河道治理工程中格賓石籠網(wǎng)箱的應用

張海波

(朝陽市水務工程技術審查中心，遼寧 朝陽 122000)

格賓石籠是指按照機械的方式，采用延性較好的低碳鋼絲編制成的六角形格賓網(wǎng)，一般具有穩(wěn)定性、整體性佳，透水性好，施工方便、迅速，可變更性強，易維護等特點，在河道治理工程中格賓石籠的應用日趨廣泛[1]。

一方面，格網(wǎng)是利用專用機械編制而成的雙絞網(wǎng)狀結構，即使箱籠出現(xiàn)局部破壞也不會影響其整體性。采用適度變形的低碳鋼絲將全部工程連接成整體，該過程無需分縫，即使出現(xiàn)不均勻沉陷結構整體也不會產(chǎn)生裂縫或出現(xiàn)嚴重問題。另一方面，經(jīng)填充料的孔隙擋墻砌體后填土中的水可以排出，并且通過砌體能夠快速的排出滲入墻后土的地表水，從而減少墻后地下水壓力。根據(jù)設計意圖，可以將網(wǎng)箱體工廠化制成半成品，也可按設計圖在施工現(xiàn)場定型組裝，在已預先處理好的基坑或土坡上砌壘箱籠當圖像及護坡，灌進填充料、加上蓋網(wǎng)即成。該過程具有便于機械化操作、受氣候干擾小、操作家變等特點，在加快工程進度的同時保證施工質量。此外，新的生態(tài)格網(wǎng)固濱擋墻護岸工程，可沿著原有的護腳的延伸方向繼續(xù)安裝箱籠，任意增加墻身長度。在墻身受力條件和地基承載力允許時，在原墻身上可以繼續(xù)疊砌，結合實際需要適當提高墻身高度。在順長方向石籠通常加設有隔板網(wǎng)，從而形成必須獨立的立方體，當網(wǎng)格破壞導致某個立方體出現(xiàn)石塊擾動而被水流沖走時，這僅僅是有限的、局部的口，又因雙向交織的鐵絲網(wǎng)的局部損壞不易擴展，維修時只需重新填滿石料修鋪好局部損壞的網(wǎng)格就可以繼續(xù)使用，因此維修比較簡單。

1 工程概況

古山子河屬于大凌河二級支流，全長39.60km，流域面積326.10km2。一直以來，古山子河中上游段未經(jīng)有效治理，之后經(jīng)2018年“8·3”洪水沖兌，造成原有防護工程嚴重損毀，局部河道改線，河床淤積。為排除險情，加強河道防洪能力，確保防洪安全，擬對古山子河古山子鎮(zhèn)河段及其支流部分河段進行治理。

該治理工程起點位于朝陽縣古山子鎮(zhèn)關杖子橋(樁號K0+000)，終點位于龍城區(qū)交界處(樁號K12+662)，均為農(nóng)村段。工程范圍內(nèi)古山子河長度為12.65km，已治理2.53km，未治理長度10.31km，工程范圍內(nèi)現(xiàn)有左岸護岸2.53km，右岸護岸1.81km，達標段防洪標準10a一遇。通過深入現(xiàn)場查勘，結合河段現(xiàn)場情況以及當?shù)厮块T、受益鄉(xiāng)鎮(zhèn)的建議，制定符合實際情況的設計方案，具體如下：

1)護岸工程：對部分沖刷嚴重，無工程的河段，采用防護措施，以及原有護岸工程損壞以及不達標段進行石籠護岸防護，保護耕地及岸坎，以達到設計的防沖標準要求。護岸長為14.39km，左岸長為10.33km(坡式護岸3280m、墻式護岸7046m)，右岸長為4.06km(坡式護岸2090m、墻式護岸1968m)。

2)河道平整工程：治理河段多年淤積，未曾平整，縮窄了行洪斷面，造成河道彎曲，河床不穩(wěn)定，影響行洪，擬對河道進行平整，恢復河道泄洪能力，以確保河道的行洪安全，干流河道平整長度10.296km。

3)生態(tài)工程：在護岸迎水側布置護岸林，種植耐澇的喬木，洪水時，生態(tài)工程地可減緩洪水流速，防風防浪，搶險時又可就地取材。將一定寬度的護岸帶補植于主行洪區(qū)邊界，樹種以灌木為主。種植柳樹0.36萬棵，棉槐32.49萬株。

2 格賓石籠網(wǎng)箱護岸

2.1 護岸形式比選

根據(jù)河道岸坎現(xiàn)狀，河道寬度情況以及已有工程形式，設計樁號K0+000-K3+036段、K5+389-K6+004段選用坡式護岸形式，保證上下游延順銜接。K6+004-K12+652段護岸型式擬對階梯型格賓石籠生態(tài)護岸、漿砌石護岸、毛石混凝土護岸、墻式石籠護岸，從經(jīng)濟條件及技術可能性比較，具體如下：1)Ⅰ方案階梯型格賓石籠生態(tài)護岸。優(yōu)點：工程投資相對低，基礎親水性好，可實施植被綠化，利于生態(tài)；穩(wěn)定性、整體性佳，施工便捷、工期短；耐久性好，使用壽命長；抗震性能好；可變更性強；易于維護。缺點：開挖量大，占地面積大。

2)Ⅱ方案漿砌石護岸。工程投資相對較高，需要水泥量較大，對基礎要求嚴格，施工工序較多，所需勞力也多，相應工期較長，施工質量不易控制，不利于河道生態(tài)，其優(yōu)點是占用土地少，開挖量小。

3)Ⅲ方案毛石混凝土護岸。工程投資高，需要水泥量大，對基礎要求嚴格，通水性差，不利于生態(tài)及地下水補給。其優(yōu)點是占用土地少，開挖量小，施工工序少，所需勞力也少。

4)Ⅵ方案墻式格賓石籠護岸。優(yōu)點：工程投資相對較低，耐久性好，使用壽命長，不利于生態(tài)及地下水補給；占用土地少，開挖量小，施工工序少，使用壽命長；抗震性能好；可變更性強；易于維護。其缺點是不能實施生態(tài)綠化。

綜上分析，考慮到河道較窄、流速較大且岸坎陡坎明顯的情況，以及工程段為古山子河上游農(nóng)村河段，兩岸耕地較多，對K6+004-K12+652段選?、龇桨笁κ礁褓e石籠護岸符合當?shù)貙嵡?，?jīng)濟、合理。

2.2 坡式護岸設計

坡式護岸Ⅰ：坡式護岸總高度為2m，護岸下部護腳為1m×1.2m(寬×高)石籠，封頂為1.0m×0.4m(寬×高)石籠。護岸設400g/m2土工布，土工布自封頂?shù)酌嫜仄旅驿佒粱A底面，護坡處土工布上鋪15cm厚砂石墊層。石籠護坡厚0.4m，設計邊坡1∶2.0，護岸結構見圖1。

圖1 坡式格賓石籠護岸斷面圖I

坡式護岸Ⅱ：坡式護岸總高度為2.5m，護岸下部護腳為1m×1.2m(寬×高)石籠，封頂為1.0m×0.4m(寬×高)石籠。護岸設400g/m2土工布，土工布自封頂?shù)酌嫜仄旅驿佒粱A底面，護坡處土工布上鋪15cm厚砂石墊層。石籠護坡厚0.4m，設計邊坡1∶22.0，護岸結構見圖2。

圖2 坡式格賓石籠護岸斷面圖II

2.3 墻式護岸設計

墻式護岸I：石籠擋墻背為直立面，擋墻高3.2m，分3層砌筑，底層高1.2m，中層高1.0m，頂層高1.0m，由上至下，一層、二層石籠迎水側錯臺0.5m，墻頂寬1.0m，石籠底寬2.5m，石籠擋墻I結構見圖3。

墻式護岸Ⅱ：石籠擋墻背為直立面，擋墻高3.7m，分4層砌筑，底層高1.2m，中層高1.0m，頂層高0.5m，由上至下，一層、二層石籠迎水側錯臺0.2m，二層、三層石籠迎水側錯臺0.5m，墻頂寬0.8m，石籠底寬2.5m，石籠擋墻Ⅱ結構見圖4。

圖3 墻式格賓石籠護岸斷面圖I

圖4 墻式格賓石籠護岸斷面圖II

3 施工控制

3.1 施工準備

實測工程區(qū)的原始斷面圖、地形圖，并進行測量定線。完成施工區(qū)“三通一平”、臨時設施、施工用水電、場內(nèi)外道路建設等工作。

3.2 基礎處理

1)清理：用于背水側回填部分采用1m3挖掘機開挖裝8t自卸汽車運輸500m，用于迎水側及護腳回填部分采用74kW推土機清理就近堆存用于回填。

2)土方開挖：使用1m3、0.6 m3挖掘機開挖迎水側就近堆存用于回填。

3)土方回填：采用開挖料及清淤料回填。石籠防護背水側采用1m3挖掘機裝8t自卸汽車運輸500m回填，其余部分土方采用74kW推土機回填。運至回填工作面土方基礎部位采用人工壓實，其余70%采用74kW拖拉機壓實。

3.3 施工技術

1)安裝：①取一個石籠單元置于平實的地面展開，首先固定隔板兩邊，人工把因折疊而引起的底板彎曲部分進行整平；②立起隔板，隔板底部未發(fā)現(xiàn)機械折痕時要固定兩邊，并立起隔板，有效防止因固定不到位而引起的隔板高度不一致或不足的現(xiàn)象；③將邊板底部邊線利用木板壓住，保證邊板有足夠的高度且底板處于同一直線上；④長邊板折起前后用長15cm長的鋼絲絞合邊板與邊板、邊板與各奔相接的14個點，完成組裝后所有石籠的豎直面板上邊緣要處于同一水平面，并且確保絞合點牢固、四周邊板平整；⑤將組裝好的石籠一個緊靠一個整齊地擺放在拋石基礎上，隔板的方向和水流方向垂直，依次排開所有石籠，按操作流程安裝并填充。

2)填充石料：①分層次砌筑，從而防止因未填滿露出隔板而引起的彎曲現(xiàn)象；②為了解決由于單邊填裝可能造成的邊板兩邊變形的問題，要同時填裝邊板兩邊的石料；③應采用人工操作的方式擺放石籠內(nèi)的石料，最大程度的保證其表面平整以及減少孔隙率，結合石料存在一定沉降的實際情況，裝填過程中可以預留3cm的超高。

3)封蓋：①石籠封蓋前必須校正因填裝引起彎曲的隔板，對已裝填的石料進行平整，確保所有橫向、縱向邊緣在同一直線上，保證坡面平整，無凹陷、凸起現(xiàn)象；②鋪設蓋板，將隔板與蓋板上邊緣、邊板與蓋子邊緣利用已剪好的1.3cm長鋼絲絞合在一起，其中靠一起的蓋板和邊板邊緣應同時絞合，該過程中每隔10-15cm單、雙圈交替絞合，并且間斷的每根鋼絲絞合長度控制在1m以內(nèi)。③上下層石籠應錯縫布置，不形成通縫。④網(wǎng)箱按照相關規(guī)范要求，絞合連接。把土工布平鋪在地面上，若布幅不夠，應先縫接達到設計要求，有破損處應予修補或更換，將土工布按規(guī)定尺寸裁剪好，拼成大片，搭接0.5m，接縫不得垂直于最大荷載方向。

4 結 論

格賓石籠網(wǎng)箱結構能夠適應地基輕微沉降變形，利用合金鋼絲交接相鄰網(wǎng)箱可以抵抗河流較大的洪水沖刷；此外，采用合金鋼絲制成的網(wǎng)箱具有一定的柔性，表層被PVC材料包覆或鍍有防腐材料，可以大大提升抵抗污染水質腐蝕能力和工程耐久性。此外，在砂卵石豐富的河道能夠就地取材，減少工程投資成本。