1.新興縣水土保持辦公室 廣東新興 527400；2.云浮市水利水電勘測設(shè)計(jì)院 廣東云浮 527300

摘要：主要通過分析格賓石籠在新興縣的成功運(yùn)用，闡述了格賓石籠網(wǎng)在山區(qū)小河流整治、應(yīng)急水毀加固等方面的成功應(yīng)用，提出了該技術(shù)在水利行業(yè)的發(fā)展應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：水利；格賓石籠；小河流

1 引言

格賓是一個(gè)外來詞語，因它的英文名是Gabion，我們就音譯過來叫格賓。格賓石籠源起我們千百年來開始使用的一種簡單但實(shí)用的工藝—石籠，從開始的李冰在修筑都江堰時(shí)“其作堰破竹為籠，以石累其中”，到近現(xiàn)代鋼材出現(xiàn)后廣泛運(yùn)用的鋼筋石籠。而格賓指的是鋼絲經(jīng)過鍍鋅、高爾凡、10%鋁鋅合金和相應(yīng)的覆塑后，通過編織制成的網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)，在工程現(xiàn)場用符合要求的石頭填充網(wǎng)箱，形成柔性的、透水的、整體性結(jié)構(gòu)，用于各種領(lǐng)域的重力式支檔結(jié)構(gòu)。它包含了面板、端板、隔板、后板、頂蓋。這種覆塑產(chǎn)品的使用年限可超過一百年，并適應(yīng)一定的變形，兼具生態(tài)特點(diǎn)。國外早有應(yīng)用，國內(nèi)在近十年內(nèi)也逐漸引進(jìn)，在河道治理、邊坡整治等方面具有廣泛的發(fā)展前景。新興縣在2011年的簕竹聯(lián)堤工程中第一次使用了格賓石籠技術(shù)，取得了良好的效果，接著在集成河河道清淤整治及其他水毀工程中也有應(yīng)用，均有不錯(cuò)的效果。

2 新興縣河流的特點(diǎn)及災(zāi)害

新興縣位于廣東中部偏西，境內(nèi)南部多高山，為高山、丘陵、臺(tái)地相交錯(cuò)地形，地勢呈西南高、東北低。河流一般發(fā)源于南部山峰，由東、南、西向北匯流新興江注入西江。屬亞熱帶季風(fēng)型氣候，雨量充沛，多年平均年降雨量1743mm，雨量多集中在4～9月，約占全年雨量的78%～83%。多年平均逕流深976.5mm，逕流與降雨基本同步，降水常以暴雨形式出現(xiàn)，易成洪澇災(zāi)害。

新興縣主要河流為新興江，其上游干流為簕竹河，支流有廻龍河及大南河。大南河由船崗河、集成河、共成河三支流組成。其余的均為小河。

新興江是西江下游的一條支流，洞口以下稱新興江，發(fā)源于新興縣境內(nèi)的天露山脈和陽春市境的竹山頂（古稱錦山），由南西北流經(jīng)云浮、高要市境，在高要市南岸注入西江，新興江在新興縣境內(nèi)河長103.8km，流域集雨面積1285.8km2，坡降為0.517‰。

簕竹河為新興江干流，流域集雨面積664.8km2，流經(jīng)里洞、大江、天堂、河頭、簕竹、新城等七個(gè)鎮(zhèn)，在洞口分別與支流大南河、廻龍河匯合，匯合后叫新興江，河長88.2km，坡降1.12‰。

大南河是由集成河、共成河、船崗河三支流于縣城附近匯合而成，集雨面積328km2，河長30km。其中船崗河河長23.3km，坡降為4.37‰；集成河河長25.5公里，坡降4.98‰；共成河河長29km，坡降7.5‰。

廻龍河發(fā)源于新興縣稔村鎮(zhèn)托盆頂。流經(jīng)稔村、東成、新城鎮(zhèn)，在新城鎮(zhèn)三挺村匯入新興江，集水面積220km2，河長30km，坡降0.8‰。

無論是新興江干流簕竹河，還是其他幾條支流中上游均坡陡流急，且河道狹窄，而下游則較為平坦，且流域內(nèi)除建有合河、共成和北峰三座中型水庫外，無其他可調(diào)蓄水利工程。每遇暴雨，各河上游極易暴發(fā)山洪，造成河堤塌岸及沿岸村莊淹浸。

3 格賓石籠在簕竹河的應(yīng)用及效果

簕竹河為新興江干流，該河整治工程于2011年開展，采用格賓石籠護(hù)腳。格賓石籠分3m高和2m高斷面。

3.1 格賓石籠護(hù)腳設(shè)計(jì)

圖1 格賓護(hù)腳設(shè)計(jì)圖

本文只針對(duì)3m高格賓石籠護(hù)腳的設(shè)計(jì)進(jìn)行說明。

1）設(shè)計(jì)與分析條件

護(hù)岸高度

護(hù)岸結(jié)構(gòu)單位寬度體積

地面超載重

箱籠回填石材的單位體積重量，（孔隙率）

護(hù)岸結(jié)構(gòu)單位寬度的重量

箱籠結(jié)構(gòu)體的重心：

2）基本參數(shù)

護(hù)岸背填土的凝聚力，摩擦角，

，，

3）抗傾穩(wěn)定計(jì)算分析

4）抗滑穩(wěn)定計(jì)算分析

5）基底應(yīng)力驗(yàn)算

則基底壓應(yīng)力合力點(diǎn)滿足位于底寬中央1/3范圍之內(nèi)。

6）基礎(chǔ)埋深沖刷驗(yàn)算

由于河道岸坡受斜沖，使河道水位抬高，岸邊產(chǎn)生自上而下的水流淘刷坡腳，危及邊坡穩(wěn)定，造成岸坡坍塌失穩(wěn)。在彎道凹岸處受水流沖刷較嚴(yán)重，據(jù)水面線計(jì)算中的有關(guān)河寬、流量等資料，對(duì)這種沖刷較嚴(yán)重河段進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算公式根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286-98）中水流斜沖防護(hù)岸沖刷公式（D.2.2-2）。

=

式中：—從河底算起的局部沖深（m）；

—水流流向與岸坡交角（°），取38°；

m—防護(hù)建筑物迎水邊坡系數(shù)，取2.5；

d—坡腳處土壤計(jì)算粒徑（cm），取8cm；

—水流的局部沖刷流速（m/s），取3.15 m/s。

計(jì)算成果如下表：

表1 堤防沖刷計(jì)算表

水流夾角α代表斷面設(shè)計(jì)段流量（m3/s）沖刷流速（m/s）沖深（m）

38°斷面K2+1001164.5533.150.58

從計(jì)算結(jié)果看，局部堤段斜向沖刷不致對(duì)河岸造成威脅，根據(jù)《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：重力式護(hù)岸基礎(chǔ)埋深，不應(yīng)小于1m。本工程格賓護(hù)岸基礎(chǔ)埋深取1.0m，滿足要求。

3.2 格賓石籠施工

1）施工參數(shù)表

表2 施工參數(shù)表

網(wǎng)孔參數(shù)網(wǎng)孔型號(hào)（mm×mm）允許公差（mm）鉸制長（mm）隔片數(shù)（個(gè)）

130×150（D×H）-4%～+16%≥551/0

鍍層鋼絲

技術(shù)參數(shù)鋼絲名稱網(wǎng)絲邊絲扎絲

鋼絲直徑（mm）2.73.42.2

包覆PVC后直徑（mm）3.74.43.2

鋼絲直徑公差（mm）±0.08±0.1±0.06

編織前最小鍍層量（g/m2）245265230

2）填石要求。首先石料要求干凈、耐久性好、不易碎、無風(fēng)化跡象，級(jí)配要均勻，密度應(yīng)大于2.4t/m3；其次格賓外圍的填石應(yīng)盡量美觀，粒徑不小于網(wǎng)孔，尺寸一般應(yīng)在1.5～2位孔徑之間，不在外表面的石料尺寸允許有15%的偏差，可以利用河床現(xiàn)有的卵石填充，填石整體孔隙率應(yīng)小于30%；最后填滿時(shí)，石塊適當(dāng)超出格賓籠高3～5cm左右，便于適應(yīng)格賓籠沉降。

3）鋪設(shè)石籠。按施工放線位置定位后安放格賓石籠。將相鄰格賓在垂直方向上綁扎成形，下方也需一并綁扎，形成一個(gè)柔性整體。在水平方向上，綁扎所有相鄰格賓框線。底層施工完成后，將上一層格賓與下層封蓋綁扎牢固，使兩層石籠連接成整體。

3.3 成效

簕竹河格賓石籠護(hù)腳工程施工完成后經(jīng)歷了2013年超10年一遇洪水安然無恙，并且經(jīng)過河水沖刷石籠內(nèi)沉積了大量的有機(jī)土體，為綠色喜水植物提供了良好的生長環(huán)境，現(xiàn)在堤、河岸與水渾成一體，形成一個(gè)新的人工景點(diǎn)。

4 格賓石籠應(yīng)用前景

4.1在山區(qū)小河流中的應(yīng)用特點(diǎn)

山區(qū)河流的特點(diǎn)均為上游坡陡流急，且河道狹窄，而下游則較為平坦，且地質(zhì)情況大同小異，每遇暴雨，各河上游極易暴發(fā)山洪，造成河堤塌岸及沿岸村莊淹浸。且廣東地處沿海，暴雨多集中在4-9月，該時(shí)期造成的河堤損毀猶為突出。采用格賓石籠治理山區(qū)小河流具有突出的特點(diǎn)。

1）適應(yīng)變形能力強(qiáng)。格賓石籠這種柔性結(jié)構(gòu)可以適應(yīng)地基的不均勻沉降。對(duì)于山區(qū)河流暴漲暴落導(dǎo)致河床變形具有良好的適應(yīng)能力。

2）減少洪水沖擊破壞。柔性孔洞結(jié)構(gòu)大大降低了洪水對(duì)河道的沖擊，且其天然的透水性，可以迅速降低結(jié)構(gòu)后填土內(nèi)由于降雨等原因?qū)е碌倪^高地下水位，消散孔隙水壓力，維持土體強(qiáng)度，降低發(fā)生滑坡的危險(xiǎn)，另外無需傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的排水設(shè)施，能降低造價(jià)，加快工程進(jìn)度。使得山洪過后沿河群眾很快可以恢復(fù)正常的生產(chǎn)和生活，實(shí)現(xiàn)人與水和諧共處。

3）適合汛期臨河施工。一是可在水下施工，對(duì)基礎(chǔ)開挖要求簡單；二是無需借助特殊的機(jī)械設(shè)備，完全可以依靠人力和一些簡單的裝載設(shè)備便可完成施工。且工人無需專業(yè)培訓(xùn)，施工工藝簡單易行。三是施工的便捷大大縮短了施工工期，猶適用于搶險(xiǎn)類工程。新興縣簕竹河云龍段水毀搶險(xiǎn)工程正是利用了格賓石籠和雷諾護(hù)墊在汛期易施工的特點(diǎn)對(duì)水毀河道進(jìn)行應(yīng)急修復(fù)。傳統(tǒng)的砼或漿砌石結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)水下施工難度及投資均不利于搶險(xiǎn)工程。

4）利于就地取材。格賓填充所需的石頭可以采用漿砌石、干砌石等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)無法利用的碎石或鵝卵石，山區(qū)河道多有卵石、小礫石，就近取材成本較低，且后期維護(hù)成本較低。

5）對(duì)環(huán)境親和性。無論是內(nèi)部的填石還是后期長出的綠色植被，都能夠很好的和周圍的自然環(huán)境相互融合。新興縣的集成河河道清淤整治工程正是利用了格賓對(duì)環(huán)境的親和性，與新興縣集成河所在的六祖故里4A景區(qū)相融合，即解決了河道整治，又增加了新的觀景點(diǎn)，與當(dāng)?shù)丨h(huán)境完美的結(jié)合，達(dá)到設(shè)計(jì)視覺效果，美化環(huán)境。

4.2應(yīng)注意的幾點(diǎn)

1）確?；A(chǔ)埋深。山區(qū)河流河床多為砂礫基礎(chǔ)，容易形成沖坑并破壞基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。需通過精確計(jì)算確保格賓埋深，必要時(shí)做好護(hù)底措施，以免河床形成沖坑破壞格賓。

2）防止土壤流失。格賓石籠和地基之間的接觸問題十分重要，當(dāng)結(jié)構(gòu)處于較高速流水中，水流進(jìn)入格賓后至周圍土壤流失，這主要是由于格賓石頭間有空隙，流水在這些空隙所形成的管道中產(chǎn)生局部加速度從而導(dǎo)致土壤的大量流失，導(dǎo)致整個(gè)格賓石籠結(jié)構(gòu)潰塌。

3）減少格賓變形。因?yàn)楦褓e石籠本來是柔性結(jié)構(gòu)，完工后允許適當(dāng)變形，某些部位因變形過大導(dǎo)致外觀形象受損。

5 結(jié)束語

格賓石籠在新興縣的成功實(shí)施，為山區(qū)小河流整治、應(yīng)急水毀修復(fù)、創(chuàng)建人水和諧社會(huì)提供了樣本，相信該技術(shù)將會(huì)在水利建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 簕竹聯(lián)堤初步設(shè)計(jì)報(bào)告.云浮市水利水電勘測設(shè)計(jì)院

[3] 劉彥輝.格賓石籠護(hù)坡技術(shù)在水庫塌岸中的應(yīng)用[J].山西建筑，2012年1月 第38卷 第3期：233-234

作者簡介：

陳小劍（1978-），男，工程師，水利水電工程專業(yè)，主要從事水利工程設(shè)計(jì)及建設(shè)管理。