格賓石籠在史灌河(安徽段)治理工程中的應(yīng)用

呂 靜

(六安市治淮指揮部，安徽 六安 237000)

格賓技術(shù)作為一種邊坡治理工程的控制方案，其分為①格賓網(wǎng)，②充當(dāng)格賓網(wǎng)內(nèi)部填充物的石頭、鵝卵石等。格賓網(wǎng)具有施工成本低、抗變形性強、滲透性高、整體性好等優(yōu)點，目前在堤防、邊坡的防護等工程中獲得應(yīng)用。

1 格賓石籠的技術(shù)指標(biāo)

格賓石籠主要技術(shù)指標(biāo)如下：

(1)格賓石籠鋼絲。俞宏慶等對格賓石籠結(jié)構(gòu)力學(xué)性質(zhì)進行了探究，選取碎石和煤矸石作格賓結(jié)構(gòu)的填料，然后對填滿不同粒徑級配的格賓石籠進行物理模型試驗，試驗表明：當(dāng)軸向變形達(dá)到20%時，格賓結(jié)構(gòu)向兩側(cè)鼓脹，最大鼓脹量在格賓結(jié)構(gòu)的中部，但格賓結(jié)構(gòu)并未被破壞。這一點說明了格賓石籠鋼絲力學(xué)性質(zhì)在整個石籠發(fā)揮抗滑穩(wěn)定作用的重要性。俞宏慶等對不同級配、不同滲透率的格賓網(wǎng)填充試樣進行一維壓縮試驗，在此列舉出該學(xué)者不同孔隙率和不同滲透率試樣的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，如圖1和圖2所示。

圖1 不同級配的碎石試樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線 圖2 不同滲透率的碎石試樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線

針對俞宏慶等人的物理模型試驗，筆者將在今后運用離散元方法，借助ITASCA公司研發(fā)的顆粒流分析程序PFC2D進行宏微觀力學(xué)響應(yīng)方面的研究，來進一步探究不同強度、剛度的格賓鋼絲籠、不同級配填充石料等因素對其宏觀力學(xué)表現(xiàn)的影響。本文參考有關(guān)文獻(xiàn)，提出石籠鋼絲的技術(shù)指標(biāo)，如表2所列。

表2 格賓石籠鋼絲

表3 格賓石籠結(jié)構(gòu)指標(biāo) m

表4 土工布的技術(shù)指標(biāo)

(2)格賓石籠結(jié)構(gòu)設(shè)計。采用格賓石籠結(jié)構(gòu)型式，將其布置在堤防近水區(qū)域，受到靜水壓力、動水壓力、揚壓力、堆積體自重等影響，該工程對其在堤防工程中的抗滑穩(wěn)定性、抗傾穩(wěn)定性進行驗算。其公式參見文[5]。

經(jīng)計算，史灌河(安徽段)典型斷面抗滑移安全系數(shù)Kc=1.76>1.2，抗傾覆安全系數(shù)Kc=2.5>1.6，均滿足規(guī)范要求。格賓石籠結(jié)構(gòu)具體指標(biāo)如表3所列，施工斷面圖如圖2所示。

(3)格賓石籠土工布。土工布的布置可有效隔離土體與沙粒、混凝土等，也可有效截留細(xì)沙及小石料，起到保持水土穩(wěn)定、增強結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用。土工布鋪設(shè)應(yīng)保證松緊度合適，與坡面緊貼，與堤線垂直，土工布鋪設(shè)完成并經(jīng)監(jiān)理驗收后，再在上面鋪設(shè)碎石墊層和預(yù)制塊護坡等。土工布的技術(shù)指標(biāo)如表4所列。

圖3 典型斷面護岸格賓石籠布置圖

2 格賓石籠的施工工序

施工工序如下：

(1)施工前的準(zhǔn)備。主要是：①施工前深入研究設(shè)計文件，根據(jù)現(xiàn)場實際，制定施工方案，并進行技術(shù)交底；②進行現(xiàn)場勘測，根據(jù)相關(guān)水文氣象資料和勘測的實際情況，合理安排施工計劃；③做好各項技術(shù)準(zhǔn)備工作；④格賓石籠施工前，坡面要清理干凈，清基范圍在設(shè)計基礎(chǔ)倉面線外40 cm左右，需將尖銳物，樹根、垃圾等雜物清除干凈，確保“面平、線直、坡順”。

(2)基礎(chǔ)測量。包括① 根據(jù)圖紙，安排專人專項負(fù)責(zé)測量，確保放線準(zhǔn)確；②格賓網(wǎng)測量的平面位置誤差在±30mm～±40mm之間，高程誤差為±30mm，格賓網(wǎng)平整度誤差范圍是±30mm；(3)坡面平整后進行土工布鋪設(shè)，鋪設(shè)要求縫線規(guī)則，與堤縱向垂直，與土面緊密貼合，經(jīng)過驗收后進行碎石鋪設(shè)。

(3)格賓石籠組裝。包括①格賓網(wǎng)需擺放在平整、干燥的地基上，施工人員需帶好安全防護；②在網(wǎng)面邊角，將相互重合的粗邊絲互相擰緊后再與綁絲重合；③使用長約1m的綁絲，以每100mm為間距，將綁絲穿過網(wǎng)孔，將格賓石籠組合成網(wǎng)箱；④為形成連續(xù)擋墻，需把相鄰格賓網(wǎng)箱緊密相連，在最后一個網(wǎng)箱的內(nèi)側(cè)高1/3處，放置“H”形木棍，使所有的網(wǎng)箱都處于緊繃；⑤將石料整齊有序地排放好，填充石料的尺寸需達(dá)到90m～200m的要求，石料粒徑應(yīng)大于網(wǎng)孔2倍左右，護墊填充石料的規(guī)格需達(dá)到 90mm～150mm的要求。石料粒徑較大的分布在籠子周圍，石料間要相互搭接；⑥填料完成后依據(jù)密實情況，填充砂礫石，砂礫石粒徑不得低于格賓石籠的最小孔徑。⑦擺放最上面一層時，需將石料大面朝上，最后測量填充高程，滿足設(shè)計要求后進行封蓋，以20cm為間距扎緊扎線。

3 格賓石籠施工質(zhì)量安全控制要點

格賓石籠施工質(zhì)量安全控制要點如下：

(1)格賓網(wǎng)箱規(guī)格。主要是①格賓石籠應(yīng)合格，必須有質(zhì)量合格證及出廠合格證。格賓網(wǎng)箱材料需滿足于鋼絲材質(zhì)符合GB/T700-1988標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，為高抗腐蝕PE膜+鋅鋁合金網(wǎng)，5絞六邊形網(wǎng)，網(wǎng)孔尺寸為10 cm×12 cm；②格賓網(wǎng)片必須均勻，不得扭曲變形，網(wǎng)孔徑偏差應(yīng)小于設(shè)計孔徑的5%；③網(wǎng)絲直徑為2.5mm，涂塑后直徑為3.5mm左右，鍍鋅量不小于245g /m3，綁扎間距 200mm～250 mm；

(2)填充石料要求。主要是①填充料應(yīng)是堅固密實、耐風(fēng)化好的石材，網(wǎng)箱內(nèi)填充石塊徑約25cm，網(wǎng)箱石料粒徑需大于網(wǎng)孔孔徑1～2倍；②網(wǎng)墊應(yīng)控制在80%以上網(wǎng)墊粒徑為100mm～250 mm，其余用碎石填滿空隙，以增加填充密度；③填充石料切忌只往單個網(wǎng)格內(nèi)填充，網(wǎng)格內(nèi)填料高度差為網(wǎng)格高度的1/3。

(3)組裝格賓網(wǎng)箱。在連接格賓石籠的過程中，需確保均勻、平整、堅固以及接頭連接整齊。格賓網(wǎng)箱的層與層之間砌體應(yīng)縱橫交錯、上下聯(lián)結(jié)、嚴(yán)禁出現(xiàn)通縫。①間隔網(wǎng)與網(wǎng)本身應(yīng)正交，經(jīng)綁扎形成長方形網(wǎng)箱組或網(wǎng)箱，綁扎線須是與網(wǎng)箱同材質(zhì)的鋼絲；②網(wǎng)墊交接處綁扎，相鄰網(wǎng)墊組的上下四角以綁扎絲連接，扎絲間距須小于200mm；③間隔網(wǎng)與網(wǎng)身交接處使用螺旋形組合絲；④對于裸露部位的網(wǎng)片，在每次箱內(nèi)填石高度達(dá)到1/3時設(shè)置拉筋線，呈八字形向內(nèi)拉緊固定。

3 結(jié)束語

史灌河(安徽段)首次運用該技術(shù)手段進行堤防整治，相關(guān)河道成功應(yīng)對六安2016-06-30大水，經(jīng)受住特大洪澇災(zāi)害的實踐檢驗。格賓石籠的應(yīng)用實現(xiàn)了水體與水下土體交換功能，對水環(huán)境修復(fù)、水域植物健康成長起到了積極作用。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1] 董傳琛,張守田,趙大明.格賓石籠在河道治理工程中的應(yīng)用[J].山東水利,2012,(3):29-30.

[2] 張輝.城市防洪工程中格賓石籠的施工技術(shù)[J].中國水運,2016,(10):66-67.

[3] 俞宏慶,于春生,宛志紅.格賓石籠結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究[J].中州煤炭,2015, (3):95-98.

[4] 張亞飛,徐光黎,謝書萌,等.格賓石籠攔擋壩在玉樹地震災(zāi)區(qū)泥石流治理工程中的應(yīng)用[J].安全與環(huán)境工程,2013,(5):11-14.

[5] DZ/T0239-2004,泥石流災(zāi)害防治工程設(shè)計規(guī)范[S]．