拉各拉險(xiǎn)段治理工程中石籠護(hù)岸的應(yīng)用

方 哲

（遼寧省阜新市阜新蒙古族自治縣水利事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 阜新 123100）

1 工程概況

招束溝河拉各拉村險(xiǎn)段治理工程位于阜蒙縣招束溝鎮(zhèn)東北部拉各拉村，工程位置在招束河段。

招束溝河發(fā)源于阜蒙縣招束溝鎮(zhèn)花臺(tái)營子村西大板，流經(jīng)招束溝鄉(xiāng)境內(nèi)花臺(tái)村、上招村、下招村、拉各拉村四個(gè)行政村，在拉各拉村匯入二道河。招束溝河總長21 km，流域面積86.3 km2?，F(xiàn)狀河寬在10 m～35 m，最大安全泄量101 m3/s～896 m3/s，多年平均徑流量為0.0418 億m3/s。流域人口0.601 萬人，耕地面積為4.3 萬畝，流域地處半干旱大陸性溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量475 mm，多集中在7 月～9 月，占全年降水量的70%。年平均日照總時(shí)數(shù)為2881 h，多年平均氣溫7.2℃，以7 月份平均氣溫最高25.7℃；以1 月最低，平均氣溫-12.8℃。年無霜期150 d左右，結(jié)凍時(shí)間為11 月上旬～次年4 月上旬。

因河道治理段上下游沒有歷史洪水資料，洪水重現(xiàn)期按保護(hù)對(duì)象確定洪標(biāo)準(zhǔn)，此河段保護(hù)人口為500 人（＜20 萬人），保護(hù)耕地1000 畝（＜30 萬畝）。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201-94），堤防等級(jí)為Ⅴ級(jí)，洪水標(biāo)準(zhǔn)為10 a～20 a 一遇，根據(jù)本工程實(shí)際情況，取洪水標(biāo)準(zhǔn)為10 a 一遇。擬建設(shè)河段場(chǎng)區(qū)地基巖土均存在滲透問題，可能由此產(chǎn)生壩基滲透變形，無產(chǎn)生接觸沖刷和流失現(xiàn)象的可能性。巖土滲透系數(shù)中細(xì)砂為0.6 m/s～4.3 m/s，粗砂為3.3 m/s，礫砂13.2 m/s。

2 石籠護(hù)岸應(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)

2.1 石籠技術(shù)參數(shù)

本著滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)要求、減少占地賠償、有利于施工及未來與上下游護(hù)岸銜接等因素，結(jié)合實(shí)際情況確定護(hù)岸建設(shè)規(guī)模及護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式。本工程采用石籠護(hù)岸，石籠護(hù)岸工程布置共2 處，石籠護(hù)岸長450 m，高度1.0 m～2.0 m，設(shè)計(jì)坡比1∶1.5。將現(xiàn)有河岸填削成1∶1.5 坡，石籠護(hù)岸坡比為1∶1.5，石籠厚為0.4 m。由于岸邊坎高不等，石籠護(hù)岸高1.0 m～2.0 m，按照《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50286-2013）的要求，結(jié)合招束溝河最大流速及工程實(shí)際情況，石籠網(wǎng)塊石粒徑不小于20 cm，采用鐵絲石籠護(hù)砌，石籠構(gòu)件部件示意圖及石籠網(wǎng)格機(jī)械翻邊和絞邊示意圖見圖1～圖2[1]。下鋪設(shè)土工布，兩端各長出1.0 m。坡腳為石籠護(hù)腳，護(hù)腳基礎(chǔ)深1.5 m，寬0.6 m，石籠網(wǎng)格為棱形，塊石粒徑不小于20 cm。招束溝河拉各拉村險(xiǎn)段治理工程護(hù)岸工程石籠技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)見表1。

表1 石籠技術(shù)參數(shù)

鋼絲抗張拉強(qiáng)度在400 N/mm2～600 N/mm2，未經(jīng)編織的鋼絲延伸率≥12%，經(jīng)編制加工的鋼絲成品延伸率≥7%。

圖1 石籠構(gòu)件部件圖

圖2 石籠網(wǎng)格機(jī)械翻邊和絞邊示意圖

2.2 護(hù)坡頂部與底部處理

為確保護(hù)坡頂部能與灘面平順銜接，防止招束溝河洪水期形成超過造床流量的水流掏刷護(hù)坡，阻止灘面河水入侵破壞坡面，應(yīng)將石籠護(hù)岸向外延長至少1.5 m，并在其上安放深1.0 m、寬0.6 m 的漿砌石塊壓住無紡布。對(duì)于石籠水上護(hù)岸低于枯水位的部分，應(yīng)按照1.0 m×1.0 m 尺寸進(jìn)行溝槽錨固，通過毛石將無紡布?jí)喝霚喜蹆?nèi)。

上述處理后河床遇造床流量的沖刷深度最大可達(dá)0.50 m?？梢?，如此的護(hù)坡底部錨固結(jié)構(gòu)與深泓線相距較遠(yuǎn)，滿足沖刷深度要求。

2.3 石籠護(hù)岸施工要點(diǎn)

招束溝河拉各拉村險(xiǎn)段治理工程石籠護(hù)岸施工工藝流程為基礎(chǔ)開挖→石籠組裝→石籠定位連接→卵石裝填→石籠封蓋→石籠護(hù)砌。

2.3.1 基礎(chǔ)開挖

本工程采用石籠網(wǎng)箱基礎(chǔ)挖掘機(jī)機(jī)械開挖，在基底預(yù)留18 cm 厚進(jìn)行人工開挖整平與夯實(shí)，待基礎(chǔ)地基密實(shí)度、平整度、地基承載力以及輪廓線尺寸、基礎(chǔ)深度等達(dá)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行無紡布的人工鋪設(shè)?，F(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)無紡布時(shí)，必須確保地基平整，無雜物，無紡布平順、緊貼地面鋪設(shè)，避免松緊過度、張拉受力、薄厚不均、褶皺折疊等現(xiàn)象，對(duì)劃破等破損處及時(shí)修補(bǔ)。

2.3.2 石籠組裝施工

將石籠鋼絲成捆運(yùn)輸至施工場(chǎng)地后，將其放置于平整場(chǎng)地按設(shè)計(jì)圖組裝，避免鋼絲表面PVC 涂層受到損壞。將組裝好的石籠運(yùn)送至施工作業(yè)面，并按石籠設(shè)計(jì)位置將其依次就位，排與排之間的石籠布置時(shí)錯(cuò)開1/2 籠體安裝，安裝完畢后填充石料，并注意避免對(duì)中間格網(wǎng)造成擠壓，固定好石籠外側(cè)，防止籠體變形。填充卵石料時(shí)，主要采用平均粒徑20 cm～25 cm 的鵝卵石填料人工填充，分層填放。一次投料填充高度應(yīng)在30 cm以內(nèi)，人工振搗密實(shí)后再進(jìn)行其余部分投料填充。石籠籠體填料過程中，應(yīng)控制好籠體高度與平整度，確保符合設(shè)計(jì)要求后，加蓋網(wǎng)蓋，并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行網(wǎng)蓋的綁扎。

2.3.3 石籠護(hù)岸施工

石籠護(hù)岸先進(jìn)行基礎(chǔ)開挖及削坡，開挖面要平整，按設(shè)計(jì)尺寸?；A(chǔ)開挖完成后進(jìn)行石籠砌筑，網(wǎng)格鋼絲直徑2.7 mm，邊緣鋼絲直接3.7 mm，最小鍍鋅量245 g/m2，邊緣鋼絲265 g/m2，網(wǎng)眼10 cm×12 cm，抗拉強(qiáng)度≥40 kN/mm。裝塊石尺時(shí)要按砌石砌筑方法進(jìn)行砌筑裝石，石籠面要平整美觀，石塊分層砌筑，上下層砌石應(yīng)錯(cuò)縫砌筑，最后進(jìn)行縫籠，縫籠要縫緊，每隔20 m，留一條伸縮縫。按堤高、石籠受力方向、防洪度汛要求，按照盡可能減少接縫數(shù)量的原則進(jìn)行石籠鋪設(shè)，并保證石籠鋪設(shè)和填筑施工同步。石籠護(hù)坡底邊線、定邊線必須保證平順整齊，按照干砌面進(jìn)行擋墻迎水面的控制，并保證擋墻迎水面平整順直。單層石籠施工結(jié)束后，進(jìn)行回填與夯實(shí)處理，保證石籠穩(wěn)定性和夯實(shí)施工達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行下一道工序施工。石籠擋墻和石籠護(hù)岸施工結(jié)束后鋪設(shè)堤腳巨型卵石，從石籠護(hù)坡面一直鋪設(shè)至石籠擋墻頂部，卵石粒徑≥40 cm。

對(duì)于石籠護(hù)岸施工過程中受損的石籠，必須及時(shí)修理，首先徹底清除保護(hù)層破壞處的料物，填入合格料物，打磨平整表面。對(duì)于僅通過修補(bǔ)難以恢復(fù)的破損，應(yīng)在破損處外部鋪設(shè)一層合格的石籠材料，鋪設(shè)材料各邊長度大于破損部位1 m，并采用與破損石籠相同的鐵絲材料進(jìn)行拼接處理[2]。

2.3.4 石籠護(hù)岸施工質(zhì)量控制

為進(jìn)行拼接縫強(qiáng)度質(zhì)量測(cè)試，在每1000 m2中取樣進(jìn)行拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)強(qiáng)度為母材的86.5%，應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。本工程石籠填筑前必須進(jìn)行測(cè)量放樣及成果檢查，基礎(chǔ)面開挖清理及質(zhì)量檢查，確保石籠輪廓線、平整性、密實(shí)度等符合設(shè)計(jì)規(guī)范，其表面平整度允許誤差為±25 mm，填筑厚度應(yīng)不超過設(shè)計(jì)厚度的±10%。坡面平整度采用坡尺配合拉線每隔20 m進(jìn)行一次檢查，允許偏差±4.5 cm，坡頂高程采用水準(zhǔn)儀檢測(cè)，允許偏差正副4.0 cm，石籠網(wǎng)片綁扎點(diǎn)間距≤20 cm。

根據(jù)石籠護(hù)腳基礎(chǔ)巖土物理力學(xué)性質(zhì)和滲透系數(shù)分析，基礎(chǔ)巖土承載力要能夠滿足石籠護(hù)岸建設(shè)要求，但在施工中，基礎(chǔ)局部發(fā)現(xiàn)的淤泥必須清除，用粘土料回填夯實(shí)，確保護(hù)腳穩(wěn)定；護(hù)腳清基時(shí)，發(fā)現(xiàn)軟土或碎石、礫砂、圓礫應(yīng)清除，以免護(hù)腳基礎(chǔ)嚴(yán)重滲漏形成流土或管涌，危及護(hù)岸安全；護(hù)腳基礎(chǔ)涉及淤積土、種植土、有樹木根系地段，應(yīng)徹底清除。

3 結(jié)論

招束溝河拉各拉村險(xiǎn)段治理工程于2016 年4 月完工至今，運(yùn)行效果良好，采用石籠護(hù)岸，與現(xiàn)有河道結(jié)合的整體性強(qiáng)，對(duì)河道變形具有良好的適應(yīng)性，強(qiáng)度高、透水性強(qiáng)、施工簡(jiǎn)便，能適應(yīng)上下游水流條件，并有效抵抗水流流速?zèng)_擊，充分發(fā)揮固灘促淤的作用，運(yùn)行方便，經(jīng)濟(jì)性好，施工質(zhì)量易于控制，應(yīng)在河道護(hù)岸治理工程中推廣應(yīng)用。