陳 曦

(1. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，哈爾濱150030;2. 黑龍江農(nóng)墾勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150090)

1 工程概況

該護(hù)岸工程位于黑龍江省東北部，防護(hù)長(zhǎng)度1 800 m，冰面以上部分采用25 cm厚雷諾護(hù)墊護(hù)砌并設(shè)置固腳，冰面以下采用60 cm厚格賓石籠護(hù)砌，格賓石籠置于冰面之上，待冰面融化后自行沉排。工期要求11月開工，次年3月15日竣工。各項(xiàng)工程嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求及《建筑工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》GBJ301—88、《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GBJ202—83、《砌體工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50203—98、《砌體石壩施工技術(shù)規(guī)范》SD120—84、《水利水電建設(shè)工程驗(yàn)收規(guī)程》SL223—1999 進(jìn)行施工。

2 結(jié)構(gòu)型式

雷諾護(hù)墊是指由雙絞合六邊形金屬網(wǎng)面構(gòu)成的扁平構(gòu)件。格賓石籠是指由雙絞合六邊形金屬網(wǎng)面構(gòu)成的箱形構(gòu)件。在施工現(xiàn)場(chǎng)采用石料填充后構(gòu)成整體性、柔性及透水性良好的土工材料結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于河道襯砌、護(hù)岸防護(hù)、擋土支護(hù)等工程。為了加強(qiáng)雷諾護(hù)墊與格賓石籠的強(qiáng)度，單件構(gòu)件內(nèi)部采用隔板隔分，隔板間距1 m。所有金屬面板端邊均采用加大鋼絲。

雷諾護(hù)墊與格賓石籠的基本材料均根據(jù)應(yīng)用工程需要，用盤條通過冷拉拔方式生產(chǎn)的各種標(biāo)準(zhǔn)尺寸的非合金低碳鋼絲，從生產(chǎn)工藝到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)均有嚴(yán)格要求。采用鋼絲的抗拉強(qiáng)度、延伸率、鍍層重量、及附著力均符合一定的標(biāo)準(zhǔn)［1］。

3 材料特性

3.1 柔性

雷諾護(hù)墊及格賓石籠是介于松散材料和剛性材料之間的柔性材料，其高柔韌性具有適應(yīng)河床變形的能力。高寒地區(qū)的水利防護(hù)工程長(zhǎng)久以來面臨冰推和凍脹等難點(diǎn)問題，由于氣候因素，經(jīng)常導(dǎo)致剛性防護(hù)結(jié)構(gòu)頻繁破損，嚴(yán)重影響防護(hù)安全。

雷諾護(hù)墊及格賓石籠特有的柔性優(yōu)勢(shì)，使其能夠均勻地分散凍漲應(yīng)力，相較于傳統(tǒng)剛性防護(hù)型式，產(chǎn)生局部破損斷裂進(jìn)而逐步擴(kuò)散，威脅防護(hù)安全的可能性更低。雷諾護(hù)墊及格賓石籠能夠較好地適應(yīng)基礎(chǔ)與河床一定程度的不均勻沉降及變形以及水流沖刷導(dǎo)致的局部沉陷。

3.2 整體性

雷諾護(hù)墊及格賓石籠采用高質(zhì)低碳鋼絲通過專用設(shè)備生產(chǎn)而成。由于采用雙絞合六邊形金屬網(wǎng)格編織方式，單體構(gòu)件發(fā)生破損時(shí)，相鄰構(gòu)件不會(huì)因此引發(fā)破損。由于相鄰雷諾護(hù)墊及格賓石籠采用絞合鋼絲進(jìn)行絞合，使各個(gè)獨(dú)立構(gòu)件形成整體結(jié)構(gòu)，更能保證工程安全及整體穩(wěn)定。

3.3 壓載性優(yōu)良

雷諾護(hù)墊及格賓石籠從生產(chǎn)到組裝均采用專業(yè)工業(yè)化設(shè)備及方法，針對(duì)各工程實(shí)際情況，通過壓載計(jì)算和選用合適的產(chǎn)品型號(hào)及填充石料，完全不會(huì)出現(xiàn)漂浮或壓載體脫離反濾料等問題現(xiàn)象，因此產(chǎn)品具備優(yōu)良的壓載性能［2］。

3.4 施工便捷性

雷諾護(hù)墊及格賓石籠相較于其他防護(hù)型式施工便捷，對(duì)填充石料要求較低，裝填方法靈活，施工效率較高，雷諾護(hù)墊及格賓石籠獨(dú)具的材料特性及施工工藝可以滿足冬季施工，對(duì)于應(yīng)用于高寒地區(qū)水利工程具有尤為重要的優(yōu)勢(shì)。

3.5 耐久性

雷諾護(hù)墊及格賓石籠所采用的特有的鍍層處理方式及高質(zhì)鋼絲使其具有超強(qiáng)的耐久性能。

高強(qiáng)度——雷諾護(hù)墊及格賓石籠采用的編制材料是經(jīng)過韌煉的低碳鋼絲，鋼絲抗拉強(qiáng)度達(dá)到350 －500 N/mm2，網(wǎng)面強(qiáng)度35 ～50 kN/m2。對(duì)材料強(qiáng)度的嚴(yán)格要求及特有的編制工藝，保證其在任何防護(hù)環(huán)境下都不會(huì)受外力影響產(chǎn)生不規(guī)則變形。

抗腐蝕性——用于編制的材料經(jīng)過嚴(yán)格的表面防腐處理，目前表面處理方法主要有以下3 種:鍍鋅、鍍鋁鋅合金、覆塑。通過權(quán)威實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)的模擬環(huán)境實(shí)驗(yàn)和對(duì)實(shí)際工程中腐蝕量化統(tǒng)計(jì)得出結(jié)論，目前工藝下鍍鋁鋅合金鋼絲的設(shè)計(jì)壽命可以達(dá)到50 a，覆塑雷諾護(hù)墊的使用壽命可以達(dá)到100 a。

3.6 經(jīng)濟(jì)性

與其他防護(hù)型式相比，雷諾護(hù)墊及格賓石籠對(duì)地基要求相對(duì)寬松，基礎(chǔ)埋深相對(duì)較少，土方開挖相對(duì)較少，結(jié)構(gòu)斷面尺寸相對(duì)較小;雷諾護(hù)墊及格賓石籠無需布設(shè)排水設(shè)施及反濾層等，相對(duì)于其他防護(hù)型式，在排水及反濾工程上降低了工程投資。

雷諾護(hù)墊及格賓石籠應(yīng)用于水下防護(hù)時(shí)，保證向河床延伸鋪設(shè)長(zhǎng)度＞1.5 倍最大淘刷深度，無需設(shè)置拋石護(hù)底、水下固腳等工程，從工程造價(jià)及施工造價(jià)均具有較大優(yōu)勢(shì)。雷諾護(hù)墊及格賓石籠施工周期短、施工效率高，能夠節(jié)約施工成本，與其他防護(hù)型式相比更具經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。雷諾護(hù)墊及格賓石籠能夠有效適應(yīng)凍漲，降低凍脹破壞幾率，相較于其他防護(hù)型式大大節(jié)約了后期維護(hù)成本。

3.7 良好的生態(tài)環(huán)境保護(hù)效果

透水性——雷諾護(hù)墊及格賓石籠具備良好的透水性，不影響地下水間的自由交換，有利于保持水體的天然循環(huán)條件，維持生態(tài)平衡。雷諾護(hù)墊及格賓石籠可以自然透水，使其下土中水壓力能夠隨時(shí)分散，有利于防護(hù)邊坡穩(wěn)定。

促淤性——施工完成后雷諾護(hù)墊及格賓石籠表面糙率較大，所以具有非常良好的促淤效果，其防護(hù)表面能夠迅速生長(zhǎng)自然植被，與周邊環(huán)境完美融合，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的迅速恢復(fù)與重建，具有良好的生態(tài)效果。

3.8 良好的景觀效果

雷諾護(hù)墊及格賓石籠表面能夠迅速生長(zhǎng)自然植被，更能適用于具有景觀要求的防護(hù)工程，植被恢復(fù)后或種植生長(zhǎng)后具有良好的景觀效果。

綜上所述，雷諾護(hù)墊及格賓石籠整體性、柔韌性和良好的壓載能力能夠抵御水力破壞、凍漲破壞、冰推破壞，達(dá)到工程防護(hù)的根本目的;高耐久性保證工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定;施工的便捷和經(jīng)濟(jì)性提高了施工效率，降低了工程投資;良好的生態(tài)環(huán)境保護(hù)效果實(shí)現(xiàn)工程和自然的長(zhǎng)期統(tǒng)一融合;植被恢復(fù)后或種植生長(zhǎng)后具有良好的景觀效果。

4 主體工程施工

主要施工流程:備料→施工放樣→削坡→固腳開挖→格賓石籠沉排→雷諾護(hù)墊固腳→雷諾護(hù)墊護(hù)坡。

4.1 備料

按照設(shè)計(jì)要求，采購(gòu)合格的格賓石籠網(wǎng)片、雷諾護(hù)墊、土工布及石料，進(jìn)場(chǎng)后自檢和抽檢單位進(jìn)行平行檢測(cè)。

4.2 施工測(cè)量及放樣

在施工段布設(shè)一條平面位置控制線和一條高程控制線，布設(shè)完成后報(bào)監(jiān)理工程師檢查驗(yàn)收，批準(zhǔn)后使用，使用過程中定期進(jìn)行校核。對(duì)于施工中沒有控制點(diǎn)的地方，可隨時(shí)由布設(shè)的控制點(diǎn)引測(cè)，確保證施工放樣質(zhì)量，為后續(xù)工程施工提供精準(zhǔn)依據(jù)，施工測(cè)量人員全部持證上崗，并在測(cè)量過程中嚴(yán)格執(zhí)行《水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范》SL52—93。

4.3 削坡

1)依照設(shè)計(jì)圖紙，在施工段坡面上布設(shè)的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。

2)削坡采用推土機(jī)、挖掘機(jī)相結(jié)合的辦法，挖掘機(jī)削坡，推土機(jī)外運(yùn)土方，推土機(jī)平整坡面并適當(dāng)碾壓。

3)將坡表面不合格土、雜物、樹根等清除干凈，護(hù)坡基礎(chǔ)范圍內(nèi)的坑、槽、溝按規(guī)范要求進(jìn)行回填夯實(shí)。

4)挑選合格土料留存作為回填土料并就近堆放，棄土料用裝載機(jī)運(yùn)到棄料場(chǎng)。

5)開挖過程中，質(zhì)檢員、測(cè)量員應(yīng)經(jīng)常校核測(cè)量開挖平面位置、水平標(biāo)高、控制樁號(hào)、水準(zhǔn)點(diǎn)和邊坡坡度等是否符合施工圖紙的要求。

4.4 固腳開挖

冬季，采用挖掘機(jī)挖凍土，開挖土料運(yùn)至棄料場(chǎng)，采用8t 汽車運(yùn)輸，運(yùn)到指定的棄料場(chǎng)。

4.5 格賓石籠沉排施工

施工工藝;增冰→鋪無紡布→鋪設(shè)格賓石籠網(wǎng)片→塊石填筑→格賓石籠網(wǎng)片縫合

4.5.1 增冰

本年度施工冬季結(jié)冰厚度在70 ～90 cm，達(dá)不到安全施工要求，因此必須采取增冰措施。主要措施是:利用2 －3kw 的汽油發(fā)電機(jī)組兩臺(tái)，4 寸泵兩臺(tái)，對(duì)整個(gè)作業(yè)面進(jìn)行抽江水增冰，每天最多增冰6 ～8 cm，不能滿堂澆灌，否則冰凍不實(shí)，影響施工安全。最后達(dá)到設(shè)計(jì)要求厚度為止。

在整個(gè)實(shí)施過程中，江面厚度必須達(dá)到1.2 m才能進(jìn)行施工，根據(jù)氣候及江水位和施工環(huán)境變化情況，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理和業(yè)主，保證施工質(zhì)量，測(cè)冰厚時(shí)，應(yīng)采取鉆孔方法，獲取冰層厚度。

4.5.2 無紡布鋪設(shè)

無紡布鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)力求平整、松緊適度，不得繃得過緊，無紡布與冰面密貼不留空隙;發(fā)現(xiàn)無紡布有損，應(yīng)立即修補(bǔ)或更換;相鄰無紡布采用縫接，縫接搭接長(zhǎng)度≥30 cm，縫制兩道;應(yīng)沿河流方向由下游向上游方向鋪設(shè)，上層搭接到下層上，塊間要進(jìn)行縫合，兩端應(yīng)可靠固定，防止滑動(dòng)，并應(yīng)避免造成損壞。無紡布質(zhì)量要滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，并進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。

4.5.3 鋪設(shè)格賓石籠網(wǎng)片

格賓石籠要垂直水流方向鋪設(shè)，格賓石籠要按一個(gè)方向搭接，搭接寬度≥20 cm，接縫處用10#線縫合。每片格賓石籠的一半鋪在無紡布上，另一半待石料填充后折疊縫合。在格賓石籠底部按縱橫2 m間距布設(shè)好鐵絲連接件。

4.5.4 塊石填筑

格賓石籠鋪設(shè)完畢后填筑塊石，裝籠塊石要求質(zhì)地堅(jiān)硬、無風(fēng)化、新鮮無剝落層、無銹蝕的新鮮巖石，且至少有2個(gè)平整面，塊石粒徑≥20 cm;每段格賓石籠石料填筑要在當(dāng)日上午完成，下午完成縫合。砌石時(shí)要把鐵絲連接件露出石面。

4.5.5 格賓石籠網(wǎng)片縫合

石料填筑到設(shè)計(jì)厚度后，就要進(jìn)行縫合，左右兩片用10#線縫上，上下兩片用預(yù)留的鐵絲扣系上。

4.5.6 格賓石籠沉放

待春季冰融化后，格賓石籠自然沉入江底。

4.6 雷諾護(hù)墊護(hù)坡(固腳)施工

1)施工工藝:護(hù)墊組裝→填充石料→蓋板。

2)護(hù)墊組裝:從包裝中把折疊的單元取出，展開成符合設(shè)計(jì)要求格箱式的網(wǎng)片。所有的間隔板都要固定和系緊在護(hù)墊的前、后板上。雷諾護(hù)墊在組裝后，側(cè)面、尾部和間隔都應(yīng)豎立，并確保所有的折痕都在正確的位置，每個(gè)邊的頂部都水平，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行單元扣緊。在完成組裝后，護(hù)墊按序擺放在合適的地點(diǎn)。為了保證結(jié)構(gòu)完整，用鋼絲或鋼環(huán)把所有相鄰護(hù)墊沿其接觸面聯(lián)接。在較陡坡面上，頂部雷諾護(hù)墊應(yīng)用硬木栓固定在地面里。

3)填石:填充石料需要按照分級(jí)要求生產(chǎn)所需大小。范圍應(yīng)在70 ～150 mm，在不放置在護(hù)墊的前提下，大小可以有5%的變化。填石的強(qiáng)度、軟化系數(shù)符合規(guī)范要求。護(hù)墊內(nèi)至少填充兩層小塊石。塊石填充應(yīng)高出網(wǎng)格2 ～3 cm，以防止沉降。在填充石料時(shí)應(yīng)盡量不損壞鍍層，為了保證最大密實(shí)度，宜采用人工填筑石料。斜坡施工時(shí)，應(yīng)從坡底端開始。填充應(yīng)逐個(gè)護(hù)墊進(jìn)行。應(yīng)確保每個(gè)間隔的頂部都可以被絞合。

4)蓋板:將護(hù)墊板用適當(dāng)?shù)墓ぞ吆图磳⒈贿B接的邊拉緊，護(hù)墊蓋和所有的邊、尾部和間隔板緊緊地絞合在一起。采用單、雙交互鋼絲圈或鋼環(huán)加固的方法把護(hù)墊蓋連接在雷諾護(hù)墊的端板、邊板和隔板上。臨近的護(hù)墊蓋可以一次性連接。在相當(dāng)數(shù)量的相鄰護(hù)墊上鋪設(shè)護(hù)墊蓋時(shí)，可用成卷的金屬網(wǎng)格代替單位護(hù)墊蓋。

［1］謝昆亮，徐延新，吳新廣． 雷諾護(hù)墊在寒冷地區(qū)護(hù)坡中的應(yīng)用［J］．水利科技與經(jīng)濟(jì)，2009，15(10):938 －939．

［2］盧延武．基于格賓石籠沉排的冬季施工［J］． 黑龍江水利科技，2012，40(12):187 －188．