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)
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。
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。
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
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
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。
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。
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。