面承受一定的力及施工吊装的要求，因此通过网面拉伸强力和网面翻边强力来控制格宾网的质量。

试验参照《工程用机编钢丝网及组合体》（YB/T4190-2018），试验步骤如下：

（1）将上、下夹具的挂钩安装在网面网孔内（见图2）。

图2 网面拉伸强力试样安装图

（2）测量上、下夹具最外侧受力挂钩所在网孔中点的水平距离，取平均值作为有效试样宽度B1。

（3）采用（6±1）mm/min 速率对试样进行加荷。

（4）施加4000N 的预加荷载，并在预加荷载过程中用光滑木棒轻击网面10 次。

（5）持续加荷直至第一根网丝断裂，记录峰值荷载Fm1。断裂位置不发生在挂钩或侧向限位装置附近，则试验有效，否则应重新取样进行试验。

（6）网面拉伸强力按下式计算，准确至0.1kN/m。

式中：Tw—网面拉伸强力，kN/m；

Fm1—峰值荷载，kN；

B1—有效试样宽度，mm。

4.4 网面翻边强力试验

试验步骤与网面拉伸强力试验相同，不同点在于本试验将上夹具的挂钩安装在网面网孔内，将下夹具的挂钩安装在端丝所在的一排网孔内（见图3）。

图3 网面翻边强力试样安装图

4.5 镀层质量、镀层中铝含量试验

镀层质量、镀层中铝含量分别采用《钢产品镀锌层质量试验方法》 （GB/T1839-2008）、《锌-5%，铝-混合稀土合金镀层钢丝、钢绞线》（GB/T20492-2019）中的测试方法。

4.6 盐雾试验

盐雾试验参照《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》（GB/T10125）的方法，按照格宾网的特点，提出质量变化率、腐蚀率、渗透深度三种结果评价方式，经3000h 盐雾试验后按照以下公式计算。

4.6.1 质量变化率

盐雾试验后，钢丝质量变化率按下式计算，准确至0.1%：

式中：δ—钢丝质量变化率，%；

m1—盐雾试验前试样质量，g；

m2—盐雾试验后试样质量，g。

取6 个试样质量变化率的平均值作为试验结果。

4.6.2 腐蚀率

盐雾试验的钢丝腐蚀率按下式计算，准确至1g/m2：

式中：μ—t 小时钢丝腐蚀率，g/m2；

m1—盐雾试验前试样质量，g；

m2—盐雾试验后试样质量，g；

A—钢丝试验前表面积，m2。

取6 个试样腐蚀率的平均值作为试验结果。

4.6.3 平端渗透深度

盐雾试验后，剥去覆塑层，自钢丝上部端头测量钢丝腐蚀长度即为平端渗透深度，精确至0.01mm。取6 个试样平端渗透深度的平均值作为试验结果，精确至0.01mm。

5 结语

随着安徽省水利项目大量使用格宾网防护，目前格宾网没有系统的检测标准，本文对格宾网现有检测方法进行梳理并进行大量试验研究，明确了格宾网成品测试的取样、样品制备与调试方法、试验方法及数据处理，为省内格宾网检测提供统一的试验依据■