格賓石籠在山洪溝防護中的應用

冷美玲，簡鴻福，2，戴 霖，2

（1.江西省洪圖技術咨詢有限公司，南昌 330000；2.江西省水利科學院，南昌 330000）

1 格賓石籠護岸簡介

格賓石籠網(wǎng)又叫鉛絲石籠、賓格網(wǎng)、格賓網(wǎng)、格賓籠、石籠網(wǎng)、生態(tài)格網(wǎng)、生態(tài)石籠網(wǎng)等。目前新型格賓石籠護岸技術在竹籠、 柳條籃的材質使用和填充材料方面進行了優(yōu)化， 是經(jīng)過特殊加工的機編雙鉸六邊形柔性金屬網(wǎng)扎成立方體網(wǎng)籠并裝填符合設計要求的石料，然后綁扎蓋網(wǎng)形成石籠，根據(jù)工程設計堆砌形成擋墻的一種岸坡襯護形式。

格賓石籠網(wǎng)長度一般有1.0，1.5，2.0，3.0，4.0m，寬1.0，1.5，2.0m，高0.3，0.5，1.0m，長、寬、高公差范圍±5%，金屬網(wǎng)絲直徑2.0～4.0mm，材料可以根據(jù)不同使用年限要求進行選擇， 主要有電鍍鋅鋼絲、普通熱鍍鋅鋼絲、 高熱鍍鋅鋼絲、PVC包塑鋼絲、PE包塑鋼絲、鍍5%～10%鋁鋅合金鋼絲、鍍高爾凡鋼絲等［1］；金屬網(wǎng)面標稱拉伸強度不小于42kN/m，網(wǎng)面標稱翻邊強度不小于35kN/m。格賓石籠網(wǎng)構件部件如圖1。

圖1 格賓石籠網(wǎng)構件部件

填充石料要求采用塊石或卵石， 容重要求達到18～19kN/m3，強度等級不小于35MPa，軟化系數(shù)不低于0.7，要求石料質地堅硬，遇水不易崩解和水解，抗風化；薄片、條狀等形狀的石料不宜采用，風化巖石、泥巖等亦不得用作充填石料。

2 工程實例

2.1 項目概況

陽峰水屬鄱陽湖流域大輸湖水系， 發(fā)源于都昌縣陽峰陽儲嶺， 自北向南折向西流經(jīng)陽峰村、 吉陽村、金星村等，最終匯入鄱陽湖。 流域面積55.91km2，主河道長19.40km，主河道平均比降為0.314%，多年平均流量3.186m3/s。 陽峰水上游河段岸坡較陡，遭遇山洪時常發(fā)生岸坡坍塌現(xiàn)象；中下游河道較淺，行洪能力較低，遭遇山洪時洪水漫溢，沿河村莊受淹，部分河岸坍塌。這些不僅影響到當?shù)氐慕?jīng)濟社會發(fā)展，而且威脅到圩區(qū)內的人民生命和財產(chǎn)安全， 為提高岸坡抗沖能力，達到岸坡穩(wěn)定，急需對河道迎流頂沖和岸坡失穩(wěn)段進行岸坡襯護。

2.2 設計方案比選

陽峰水治理遵循“以人為本、保障安全；人水和諧、注重生態(tài)”的原則，在確保山洪防洪安全的前提下，選取的岸坡襯護形式注重與鄉(xiāng)村景觀、生態(tài)環(huán)境相協(xié)調。通過比選，最終采用格賓石籠對陽峰水迎流頂沖和岸坡失穩(wěn)段進行襯護。 不同類型岸坡襯護對比分析如表1。

表1 不同岸坡襯護對比分析

2.3 典型斷面設計

根據(jù)國家GB50201—2014《防洪標準》要求，陽峰水人口密集重點保護河段設計兩岸岸坡高程滿足10年一遇防洪要求； 本次對治理河段兩岸采用高3.0m格賓石籠擋墻襯護，擋墻頂部按1∶2整坡、采用草皮護坡，根據(jù)石籠規(guī)格要求，擋墻頂寬不小于1.0m，擋墻墻底及墻后須設置無紡土工布， 典型斷面設計如圖2。

圖2 陽峰水格賓石籠擋墻典型斷面設計

2.4 穩(wěn)定計算

采用CECS353—2013《生態(tài)網(wǎng)格結構技術規(guī)程》公式進行格賓石籠擋墻抗滑穩(wěn)定、 抗傾穩(wěn)定及基底應力計算，具體公式如下：

式中 Ko為抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)；∑MV、∑MH為格賓石籠墻趾抗傾覆力矩和傾覆力矩（kN·m）；Kc為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；∑G、∑H分為作用于墻體上的全部垂直力的總和、水平力的總和（kN）；f為地基摩擦系數(shù)；A為底板面積（m2）；∑M為荷載對底板形心軸的力矩（kN·m）；W為壩基底面對于該底面垂直水流方向的形心軸的截面矩；σmax、σmin為基地最大、最小應力。

經(jīng)計算，在河槽內無水，墻后為飽和填土的最不利工況下， 典型斷面格賓石籠擋墻的抗滑穩(wěn)定為1.74，抗傾覆穩(wěn)定為3.08，地基應力σmax為72.04kN/m2，允許承載力220kN/m2。 根據(jù)SL379—2007《水工擋土墻設計規(guī)范》， 擋土墻的級別要求Kc≥1.30，Ko≥1.50，計算結果滿足要求，地基允許承載力220kN/m2，滿足要求。

3 施工流程及控制要點

格賓石籠擋墻岸坡襯護工程施工工藝流程［2］如圖3。

圖3 格賓石籠擋墻護岸施工工藝流程

安裝一般要點： ①平整。 同一層石籠應堆砌平整，相鄰高差小于35cm。②穩(wěn)定。 石塊間應相互搭接并確保穩(wěn)定。同一層石籠堆砌完成后，需在檢查合格的基礎上再進行下一道工序施工。③連接。按要求進行石籠上下左右網(wǎng)箱的聯(lián)結綁扎， 綁扎錨固需連接自然、可靠。④錯縫。同一堆砌層內，前后相鄰兩排石籠間應錯縫堆砌。避免出現(xiàn)順向通縫。上下相鄰兩層石籠間也應錯縫堆砌，避免存在豎向通縫。 ⑤封蓋。網(wǎng)箱封蓋需在頂部填料平整后進行， 先綁扎網(wǎng)箱每端相鄰結點后，再加密綁扎，間隔25cm應綁扎一道［3］。

格賓石籠施工根據(jù)設計圖紙進行測量放樣，原材料進場后需檢驗滿足合格條件后才能進場使用；基礎開挖，人工清平地基、夯實；安裝格賓石籠網(wǎng)箱，在基礎網(wǎng)箱拼裝完成后， 放置在處理好的基礎上栓接固定； 填充石料應符合設計要求， 采用塊石或卵石，填充空隙率不大于30%，填料粒徑不得小于石籠網(wǎng)格大小［4］；頂面填料應比網(wǎng)箱高，經(jīng)人工夯實平整，確保密實，同一層網(wǎng)箱應同時填放石料，網(wǎng)箱填充石料時避免一次性填滿，每次充填網(wǎng)箱高度的1/4為宜；網(wǎng)箱石料填充密實后，進行網(wǎng)箱封蓋綁扎。 石籠擋土墻疊砌施工完成后， 在其墻后鋪設土工布后回填土壓實。

4 結語

本文以陽峰水山洪溝岸坡襯護工程為例，通過介紹格賓石籠技術特性及設計施工的注意要點，為今后類似工程的設計和施工提供一定參考。