格賓石籠生態(tài)河道的規(guī)劃設(shè)計與施工探討

黃曉鵬

保山市隆陽區(qū)水利電力勘測設(shè)計隊，云南保山 678000

格賓石籠生態(tài)河道對水土保持和生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定起著重要的作用，同時為國家經(jīng)濟發(fā)展和人民生產(chǎn)需求提供了保障。隨著社會的進步，我國將可持續(xù)化發(fā)展作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略目標，旨在促進經(jīng)濟、社會、資源、環(huán)境的和諧共榮，格賓石籠具有優(yōu)良的生態(tài)功能，符合時代發(fā)展需求，所以其應(yīng)用前景更加廣闊。下面我們將針對格賓石籠生態(tài)河道的規(guī)劃設(shè)計和施工進行探討。

1 簡要概述格賓石籠生態(tài)河道的內(nèi)涵

1.1 格賓石籠的概念及歷史應(yīng)用

格賓石籠又稱為格賓網(wǎng)，是將經(jīng)過特殊加工的機械編織的雙絞六角形柔性金屬網(wǎng)扎成立方體網(wǎng)箱，里面填入適當(dāng)?shù)氖瘔K，石塊之間筑土密實，然后綁扎網(wǎng)蓋，形成的石籠、石墊整體護面。格賓石籠采用雙絞方式將鋼絲編織成網(wǎng)狀物，增加了強度，提高了安全系數(shù)。

兩千多年前，李冰父子在都江堰治水工程中曾經(jīng)使用了竹籠填石法，有效解決了分水魚嘴和飛沙堰的治理問題，可以稱得上中國格賓石籠應(yīng)用的鼻祖。李冰的竹籠填石法在建筑學(xué)上獲得了后人高度的評價：重而不陷、擊而不反、硬而不剛、散而不亂。由此可見格賓石籠在河道治理方面的應(yīng)用價值。

1.2 格賓石籠生態(tài)河道的工作原理

格賓石籠通常鋪設(shè)在河堤內(nèi)側(cè)或者河槽邊緣，湍急的河流可以直接沖擊石籠，從而起到保護河堤或者河槽的作用，為周邊生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定提供了條件。而在河流轉(zhuǎn)彎處設(shè)置格賓石籠則可以改變河流方向，讓河水沿著設(shè)計的方向流動，從而確保河流安全，讓河流更好的為生產(chǎn)發(fā)展服務(wù)，格賓石籠生態(tài)河道的建設(shè)具有積極的現(xiàn)實意義[1]。

1.3 格賓石籠生態(tài)河道的優(yōu)點

格賓石籠在兩千多年前就得以應(yīng)用，可見其應(yīng)用不受時代科技水平的約束，它有諸多的優(yōu)良特點，是其他設(shè)計方案所不具有的，所以能在河道工程中得到廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)階段，格賓石籠依然有著廣闊的應(yīng)用空間，下面我們主要對其在河道工程中的優(yōu)點進行敘述。格賓石籠施工簡單、方便，不需要水泥、水、電等物質(zhì)的協(xié)助，不受工程條件的限制；格賓石籠經(jīng)濟要求低，在偏遠的山區(qū)可就近取材，減少了購買石材、長途運輸?shù)馁M用；格賓石籠抗沖擊能力強，最大可承受水流速度約為6m/s，強于普通混凝土和漿砌石等工程結(jié)構(gòu)；格賓石籠結(jié)構(gòu)柔韌性強，具有良好的延展性和適應(yīng)性，能夠確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、安全，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不會存在大面積解散的問題；格賓石籠有很好的耐腐蝕性能夠承受自然破壞，在水質(zhì)腐蝕性較強或污染物較多的河道，可包覆抗腐蝕聚氯乙烯樹脂作為保護材料，保證金屬線不受侵蝕；格賓石籠具有良好的滲透性和生態(tài)性，石塊本來就取之于自然，再加上石間填充的泥土，有利于植被的附著生長，從而增加了河道的生態(tài)功效。格賓石籠施工進度快，工程施工可一次性完成，無需修建圍堰，而石籠網(wǎng)由獨立的立方體組成，當(dāng)某個部分出現(xiàn)問題時，只需對這部分立方體進行修復(fù)即可，有利于后期維護[2]。

2 淺析格賓石籠生態(tài)河道規(guī)劃設(shè)計的要點

2.1 格賓石籠規(guī)劃設(shè)計的基本內(nèi)容

格賓石籠運用的主要形式有石籠墻護岸、石籠護坡、石籠和石籠墻組合護坡護岸等。通常來講，用于擋墻防護的格賓石籠厚度不小于0.5m，而用于貼坡防護時的厚度應(yīng)該在0.2～0.5m之間。常見的格賓石籠布置有貼坡式、階梯式、重力式等，在規(guī)劃設(shè)計時應(yīng)該根據(jù)工程特點和要求進行選擇，必須確保格賓石籠的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，而格賓石籠的排數(shù)和層數(shù)則需要根據(jù)穩(wěn)定性計算來得出。

2.2 格賓石籠設(shè)計的基本方法

格賓石籠的規(guī)劃設(shè)計應(yīng)該根據(jù)總體布局需求、地質(zhì)條件、用地條件、施工條件、功能指標等方面進行，嚴格執(zhí)行相關(guān)工程規(guī)范，最優(yōu)化斷面設(shè)計。格賓石籠的設(shè)計要選擇典型部位初步擬定多種斷面結(jié)構(gòu)型式，然后進行正常、非正常的整體穩(wěn)定性運算，主要包括地基應(yīng)力、抗傾穩(wěn)定、抗滑穩(wěn)定，并且針對單個石籠的抗傾覆、抗滑出進行計算。格賓石籠的設(shè)計要不斷優(yōu)化調(diào)整，直至符合工程需求為止，完善石籠設(shè)計細節(jié)，選擇最優(yōu)斷面結(jié)構(gòu)型式[3]。

2.3 格賓石籠規(guī)劃設(shè)計的計算規(guī)范

格賓石籠的規(guī)劃設(shè)計需要進行整體穩(wěn)定性計算，當(dāng)格賓石籠設(shè)計為階梯式、重力式防護布置時，應(yīng)當(dāng)進行地基應(yīng)力、抗傾穩(wěn)定、抗滑穩(wěn)定計算，并且需要進行石籠個體的抗傾覆、抗滑出計算，而當(dāng)格賓石籠設(shè)計為貼坡式防護布置時，應(yīng)當(dāng)進行沿坡面方向的抗滑穩(wěn)定計算，并且需要進行石籠個體的抗滑出計算。格賓石籠由于是柔性結(jié)構(gòu)，區(qū)別應(yīng)用于剛性結(jié)構(gòu)的計算指導(dǎo)，暫且沒有明確的理論和規(guī)范可以參考，在生態(tài)河道的規(guī)劃上主要參考《堤防工程設(shè)計規(guī)范》以及《水工設(shè)計手冊第2版第10卷邊坡工程與地質(zhì)災(zāi)害防治》進行計算，若有需要也可適當(dāng)參考《堤防工程手冊》和《水工擋土墻設(shè)計規(guī)范》來規(guī)范設(shè)計過程。

3 簡要梳理格賓石籠生態(tài)河道的施工要點

3.1 格賓石籠的基礎(chǔ)條件保障

格賓石籠的規(guī)劃設(shè)計完成后，需要進行圖紙準備、施工作業(yè)指導(dǎo)書、安全技術(shù)交底、自檢等工作準備，從而保證施工的順利開展，將施工中的各種問題確保在可控范圍內(nèi)，防止意外情況的發(fā)生造成的額外損失。工作人員按照規(guī)劃設(shè)計進行放線，確保格賓石籠生態(tài)河道坡面的平整度，將妨礙工程開展的植被進行適當(dāng)處理，盡量避免大范圍的生態(tài)破壞。如果開挖斷面的土質(zhì)與勘探報告差異性較大時，應(yīng)該協(xié)同設(shè)計、施工、監(jiān)理等各相關(guān)單位進行商討，重新核定地質(zhì)情況，并按實際情況申請設(shè)計變更，從而確保格賓石籠的施工與規(guī)劃設(shè)計相對應(yīng)，為標準化施工創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。

3.2 格賓石籠的基礎(chǔ)墊層準備

格賓石籠基礎(chǔ)面應(yīng)該按照《堤防工程施工規(guī)范SL260—1998》和設(shè)計說明的要求進行壓實，滿足要求后進行土工布鋪設(shè)工作，保證土工布鋪設(shè)的松緊適度、與土密貼。在驗收合格后進行碎石墊層鋪設(shè)，此步驟要嚴格控制石料粒徑、級配、厚度等指標，格賓石籠基礎(chǔ)墊層的處理可以有效防止?jié)B流淘刷籠體周圍土體產(chǎn)生的破壞，從而保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，增長使用壽命，在基礎(chǔ)墊層處理完后可以進行格賓石籠的組裝工作[4]。

3.3 格賓石籠的網(wǎng)墊組裝工作

格賓石籠由生產(chǎn)廠家按照規(guī)劃設(shè)計需求供貨，要嚴格驗收網(wǎng)箱、網(wǎng)墊、扎絲的交付質(zhì)量，為工程施工清除安全隱患。在具備施工條件后進行組裝工作，將網(wǎng)格安裝在靠近地面的位置，在堅固的地面上打開，要確保網(wǎng)格折疊部分的平整及籠體和鋼絲涂層的完好無損。格賓石籠按照規(guī)劃設(shè)計的標準結(jié)合方法和結(jié)合距離進行綁扎，保證各單元格連接網(wǎng)隔和相鄰單元格之間的邊線、角點均有效連接，一般綁扎間隔不超過20cm，相鄰網(wǎng)片結(jié)合面每平方米綁扎兩處。在進行格賓石籠網(wǎng)墊組裝時，要確保間隔網(wǎng)垂直于網(wǎng)身，綁扎用的鋼絲需要與網(wǎng)身鋼絲一致，網(wǎng)身與間隔網(wǎng)四角均要綁扎，交接處使用螺旋形組合絲，相鄰框線使用組合鋼絲，格賓石籠的網(wǎng)墊組裝要嚴格按照規(guī)范要求執(zhí)行。

3.4 格賓石籠的石料填充要求

格賓石籠的石塊填充需要滿足規(guī)劃設(shè)計需求，尺寸在90～150mm之間，d50=0.12，石料粒徑大于一到兩倍網(wǎng)孔，選擇30mm以上的小粒石作為密實料，其中含砂量要小于5%，基礎(chǔ)、壓頂、護砌使用亂石，坡面、墻身使用塊石，當(dāng)填充到1/2的時候，用小粒石進行密實填充，用鋼釬插入其中進行攪動，確保石籠空隙不大于5cm，石料之間要相互搭接重疊，石料填充的容重要符合規(guī)范要求，并且保證面層石料的平整度。為了減小石塊對籠體的斷裂破壞，施工中可以加強對填充石料的要求，比如表面光滑、耐久性好、抗風(fēng)化等，力求格賓石籠美觀平整。

3.5 格賓石籠的籠體封蓋處理

格賓石籠填充完石料后，應(yīng)該用細碎石進行頂部平整度修正，保證表面平整和邊緣齊整，然后進行封籠處理，將籠蓋綁扎連接，用同質(zhì)鋼絲雙股系好，綁扎間距一般控制在10cm之內(nèi)，同時使用拉筋進行籠體形狀的規(guī)整，將拉筋間距控制在30cm左右，提高格賓石籠的穩(wěn)定性[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，格賓石籠生態(tài)河道對生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展起著重要的作用，是綠色工程施工的重要體現(xiàn)。本文簡要概括了格賓石籠的概念、歷史應(yīng)用、工作原理等內(nèi)容，然后從規(guī)劃設(shè)計內(nèi)容和計算規(guī)范進行了闡述，最后探討了施工過程中的幾個要點，希望能夠起到拋磚引玉的作用，為格賓石籠生態(tài)河道的發(fā)展起到一定的實踐意義。

[1] 杜曉云. 格賓石籠護砌在峪道河治理中的應(yīng)用[J]. 山西水利，2014，30（11）：23，、25.

[2] 李金玉，張曉青，梁波，等. 和熱木特河河道治理工程生態(tài)格賓網(wǎng)石籠應(yīng)用設(shè)計[J]. 內(nèi)蒙古水利，2016（4）：5-6.

[3] 李建東，王洪光，高峰. 格賓網(wǎng)石籠在河道治理中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古水利，2015（6）：146-147.

[4] 薛俊玲. 格賓石籠在生態(tài)堤防工程中的適用性分析[J]. 中國水能及電氣化，2016（10）：6-9.

[5] 王慶峰. 格賓石籠在河道治理中的應(yīng)用[J]. 城市建設(shè)理論研究（電子版），2016（22）：92-93.