雷諾護墊在白竹洲水電站庫岸防護工程中的應用

曹新南

（桃江縣桃花江灌區(qū)管理局益陽市413400）

1 概述

白竹洲水電站工程位于湖南省桃江縣資水干流的下游，是資水干流柘溪下游規(guī)劃中的第五級，上距柘溪電站135 km，下距洞庭湖匯合口59 km，距桃江縣城24 km，壩址控制流域面積26 600 km2，占資水流域面積的94.9%，工程以發(fā)電為主兼有航運等綜合效益。

1.1 工程概況

（1）庫岸現(xiàn)狀。

白竹洲水庫兩岸及支流有部分巖質岸坡，但主要為Ⅰ級階地的土質岸坡。在兩岸共約40 km的岸坡中，馬跡塘電站下游兩岸1 km范圍內已護坡，未護坡岸坡約38 km，其中巖質岸坡長度共6.2 km，占總岸坡長度的16.3%，主要分布在左岸的庫首瓦竹園～洋泉灣、左岸丙家灣、左岸芭蕉灣～許家洲、田塘～馬跡塘電站以及右岸的屋沖里和陶公廟一帶，巖質岸坡較為穩(wěn)定，無需防護。土質岸坡長度共31.8 km，占總岸坡長度的83.7%。土質岸坡中有一部分修筑有堤防，岸坡較穩(wěn)定，其長度為22 km；另一部分9.8 km為自然岸坡，坡度一般25°～40°，局部60°～70°，具二元結構，上部為壤土、粘土、粉質土等，厚（4～7）m，結構較松散；下部為砂卵礫石，厚（2～3）m，結構松散，膠結較差，自然狀態(tài)下尚處于較不穩(wěn)定狀態(tài)，抗沖刷能力較差。如左岸的株木潭經栗山河至發(fā)財港一帶，右岸的大竹山經巷子口和金盆灣至泉溪壩一帶等已出現(xiàn)岸坡坍塌現(xiàn)象。

（2）水庫蓄水對庫岸的影響。

當水庫蓄水后，岸坡土體在庫水的長期浸泡、浪蝕和側蝕作用下，土體軟化，力學強度降低，容易造成坍岸，使庫岸后退，給沿岸居民和農田帶來危害。

1.2 護岸形式

根據實地查勘，結合地形地質和實施條件進行方案比較后，該庫岸防護工程采用坡式護岸，綜合考慮工程生態(tài)、社會經濟效益等因素，主要采用生態(tài)環(huán)保型的雷諾護墊護坡，一小部分采用施工工藝比較簡單的混凝土預制塊護坡。具體措施：將原有邊坡按坡比1∶2進行削超補欠，整平坡面，然后進行護坡和護腳。護岸總長度為8 462.1 m。

2 雷諾護墊護坡的特點

雷諾護墊是指由機編雙絞合六邊形經鍍覆表面防腐處理的低碳鋼絲網面構成的厚度在（0.15～0.3）m（含0.3 m）的墊形網箱工程防護構件，施工現(xiàn)場經合乎規(guī)格的石料填充后連接成一體，主要用于水利堤防、岸坡等的護坡。既能提高邊坡的穩(wěn)定性，又能實現(xiàn)水體與坡下土體間的自然對流交換功能，凈化水質，維持生態(tài)平衡，同時根據綠化景觀設計的要求，可以鋪土植入狗牙根、百喜草、高羊茅等草種或親水性樹木，增添景觀、綠化效果。

雷諾護墊護坡技術在1894年最先由意大利馬克菲爾公司開發(fā)并在意大利雷諾河的河道整治工程中應用，是國外普遍采用的一種堤防護坡方式，其作為國內近年來迅速興起的一項新型護坡技術,具有自身特有的優(yōu)點：

（1）整體性好，抵抗破壞能力強。

傳統(tǒng)的剛性護砌如預制塊護坡、混凝土護坡等形式，經過較長時期以后，整塊護坡哪怕只要稍微有一點點松動，最終都會導致整塊護坡或癱塌或崩裂，其最大弱點是整體性差。而雷諾護墊在工地現(xiàn)場組裝成型，相互捆扎成整體，再充填石料，屬于典型的柔性防護結構，整體性強，即使在遭受外力的劇烈沖擊下，也不會受到損壞。

（2）柔韌性好，塑性變形能力大。

雷諾護墊以延伸率較高的低碳鋼絲作為結構的主要材料，具有很強的柔韌性，能夠適應地基的不均勻沉降，同時能夠適應河床的變形，且可自行調整愈合變形，以阻止變形的再發(fā)展，體現(xiàn)了對地基的適應性。

（3）耐久性好，消能防沖效果強。

雷諾護墊所采用的鋼絲經過了高科技防腐處理，其表面有鍍鋅，鍍高爾凡（5%鋁鋅合金+稀土元素）、鍍鋅覆塑、鍍高爾凡覆塑等幾種形式，一般情況下，使用壽命達到50～60年，覆塑鋼絲的使用壽命達到100～120年；雷諾護墊的糙率相對較高，其消能效果好；雷諾護墊結構內存在較多的填石孔隙，這種多孔隙結構能有效地達到防浪效果，另外，雷諾護墊鋼絲抗拉強度達到（350～500）N/m，墊內充填密度不小于2.6 t/m3、飽和抗壓強度大于40 MPa的石料，雷諾護墊單元在現(xiàn)場組裝成型后相互捆扎成整體，這些使其結構本身具有較強的抗水流沖刷能力。

（4）透水性好，維持生態(tài)平衡，穩(wěn)定邊坡，美化環(huán)境。

雷諾護墊其多孔隙結構使其具有良好的自然透水性，有利于保持水體的自然循環(huán)，保障水體與土壤之間的物質交換，促進親水性灌木、草類及樹木的生長，維持生態(tài)平衡，亦可以迅速降低結構后填土內過高的地下水位，消散孔隙水壓力，維持土體強度，從而有利于邊坡的長期穩(wěn)定；其結構內的填石、后期長出的綠色植被，都能夠很好地與周圍的自然環(huán)境相互融合，美化環(huán)境。

（5）適應于陡坡及水下施工。

對于坡度很大的邊坡，完全不能采用預制塊、混凝土等型式的護坡，但雷諾護坡卻完全能夠適應。結構自身的組成可使其在水下進行施工，這在水位變化時段尤為重要，同時可省去圍堰工序。

（6）施工便捷，經濟實用。

雷諾護墊護坡施工工藝簡單，一般工人稍經培訓即可運用自如?？刹捎脵C械和人工相結合的施工方法，施工速度可達到傳統(tǒng)剛性結構的3～5倍，受氣候干擾小，后期維護費用少，且無需考慮護坡的排水設施，節(jié)省工序，加快整體施工效率，致使施工周期相對較短，從而既保證了施工效果，又降低了工程成本；所需填充的石料要求較低，一般主要使用疏挖河道廢棄的大粒徑卵石，大大節(jié)約了材料成本；對基礎要求相對寬松，減少基礎開挖，同時不需水泥和塊石等，能夠大大減少工程量，從而降低總體造價。

3 雷諾護墊施工及技術要點

3.1 施工準備

雷諾護墊用作護坡，首先按照設計要求進行削坡或者平整鋪設面，施工前將表層松土、建筑垃圾、軟弱土層、植物根莖等徹底清除?；靥钔烈螅核苄灾笖?shù)宜為10～20，壓實度不小于0.9。坡面應達到設計平整要求，要有一定的密實度?，F(xiàn)場如果遇到較差的地基土質時（如流沙、淤泥等），應另外進行地基處理。

3.2 施工材料

3.2.1 雷諾護墊

雷諾護墊由專業(yè)廠家根據該工程設計要求定型生產。

（1）雷諾護墊是由鍍高爾凡鋼絲經機械編織成六邊形雙絞合鋼絲網制成的網墊結構。按照EN 10223-3標準進行生產。

（2）做成網墊的鋼絲主要由網面鋼絲、邊端鋼絲、絞合鋼絲組成，鋼絲的抗拉強度、延伸率、最小鍍層量、鍍層的附著性等幾項指標應符合設計要求。所有對鋼絲的測試都要求在制成網格之前進行。

本工程護坡使用厚度為170 mm、寬度為2 m的雙隔板鍍高爾凡雷諾護墊。

3.2.2 填充石料

（1）填充料必須是堅固密實、耐風化的石料，嚴禁使用風化石。石料質量應符合《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》（SDJ 17-78）的規(guī)定。

（2）填充石料應采用堅固、耐久、未風化、粒徑級配好的塊石或者卵石。

（3）填充石料的粒徑必須符合設計要求，應控制在粒徑（75～150）mm之間，可以有5%的石料不符合規(guī)定，但不得用于外露面，石料的最小粒徑不得小于網孔尺寸（6 cm左右），其他依設計要求。

3.2.3 土工布

土工布的類型、單位克重、厚度、抗拉強度、延伸率、頂坡強度、垂直滲透系數(shù)等指標均應符合設計要求。本工程采用250 g/m2的無紡土工布。

3.3 施工工藝

3.3.1 工藝流程

雷諾護墊的施工，一般可按照工藝流程（附圖）安排作業(yè)。

附圖工藝流程圖

3.3.2 無紡透水土工布鋪設。

本工程為防止雷諾護墊下基床土壤流失，在基床土壤與雷諾護墊之間鋪蓋250 g/m2的無紡透水土工布。鋪設土工布一定要鋪展均勻，不能有皺波狀，搭接寬度必須保證（30～40）cm，順坡鋪設長度大于護坡工作面（50～100）cm，在河岸施工中尤其要注意土工布是上游壓下游。

3.3.3 雷諾護墊組裝

（1）取一個護墊單元置于平坦而又堅硬的地面上。（2）展開護墊，首先用腳踩住隔板兩邊，用手拉起隔板，整平底板由于折疊造成彎曲部份。

（3）立起隔板，對底部沒有機械折痕的隔板，用腳往兩邊踩，然后立起隔板，應注意防止單邊踩、踩的位置不準確而造成高度不足及高度不一致。

（4）用木板壓住邊板底部邊線，折起邊板，確保底板在同一直線上，而且邊板有足夠的高度。

（5）折起前后長邊板，用15 cm長的鋼絲絞合隔板與邊板、邊板與邊板相接的14個點。組裝完畢后的護墊四周邊板平整、絞合點牢固、所有豎直面板的上部邊緣在同一水平面上。

3.3.4 雷諾護墊安裝

（1）完成組裝后，將雷諾護墊一個緊靠一個整齊地擺放在坡面上。

（2）在坡頂上用長木樁固定住護墊，防止其下滑異位造成頂部不齊。

（3）可以通過不絞合長邊板，與相鄰護墊套進，底板重疊來做成曲線或斜角。

3.3.5 石料裝填

（1）從坡底往坡頂方向裝填，注意逐格往坡頂方向裝填，避免由于沒裝填滿露出隔板而造成隔板彎曲。

（2）同時為了避免單邊裝填所引起的順坡方向的邊板往兩邊彎曲變形，邊板的兩邊的石頭同時進行裝填。

（3）考慮到石頭的沉降，裝填時應有（2.5～4）cm的超高，而且護墊內裝填的石頭需用人工擺放，盡量減少空隙率，并確保表面平整。

3.3.6 封蓋作業(yè)

（1）在鋪蓋子之前，需對裝填時造成彎曲的隔板進行校正，對已裝填的石頭進行平整，最終確保所有橫向、縱向邊緣在同一直線上、坡面平整、不存在凹陷、凸起現(xiàn)象。

（2）鋪上蓋板，用剪好的1.3 m長的鋼絲將蓋子邊緣與邊板邊緣、蓋板與隔板上邊絞合在一起，靠在一起的邊板邊緣以及蓋板邊緣一起絞合（有4條邊），絞合時每間隔大約15 cm單、雙圈間隔絞，并且每根剪斷鋼絲絞合長度不超過1 m（一般絞合1 m長邊緣用1.3 m長鋼絲）。

3.3.7 護墊下滑及拐角處理

（1）為防止施工時護墊整體下滑，可在頂部加釘木樁或做混凝土平臺，也可在坡底做格賓阻滑塊。

（2）雷諾護墊的拐角可以通過裁剪的方式來處理。

4 結語

白竹洲水電站庫岸防護工程完成以后整體性強、美觀性好，能夠防御洪水的沖刷。實踐表明，雷諾護墊作為一種新型的生態(tài)護坡技術，能夠產生傳統(tǒng)的剛性護砌形式如漿砌石、干砌石現(xiàn)澆混凝土和預制混凝土塊體護坡等無法達到的生態(tài)效果，同時具有很好的耐久性、經濟性等，且施工便捷，值得在護砌工程中推廣應用。