鄒建

江西省建洪工程監(jiān)理咨詢有限公司,江西 南昌 330029

1 概述

于都縣躍洲水利樞紐工程是一座集水力發(fā)電、改善河段水環(huán)境質(zhì)量、旅游、航運(yùn)等效益為一體的綜合性中型水利工程，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)環(huán)境尤其是水環(huán)境的要求越來(lái)越高，在新建水利工程中對(duì)現(xiàn)狀河道進(jìn)行生態(tài)型河道整治勢(shì)在必行。生態(tài)型河道的要求，首先是河岸能滿足防洪抗沖標(biāo)準(zhǔn)要求，主要是構(gòu)建能透水、透氣、生長(zhǎng)植物的生態(tài)防護(hù)平臺(tái)；另一個(gè)要求是河道護(hù)岸能滿足生態(tài)平衡要求，建立良性的河岸生態(tài)平衡系統(tǒng)，對(duì)河道的生態(tài)系統(tǒng)起到修復(fù)和改善的作用。即改造自然但又不破壞自然生態(tài)平衡，二者的結(jié)合體現(xiàn)了“人與自然和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展和諧相處”的理念。

傳統(tǒng)的護(hù)岸結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、水土保持以及防洪治澇方面取得了較好的效果，但與周邊的生態(tài)環(huán)境、人文環(huán)境、社會(huì)環(huán)境等方面不太協(xié)調(diào)，對(duì)河道生態(tài)平衡和水環(huán)境凈化產(chǎn)生了一定影響，使得河道天然的自凈能力以及自然河流的生物鏈?zhǔn)艿捷^大影響，傳統(tǒng)的護(hù)岸結(jié)構(gòu)帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越引起重視。而雷諾護(hù)墊生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)在防侵蝕或防沖刷保護(hù)河岸方面不僅能滿足工程安全穩(wěn)定的要求，同時(shí)兼顧環(huán)境保護(hù)和生態(tài)修復(fù)的功能，彌補(bǔ)傳統(tǒng)的護(hù)岸結(jié)構(gòu)的不足，躍洲水利樞紐工程進(jìn)水渠護(hù)岸就是根據(jù)雷諾護(hù)墊以上特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)選用雷諾護(hù)墊這種護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式。

2 雷諾護(hù)墊護(hù)岸概述

護(hù)岸設(shè)計(jì)的基本原理是防護(hù)材料的抗沖能力要大于水流的沖刷能力，當(dāng)防護(hù)材料的抗沖流速大于水流的沖刷流速時(shí)，防護(hù)材料可視為穩(wěn)定的防護(hù)體，不會(huì)在水流的沖刷下發(fā)生位移，從而起到防治沖刷的發(fā)生，保護(hù)基礎(chǔ)層的穩(wěn)定，從而達(dá)到維持岸坡穩(wěn)定的作用。雷諾護(hù)墊是由特殊防腐處理的低碳鋼絲經(jīng)機(jī)器編制成的六邊形絞合鋼絲網(wǎng)，在工廠做成符合工程要求的網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)，具有較優(yōu)的網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，在施工現(xiàn)場(chǎng)采用設(shè)計(jì)級(jí)配的石料填充護(hù)墊，依靠雷諾護(hù)墊內(nèi)部填石自身的抗沖能力，以及鋼絲網(wǎng)箱所能提供的限制石料位移的能力。達(dá)到抗沖和岸坡穩(wěn)定的作用，常用于岸坡防護(hù)等防止沖刷的工程。躍洲水利樞紐工程進(jìn)水渠護(hù)岸設(shè)計(jì)通過(guò)多種護(hù)岸型式比較，最終選定雷諾護(hù)墊護(hù)岸的這種型式，雷諾護(hù)墊具備天然的透水性和促淤功能，有著與自然河岸相類似的表面，改善了河流水流的運(yùn)行狀況，可使水流保持良好的均勻流形態(tài)，避免了高速水流的形成，解決了拋石護(hù)岸形成局部淘刷問(wèn)題的難題，有利于自然植被的生長(zhǎng)，天然植被的形成，反過(guò)來(lái)增加了護(hù)岸整體的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了工程壽命，營(yíng)造了良好的周邊環(huán)境。而傳統(tǒng)的護(hù)岸恰恰相反，如果有雜草生長(zhǎng)則意味著工程逐漸老化，隨時(shí)有松動(dòng)垮塌的可能。雷諾護(hù)墊作為生態(tài)柔性護(hù)坡的一種結(jié)構(gòu)形式，具有環(huán)保、不需或少需維護(hù)的工程結(jié)構(gòu)，很好地解決了傳統(tǒng)的剛性護(hù)砌護(hù)岸存在生態(tài)環(huán)境有破壞及不能適應(yīng)變形等方面的缺陷。因此這種護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式是目前生態(tài)護(hù)岸的首選型式之一。

3 雷諾護(hù)墊的特性及優(yōu)越性

3.1 雷諾護(hù)墊的糙率確定

雷諾護(hù)墊的糙率主要由雷諾護(hù)墊的結(jié)構(gòu)類型和填石的粒徑分布情況以及外包網(wǎng)絲控制。一般情況下不考慮外包網(wǎng)絲的影響。結(jié)構(gòu)類型對(duì)雷諾護(hù)墊糙率的影響一般是結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)取值，為了簡(jiǎn)化，雷諾護(hù)墊的糙率僅與填石粒徑分布有關(guān)。根據(jù)工程運(yùn)行情況總結(jié)以下經(jīng)驗(yàn)公式：

其中：n-糙率；d90-質(zhì)量百分含量大于90%的石料粒徑。

雷諾護(hù)墊的填石粒徑范圍為70mm～150mm。

采用合適尺寸的卵石、片石或塊石，空隙率不超過(guò)30%，要求石料質(zhì)地堅(jiān)硬，強(qiáng)度等級(jí)MU30，比重不小于2.5t/m3，遇水不易崩解和水解，抗風(fēng)化。對(duì)于尖狀石塊，及風(fēng)化巖石、泥巖不得用做充填石料。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室做原型試驗(yàn)成果，設(shè)計(jì)時(shí)雷諾護(hù)墊參考糙率為0.0277。高于漿砌石和混凝土，其消能效果好，波浪在爬高的過(guò)程中能消耗較多的能量，降低了波浪爬高，從而有效地減低了浪壓力向地基的傳遞，更加有效地保證了岸坡土的力學(xué)穩(wěn)定性。

3.2 柔韌性與耐久性

雷諾護(hù)墊特有的柔性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用高伸張率的低碳鋼絲，雷諾護(hù)墊采用的鋼絲標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)參數(shù)：鋼絲抗拉強(qiáng)度350-500N/mm2,伸長(zhǎng)率≥10%；網(wǎng)面鋼絲直徑φ2.0mm，公差±0.05mm，最小鍍層量為215g/m2；為加強(qiáng)構(gòu)件剛度，鋼絲面板邊端采用直徑為φ2.7mm的邊端鋼絲，鍍層鋼絲公差±0.06mm，最小鍍層量為245g/m2；綁扎鋼絲直徑φ2.2mm，公差±0.06mm，最小鍍層量為230g/m2；

根據(jù)具體工程需要，鋼絲的防腐處理型式主要有厚鍍鋅、厚鍍高爾凡（5%鋁鋅合金＋稀土元素）、厚鍍鋅覆塑、厚鍍高爾凡覆塑可供選擇。

因此該體系具有很強(qiáng)的柔韌性及適應(yīng)變形能力強(qiáng)，在北方寒冷季節(jié)冰的凍漲力對(duì)其無(wú)影響。同時(shí)能夠?qū)Σɡ四芰课铡⑾?，使水體動(dòng)能下降，降低了波浪在堤身的爬高以及波浪底流速，能夠有效地輔助護(hù)岸系統(tǒng)起到防護(hù)作用。

雷諾護(hù)墊具有較強(qiáng)的耐久性能。它還由具有優(yōu)良防腐性能的鋼絲經(jīng)過(guò)機(jī)械編織，組裝而成，優(yōu)良的鍍層工藝和編織技術(shù)，保證了鍍層厚度的均勻性和抗腐蝕性。由于結(jié)構(gòu)的整體性，以及和自然環(huán)境融為整體，所以在鍍層損失的情況下，不影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.3 獨(dú)立性和整體性相結(jié)合、良好的透水性

雷諾護(hù)墊均可在工地現(xiàn)場(chǎng)組裝成型，相互綁扎成整體，連成無(wú)構(gòu)造縫整體，屬于典型的柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立性和整體性相結(jié)合的特點(diǎn)，可以適應(yīng)地基的不均勻沉降，工程應(yīng)用中有廣泛適應(yīng)。

雷諾護(hù)墊自身的透水性，一可以迅速降低岸坡后土體內(nèi)由于降雨等原因嚴(yán)生的地下水位，消減孔隙水壓力，維持岸坡自身強(qiáng)度，降低產(chǎn)生滑坡的危險(xiǎn)；二無(wú)需專門的排水設(shè)施，節(jié)省資金，提高施工速度。三可以加強(qiáng)水的交換能力，促進(jìn)植被生長(zhǎng)和生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。

3.4 施工簡(jiǎn)便迅速，效率高

雷諾護(hù)墊是按設(shè)計(jì)要求在工廠生產(chǎn)制作出半成品，施工現(xiàn)場(chǎng)按施工圖進(jìn)行組裝定型。整體施工操作簡(jiǎn)便、工序少、無(wú)需特殊的技術(shù)工人、受氣候干擾小，整體施工效率頗高且質(zhì)量易于保證。在有機(jī)械進(jìn)行配合的時(shí)候，更加能夠加快施工進(jìn)度。工人無(wú)需特別培訓(xùn)。同比此類結(jié)構(gòu)的施工效率高（是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的施工效率3到5倍），也就是說(shuō)，縮短了施工周期。

3.5 生態(tài)環(huán)保和環(huán)境的和諧性

首先，雷諾護(hù)墊結(jié)構(gòu)沒(méi)有采用任何污染性材料，結(jié)構(gòu)的主要材料石材均是來(lái)源于自然界，輔助性主要材料鋼絲網(wǎng)也沒(méi)有任何污染作用。而由于結(jié)構(gòu)內(nèi)較多的填石孔隙可以實(shí)現(xiàn)河水和結(jié)構(gòu)后土體的自由水交換，增強(qiáng)水體的自我凈化能力，改善水質(zhì)；為各類水生動(dòng)植物提供生存空間，維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡，是建設(shè)生態(tài)型水利工程首選結(jié)構(gòu)型式之一。工程前期可能對(duì)自然造成的破壞，但能在較短的時(shí)間內(nèi)得到恢復(fù)和改善。

無(wú)論是內(nèi)部的填石還是后期長(zhǎng)出的綠色植被，都能夠與自然融為一體，有利于生態(tài)修復(fù)與環(huán)境保護(hù)；做到了既改造自然又不破壞自然生態(tài)平衡，同時(shí)美化了環(huán)境。

4 雷諾護(hù)墊施工要點(diǎn)

躍洲水利樞紐工程進(jìn)水渠護(hù)岸雷諾護(hù)墊的施工特點(diǎn)步驟分列如下：

雷諾護(hù)墊施工首先要進(jìn)行施工放樣，復(fù)測(cè)工程樁號(hào)，地面高程和水下護(hù)底高程。劃定土方開(kāi)挖。填坡邊界測(cè)算，整坡土方，護(hù)岸工程量。坡面土壤力學(xué)指標(biāo)復(fù)測(cè)；然后進(jìn)行整坡開(kāi)挖，清理坡面雜物。夯實(shí)填方護(hù)岸工作面。雷諾護(hù)墊的護(hù)岸工藝流程包括：首先鋪設(shè)土工布；制作成形雷諾護(hù)墊單元格；鋪設(shè)雷諾護(hù)墊單元格；填充級(jí)配石料；雷諾護(hù)墊單元格覆蓋面網(wǎng)并捆扎成一護(hù)岸整體；澆注護(hù)岸壓頂抗滑砼并養(yǎng)護(hù)達(dá)標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

我省是水利資源大省，也是深受各種水利災(zāi)害影響較嚴(yán)重的省份，傳統(tǒng)的各種水利防護(hù)工程設(shè)施往往在保護(hù)河岸的同時(shí)，也阻斷了水體與地下水間的水交換，影響了植被的自然生長(zhǎng)，并最終導(dǎo)致水土流失，泥沙淤積河道，河水水質(zhì)下降，水體生物鏈也受到一定的破壞，同時(shí)對(duì)防護(hù)工程周邊生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和改善產(chǎn)生不利影響。

經(jīng)過(guò)廣泛的理論論證及工程實(shí)踐，雷諾護(hù)墊等環(huán)保材料具有透水性和結(jié)構(gòu)柔韌性較強(qiáng)，并能生長(zhǎng)植被等特點(diǎn)，同時(shí)在確保工程自身安全穩(wěn)定的前提下，可有效保證水體與地下水系間的水交換，防止水土流失，減少水利工程建設(shè)對(duì)于環(huán)境的破壞的不利影響，并促進(jìn)周邊生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和改善，對(duì)于目前開(kāi)展綠色崛起日益重視生態(tài)和環(huán)保問(wèn)題的我省而言，具有重要推廣的意義。