鉛絲石籠在青藏高原地區(qū)農(nóng)村公路沖溝防護(hù)工程中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

呂江昆 蘇佳園 趙鵬程

摘要：自“十三五”規(guī)劃以來(lái)，國(guó)家加大了對(duì)西藏自治區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，西藏地區(qū)農(nóng)村公路建設(shè)工作快速穩(wěn)步發(fā)展。西藏地處青藏高原，修建公路沿線山高坡陡，沖溝極多，地形、地質(zhì)條件較差，尤其是沖溝地段，巖石風(fēng)化層較厚，且表層多強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化。每到雨季，大量風(fēng)化巖石在地表水的沖刷下，形成碎石、砂，順?biāo)疀_向路面，易形成泥石流，造成路基路面損毀、交通癱瘓。沖溝防護(hù)是青藏高原地區(qū)農(nóng)村公路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一。文章以西藏昌都地區(qū)某工程項(xiàng)目為依托，介紹了鉛絲石籠在青藏高原地區(qū)農(nóng)村公路沖溝防護(hù)工程中的實(shí)施情況及效果，亦為該類地區(qū)其他沖溝防護(hù)工程設(shè)計(jì)應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村公路；青藏高原；鉛絲石籠；泥石流；沖溝防護(hù)

1 概況

西藏昌都地區(qū)地處橫斷山脈，地形地貌復(fù)雜，農(nóng)村公路要連接鄉(xiāng)鎮(zhèn)、行政村、學(xué)校、集貿(mào)市場(chǎng)等，多修建于山嶺重丘之間，線路選擇與路基防護(hù)設(shè)計(jì)難度較大。沿線路基兩側(cè)沖溝極多，溝內(nèi)淤積物質(zhì)多為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化的碎石、巖屑及粉砂，雨季容易造成堵塞，引發(fā)坍塌、滑坡、泥石流等災(zāi)害，易造成路基路面損毀、交通癱瘓。然而在農(nóng)村四級(jí)公路設(shè)計(jì)、施工中，對(duì)該問(wèn)題往往重視不夠，可能對(duì)沖溝不做治理，或者僅對(duì)大型沖溝做針對(duì)性防護(hù)，如采用邊坡防護(hù)、漿砌片石支擋、預(yù)制管涵排水等防、堵、排措施。此類方法成本較高，工期長(zhǎng)，工藝復(fù)雜，后期維護(hù)要求高，針對(duì)項(xiàng)目所在地沖溝數(shù)目多、投資金額有限、工期緊張等情況，該類措施無(wú)法滿足相應(yīng)項(xiàng)目的整體要求。

在西藏昌都地區(qū)某農(nóng)村公路工程沖溝防護(hù)中，采用鉛絲石籠技術(shù)，同時(shí)輔以河道清理，加強(qiáng)溝內(nèi)排水設(shè)施，使防護(hù)效果大大提升，有效提高了農(nóng)村公路設(shè)計(jì)的精細(xì)化與合理化。

2 方案選擇

2.1 方案比選

設(shè)計(jì)中考慮鉛絲石籠和攔渣壩兩種防護(hù)方案，其作用及優(yōu)缺點(diǎn)如下：

（1）攔渣壩：采用M10漿砌片石砌筑，壩體自重大，強(qiáng)度高，具有較好的抗滑性及抗傾覆性，擋渣及透水效果好；工藝較復(fù)雜，工程成本較高，材料的運(yùn)距及運(yùn)量大，施工周期長(zhǎng)，有可能制約工期，對(duì)細(xì)粒砂石攔擋效果較差。

（2）鉛絲石籠：將片石或卵石填充至鉛絲格賓石籠網(wǎng)中，依靠石籠網(wǎng)串聯(lián)后石塊的自重產(chǎn)生擋渣作用。石塊間存在大量孔隙，該方法透水性好，可及時(shí)排除背面積水，擋渣作用強(qiáng)，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，成型即可見(jiàn)效，施工周期短，成本相對(duì)較低，對(duì)地基承載力及氣候環(huán)境要求不高，石籠本身無(wú)需養(yǎng)護(hù)，可延長(zhǎng)防護(hù)工程使用壽命；但強(qiáng)度和穩(wěn)定性相對(duì)較差。

通過(guò)分析，在中小規(guī)模的沖溝中，采用鉛絲石籠擋墻防護(hù)，局部大規(guī)模沖溝，根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算采用針對(duì)性方案。

2.2 確定位置

應(yīng)盡量設(shè)置在沖溝收窄部位，以減少工程量，石籠排列方向與溝內(nèi)水流沖刷方向盡量垂直，亦要考慮地形是否平整開(kāi)闊、邊坡及地基是否穩(wěn)定，鉛絲石籠埋深應(yīng)不小于0.5m。鉛絲石籠擋墻基礎(chǔ)范圍內(nèi)應(yīng)清除表層腐殖土。擋墻與道路之間的場(chǎng)地應(yīng)進(jìn)行清渣、整平、壓實(shí)，并設(shè)置向道路方向不小于3%的橫坡，使水能自然流入邊溝及涵洞中。疏通、擴(kuò)展水溝，保證雨季不會(huì)擁堵。

2.3 設(shè)計(jì)方案

（1）根據(jù)穩(wěn)定性計(jì)算，當(dāng)攔擋高度H<1.5m時(shí)，采用矩形斷面，設(shè)置單層鉛絲籠防護(hù)；當(dāng)攔擋高度1.5m≤H<4m時(shí)，采用臺(tái)階矩形斷面，單個(gè)石籠尺寸長(zhǎng)1m，高1m，最頂層石籠寬度宜設(shè)置為1m，每增加一層加寬0.5m，鄰道路方向每層錯(cuò)開(kāi)布置30cm，層與層之間錯(cuò)縫鋪排、上下聯(lián)結(jié)，避免出現(xiàn)貫穿縫，并用鋼絲絞合綁扎。當(dāng)攔擋高度大于4m時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算采用其他針對(duì)性方案。

（2）格賓網(wǎng)骨架采用Φ12鋼筋制作，網(wǎng)面采用Φ2.7低碳鋼絲制作，鋼絲應(yīng)做特殊防腐處理，鍍層的粘附力應(yīng)符合EN10223-3標(biāo)準(zhǔn)。低碳鋼絲經(jīng)機(jī)器編織成六邊形雙絞合格賓網(wǎng)，網(wǎng)孔型號(hào)8cm×10cm，網(wǎng)面抗拉強(qiáng)度50KN/m，鋼絲抗張強(qiáng)度不小于350N/mm。絞合鋼絲軸心間距離10cm。格賓網(wǎng)必須由廠家加工成半成品箱籠，確保穩(wěn)固性及抗拉性。

（3）綁扎鋼絲必須采用與網(wǎng)面鋼絲一樣材質(zhì)的鋼絲，為保證聯(lián)接強(qiáng)度需嚴(yán)格按照間隔10～15cm單圈-雙圈連續(xù)交替絞合。

（4）石料可采用片石或卵石，要求強(qiáng)度等級(jí)不小于MU30，不易水解，抗風(fēng)化硬質(zhì)巖石，填充空隙率不大于30%，石料粒徑以100-300mm為宜。

（5）石料應(yīng)均勻、整齊有序擺放，分層填充。為保障平整度，靠面板30cm范圍內(nèi)按照干砌石標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。完成填充后，對(duì)鉛絲籠進(jìn)行封蓋，鉛絲網(wǎng)接縫及蓋板處加密綁扎，以防使用中破損。

3 注意事項(xiàng)

（1）鉛絲石籠作為一種柔性防護(hù)技術(shù)，能有效防止高溫、冰凍、水流沖刷、地形沉陷等自然因素對(duì)結(jié)構(gòu)物的破壞，但其強(qiáng)度較小，抗傾覆及側(cè)滑性能較差，因此必須進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工。

（2）實(shí)際施工中針對(duì)縱深較長(zhǎng)、寬度較大的沖溝，可以配合其他手段綜合治理。如施做混合式過(guò)水路面、M10漿砌片石攔渣壩等，以提高擋渣及排水能力。

（3）施工完成后應(yīng)定期巡視養(yǎng)護(hù)，及時(shí)清理淤積物，保持沖溝內(nèi)部疏通。

4 結(jié)語(yǔ)

西藏昌都地區(qū)農(nóng)村公路建設(shè)中采用鉛絲石籠進(jìn)行沖溝防護(hù)，工程完工半年后，經(jīng)過(guò)汛期的檢驗(yàn)，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，擋渣及排水效果顯著，路面整潔，無(wú)沖刷物質(zhì)流出，鉛絲石籠未發(fā)生明顯變形，達(dá)到了預(yù)期效果。

該工藝在西藏昌都地區(qū)農(nóng)村公路沖溝防護(hù)中的應(yīng)用，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)工作的精細(xì)化、精品化，為構(gòu)建青藏高原地區(qū)的和諧社會(huì)、美麗鄉(xiāng)村、美麗公路發(fā)揮了積極作用。

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（作者單位：中交柏嘉工程技術(shù)研究院有限公司）