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        石籠在清原縣生態(tài)治河中的應(yīng)用

        2014-11-14 03:28:46
        黑龍江水利科技 2014年1期
        關(guān)鍵詞:丁壩石籠網(wǎng)箱

        張 晴

        (遼寧省清原滿族自治縣河道管理處,遼寧清原113300)

        清原滿族自治縣地處遼寧省東部山區(qū),縣域面積3 921 km2,境內(nèi)擁有大小河流103條,屬典型的山區(qū)性河道,具有河床峻陡,源短湍急,洪水漲落迅速的特點。近年來多采用石籠護岸或護坡,取得了很好的效果,石籠抗沖刷力強;多孔隙構(gòu)造,透水性強,易于生物棲息和植物生長;柔韌性高,能很好的適應(yīng)地基的變形;施工簡便,不需特殊技術(shù)。

        1 石籠護坡護岸的特點

        石籠護坡護岸有如下幾個方面的特點:

        1.1 較好的生態(tài)性

        由于石塊間存在的縫隙,非常有利于空氣和水體的自由交換,更接近于原生態(tài)河床,利于動物棲息和植物生長,石塊縫隙還可填塞拌有草籽和灌木種子的土壤,在石籠表面形成茂密的植被覆蓋,植物的根系盤根錯節(jié),對石籠起到加筋的作用,莖葉可防沖蝕,有效抑制暴雨徑流對邊坡的侵蝕,增加土體的抗剪強度,減小孔隙水壓力和土體自重力,從而大幅度提高邊坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力[1]。

        1.2 較強的透水性

        由于石籠網(wǎng)箱內(nèi)的填充料為松散體,存在較多的孔隙,可以充分保證河岸與河流水體之間的水分交換和調(diào)節(jié)功能,滯洪補枯 、調(diào)節(jié)水位,增強水體的自凈能力,有利于砌體后土壤中孔隙水的排出,從而減少石籠后的地下水壓力,可以免去排水孔的設(shè)置。同時,地表水一旦入滲石籠后土中,則可以通過砌體較快地排出,有效降低地下水位,有利于建筑物的穩(wěn)定與安全。

        1.3 較好的抗沖性

        石籠護岸岸面相當(dāng)粗糙化及透水化,增大了糙率,減緩了流速。用作護坡或擋墻工程,結(jié)構(gòu)整體性好。據(jù)有關(guān)試驗證明,石籠防護工程的防沖系數(shù)是一般拋石防護工程防沖系數(shù)的兩倍,且拋石護岸受水流沖擊時,石頭受壓后,一旦產(chǎn)生初始移動,岸坡土壤被沖走,從而導(dǎo)致整個防護工程損壞 。而石籠受沖變形后,通過自身調(diào)整,將達到新的平衡,而整體不會遭到破壞,從而有效保護岸坡土壤不遭破壞。

        1.4 較好的防浪性

        由于籠內(nèi)填塊石存在一定空隙,風(fēng)浪、浪峰上拍時,浪花被粉碎,減小了浪壓的沖擊力,風(fēng)浪、浪峰退下時,因箱籠有空隙,破壞了風(fēng)浪的真空吸力,又減小了對防護工程的破壞力度,加之整體結(jié)構(gòu)可在風(fēng)浪力作用時進行微調(diào),避免了墻身出現(xiàn)裂縫的缺點。

        1.5 較好的柔韌性

        石籠網(wǎng)片的原材料可采用涂膜熱鍍鋅低碳鋼絲,構(gòu)成網(wǎng)格的鋼絲有一定的強度,不易被拉斷,箱籠整體強度較高。低碳鋼絲承受適度的變形特點,可以將全部工程連成整體,不需分縫,即使由于某種原因使結(jié)構(gòu)中斷裂一根網(wǎng)絲,也不會影響結(jié)構(gòu)的整體性。可以承受大范圍的變形,而仍不坍塌,填充料之間又充滿了空隙,具有必然的順應(yīng)變形的能力。

        1.6 較好的耐久性

        石籠網(wǎng)絲材料可采用熱鍍鋅低碳鋼絲。采用熱鍍工藝使表面鍍層更加穩(wěn)定,有效減少網(wǎng)線氧化作用。熱鍍鋅鋼絲使用壽命可達40~50 a以上 。如在熱鍍鋅鋼絲的外面可再加涂塑料高分子優(yōu)化樹脂膜,涂膜鋼絲除防銹功能外,還具有防靜電、耐腐蝕的作用。鋼絲使用壽命還可延長30~40 a以上。涂膜鋼絲適用于高污染地區(qū)河流防護。

        1.7 價格較低廉

        石籠內(nèi)填充料只要滿足抗風(fēng)化、不溶解、具有一定強度、粒徑大于網(wǎng)孔即可。石塊與鵝卵石可以就地取材,適用于交通不便的山區(qū)施工,也可以用粗加工的小塊石甚至道渣或拆下的舊混凝土碎塊。比之其它工程不需購進大量的模板和機械設(shè)備,特別是在土質(zhì)地基基礎(chǔ)較差地段修建防護工程,可以免去地基處理的麻煩。在方便施工、縮短施工工期和避免(剛性結(jié)構(gòu))產(chǎn)生裂縫的同時,可以縮減地基處理的大筆費用,更加體現(xiàn)其價格低廉的優(yōu)越性。

        1.8 施工方便

        具有低施工經(jīng)費、低技術(shù)性、工期短、利用現(xiàn)場材料等特點。石籠網(wǎng)可工廠化生產(chǎn)制作出半成品,施工現(xiàn)場則按設(shè)計圖進行組裝定型,再鋪設(shè)在整理好達標(biāo)的土坡上或在開挖好的基坑上,鋪成護坡或疊砌成箱籠擋土墻,灌進填充料、加上網(wǎng)蓋即成[2]。

        1.9 維護簡單

        當(dāng)某個部位因網(wǎng)格破壞而引起石塊松動,以致被水流沖走時,只是有限的、局部的。因雙向交織的鐵絲網(wǎng)的局部損壞不易擴展,故維修起來十分簡便。

        2 實際應(yīng)用中的石籠結(jié)構(gòu)形式

        2.1 網(wǎng)箱石籠擋墻

        清原縣夏家堡鎮(zhèn)趙卜橋上下為易沖刷段落,該段采用了網(wǎng)箱石籠擋墻,由高80~120 cm、寬80~120 cm的網(wǎng)箱石籠成階梯狀疊砌而成,然后用拌上紫穗槐種子的土填塞石籠縫隙,這種結(jié)構(gòu)型式適用攔河閘上下、橋梁上下、凹岸、流速高等易沖刷段落。

        2.2 網(wǎng)箱石籠護坡

        南山城鎮(zhèn)的秀水甸護村堤采用的這種型式。網(wǎng)箱石籠護坡是由厚40~60 cm,高80~120 cm,斷面為平行四邊形的網(wǎng)箱石籠貼坡疊砌而成的,砌筑一層石籠后,覆土移植當(dāng)?shù)匾环N叫柳毛的小灌木柳,再砌筑下一層石籠。該防護形式因是斜坡式防護,穩(wěn)定性和安全性較高,但因其斷面為平行四邊形,施工難度相對擋墻式石籠要大一些。

        2.3 貼坡石籠護坡

        渾河沔陽段采用的這種防護型式。貼坡石籠護坡是由上寬50 cm,下寬150 cm,厚40 cm的梯型斷面石籠,由迎水坡堤肩護砌到基礎(chǔ)底,一個挨一個擺放的防護型式。石縫間填筑拌有草籽或灌木種子的土,這種防護形式將工程防護與生物防護緊密的結(jié)合在了一起,植物根系盤根錯節(jié),對石籠起到加固作用,石籠又保護了植物的根系,免受洪水沖刷[3]。

        2.4 格柵石籠

        渾河北三家東橋段采用的這種防護型式。格柵石籠是由厚50~100 cm,寬50~100 cm的格柵石籠成階梯狀疊砌而成,格柵網(wǎng)內(nèi)填筑卵石并用土填縫,上層土拌上草籽或紫穗槐種子填塞,這種結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)點是卵石可就地取材,缺點是春季冰雪融化時,格柵受順?biāo)碌谋诺淖矒艉颓懈?,易造成破壞?/p>

        圖1 柴河趙卜段網(wǎng)箱石籠護岸

        圖2 秀水甸河網(wǎng)箱石籠護坡

        圖3 渾河沔陽段貼坡石籠護坡

        2.5 石籠丁壩群

        石籠丁壩群是根據(jù)丁壩的長度選擇適宜的間隔距離,砌筑一組石籠丁壩,兩座丁壩間的堤腳栽植耐澇的當(dāng)?shù)亓鴺?,壩坡栽植耐土質(zhì)貧瘠的刺槐和紫穗槐。生物防護最初幾年沒有發(fā)揮防護作用,石籠丁壩起到了很好的防護作用,隨著時間的增長,生物防護逐漸根系發(fā)達茁壯起來,生態(tài)和防洪效益越來越大。

        圖4 渾河北三家段格柵石籠護岸

        圖5 柳河南山城段石籠丁壩群

        3 結(jié)語

        通過對石籠護岸的實踐應(yīng)用,多孔隙的石籠雖然有很多優(yōu)點,施工簡單,整體性能好,生態(tài)效益顯著,可在自然生態(tài)河道中應(yīng)用,但在施工中一定要做好質(zhì)量控制,石塊要堅固密實、耐風(fēng)化、無水銹,最小塊徑20 cm以上,人工砌筑整齊。采用涂膜熱鍍鋅低碳鋼絲,鋼絲網(wǎng)要雙扣以上,網(wǎng)徑≤15 cm,外露面宜用較大石料,免得石料從孔中流出。石籠縫隙填充利于植物生長的表土,灌水密實。

        [1]韓軍勝,李敏達,馬強.石籠在生態(tài)治河中的應(yīng)用[J].甘肅水利水電技術(shù),2005,41(03):281-282.

        [2]周積果,李建平.石籠在生態(tài)護岸工程中的應(yīng)用[J].中國礦山工程,2012,41(03):63-65.

        [3]閆玲,趙寶連.生態(tài)格網(wǎng)石籠在水下施工的方法[J].黑龍江水利科技,2011,39(04):275-276.

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