彭　釗，黃棟良，張　慧，姚　鵬（湖南省地質科學研究院，湖南　長沙　410007）

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格賓護岸墻在耒陽市導子鄉(xiāng)曹流村溪溝清淤護岸工程中的應用研究

彭釗，黃棟良，張慧，姚鵬（湖南省地質科學研究院，湖南長沙410007）

湖南省耒陽市屬全國礦山地質環(huán)境重點治理區(qū)，是典型以采煤為主的資源型工礦城市，由于礦山長期大規(guī)模開采已造成地質環(huán)境嚴重破壞，給當地居民的生產生活帶來了極大影響，嚴重阻礙了經濟轉型進程。耒陽市導子鄉(xiāng)曹流村溪溝清淤護岸工程為礦山地質環(huán)境治理項目，項目采用格賓護岸墻護岸，主要解決采煤引起的溪溝淤塞，農田灌溉、排澇問題，能較好地實現工程結構與生態(tài)環(huán)境的有機結合，與傳統的漿砌石護岸墻相比，能達到更好的治理效果。

格賓護岸墻；護岸工程；應用研究

引言

湖南省耒陽市屬全國礦山地質環(huán)境重點治理區(qū)，根據《全國礦山地質環(huán)境保護與治理規(guī)劃》（2009～2015年）（國土資發(fā)［2010］44號），耒陽市由中央納入資源枯竭型城市礦山地質環(huán)境重點補助對象，自2010年開始，中央財政用三年時間連續(xù)進行中央財政支持礦山地質環(huán)境治理重點工程。耒陽市導子鄉(xiāng)曹流村溪溝清淤護岸工程屬2013年度資源枯竭型城市耒陽市地質環(huán)境治理重點工程項目之一，主要解決采煤引起的溪溝淤塞，農田灌溉、排澇問題，工程治理采用格賓護岸墻護岸。

格賓是生態(tài)格網結構的一種，近年來廣泛運用于交通、水利、園林、水土保持、礦山地質環(huán)境治理等工程，是一種新型材料結構。在中國，生態(tài)格網結構起源于2000多年前的竹籠，羊圈工藝，李冰在都江堰中首次使用，這是傳統意義上的生態(tài)格網結構。如今，作為新型工藝、新技術、新材料的新型生態(tài)格網結構，成功地應用于水利、公路、市政道路、鐵路、堤防工程的保護工程中，較好地實現了工程結構與生態(tài)環(huán)境的有機結合。同時與一些傳統剛性結構比較起來其有自身的優(yōu)點，因此在世界范圍內已經成為保護河床、治理滑坡、防治泥石流、防止落石兼顧環(huán)境保護等的首選結構型式。

1　工程概況

曹流村溪溝位于耒陽市導子鄉(xiāng)曹流村，從陸家灣橋下游300m起，沿溪溝向下已采用漿砌護岸治理，沿溪溝向上為天然沖溝，因多年淤積及部分地段垮塌，斷面不規(guī)則，過水能力不足，不能滿足行洪及農田灌溉用水需求。

針對上述情況，本次溪溝清淤護岸工程，主要解決曹流村300余畝農田灌溉及防洪排澇問題。設計對530m溪溝淤泥進行清除，對溪溝K0+000～K0+530段兩側堤岸采用2.5m高格賓擋墻進行防護。

圖1　陸家灣橋上游溪溝淤積嚴重

2　設計原則

（1）基本保持溪溝原有位置及寬度不變，對局部急彎地段取直；

（2）保留原有構筑于水渠及岸邊的水利設施與交通設施，如過水管道、引水溝渠、人行橋等；

（3）護岸墻保證美觀、穩(wěn)定、水流暢通。

3　設計標準

（1）堤防工程的級別為4級，暴雨重現期為20年；

（2）降雨標準：20年一遇的最大降雨強度38.9mm/h設計，最大日降雨量212mm；

（3）流速標準：設計流速最大不超過5m/s；

（4）護岸墻工程：抗滑安全系數設計Kc≥1.30；抗傾安全系數K0≥1.60。

4　治理工程布置

4.1圍堰工程設計

曹流村溪溝施工面在工期內需無積水操作，由于開設導流溝受許多因素限制，設計采用筑土圍堰分塊施工的方法，以縮短施工工期。圍堰頂寬0.6m、迎水面坡度為1：0.5、背水面坡度為1：0.3，底寬為1.8m，高1.5m；每50m長進行一次圍堰，并且每個圍堰考慮利用兩次，圍堰土來源于護岸墻施工開挖的土方。另外在導流圍堰工程施工過程中，為縮短工期，施工單位可根據溪溝實際情況采用分塊施工的方法進行施工。

4.2清淤工程設計

根據現場踏勘以及提供的《勘查報告》，確定將曹流村溪溝K0+000～K0+530全段進行清淤，清淤的平均厚度為0.41m，平均寬度為12.0m，主要清除淤泥質土和礫砂，方量約2606.25m3。

4.3護岸工程設計

溪溝兩岸采用格賓護岸墻支護，左右兩岸護岸采用統一標準，高2.5m，由3級構成，第一級墻高1.0m，寬1.5m，第二級墻高1.0m，寬1.0m，第二級墻高0.5m，寬0.5m，格賓擋墻每延米2.75m3，總長560m。擋墻墻背采用聚酯長纖無紡布反濾，無紡布每延米2.5m2，護坡頂部以上土體裸露部分采用人工籽播綠化，平均寬度0.8m。墻體保持順暢，平滑，其行洪斷面不得小于原河道寬度。格賓護岸墻基礎持力層為粉質粘土層（如圖2～3）。

4.4格賓技術特點

（1）自透水性

格賓具有天然的透水性，一來可以迅速降低結構后填土內由于降雨等原因導致的過高地下水位，消散孔隙水壓力，維持土體強度，降低發(fā)生滑坡的危險；二來無需傳統結構的排水設施，節(jié)省工序，加快施工效率。三來可以加強水體交換能力，促進植被生長和生態(tài)系統的恢復。

圖2　導子鄉(xiāng)曹流村溪溝清淤護岸工程剖面設計圖

圖3　格賓護岸墻斷面圖

（2）生態(tài)環(huán)保性

首先整體結構并沒有采用任何污染性材料，結構主材料石材為自然界中尋找，附加的限制性材料鋼絲網對于自然也沒有任何污染。而由于結構內存在較多的填石孔隙，這樣一來可以實現河水和結構后土體的自由水交換，增強水體的自我凈化能力，改善水質；二來為各類水生動植物提供生存空間，維持生態(tài)系統的平衡，建設生態(tài)水利工程。三來不需要水泥等污染水質和環(huán)境的人工材料，對環(huán)境不會造成太大的破壞，且自然界易于修復這種工程破壞。

（3）柔性結構設計

特有的柔性結構設計及高伸張率的低碳鋼絲使得格賓具有很強的柔韌性及變形能力，尤其能夠適應基礎的不均勻沉降及河床的變形。

（4）耐久性

采用高鍍高爾凡方式進行防蝕處理的鋼絲具有較強的耐久性能。格賓由具有優(yōu)良防腐性能的鋼絲經過機械編織，組裝而成，優(yōu)良的鍍層工藝和編織技術，保證了鍍層厚度的均勻性和抗腐蝕性。

（5）抗沖刷性

結構本身的抗水流沖刷能力較強；另一方面可以迅速沉積土壤，促進植被生長，利用綠色植被降低水流對結構的沖刷。

（6）施工便捷，效率高

格賓可按設計圖，工廠化生產制作出半成品，施工現場按施工圖進行組裝定型。操作簡便、工序少、無需特殊的技術工人、受氣候干擾小，整體施工效率頗高且效果易于保證。在有機械進行配合的時候，更加能夠加快施工進度。工人無需特別培訓。同比此類結構的施工效率很高，也就是說，可以大大減少施工周期。

（7）經濟性

格賓填充所需石頭可以采用漿砌石、干砌石等傳統結構無法利用的碎石或鵝卵石，石頭成本較低，尤其在鵝卵石豐富的河流附近施工更可以大幅度降低造價，相對于混凝土等傳統結構具有一定的經濟優(yōu)勢。

4.5設計原理

格賓重力式擋墻的基本穩(wěn)定原理同漿砌石重力擋墻和混凝土重力擋墻相同，均是通過墻體自身重量來維持擋墻在土壓力下的穩(wěn)定。格賓重力式擋墻的外形通常有外臺階、內臺階、寶塔式三種。而由于格賓材料的特性，格賓擋墻無法做成如仰斜式的斜墻。重力擋墻的設計計算在國內已經有了很完善的計算方法和規(guī)范。

5　溝渠施工要求

（1）格賓施工要求

圖4　格賓構件部件圖

①格賓是將低碳鋼絲經機器編制而成的雙絞合六邊形金屬網格組合的工程構件，在構件中填石構成主要用于支擋防護的結構。

②格賓規(guī)格型號、網孔規(guī)格、鋼絲參數表。

表1　格賓規(guī)格表

③格賓供貨單位需提供由中國國家認證認可監(jiān)督管理委員會認證的檢測單位出具的網面抗拉強度檢測報告。

④鍍層附著性要求：鍍高爾凡層附著力檢驗采用纏繞試驗方法，并應達到如下標準，當鍍高爾凡鋼絲繞相當于自身直徑2倍的芯軸緊密纏繞6圈時，用手指摩擦鋼絲，其鍍層不會剝落或開裂。

⑤鋼絲纏繞標準：網面裁剪后末端與端絲的聯接處是整個結構的薄弱環(huán)節(jié)，為加強網面與端絲的連接強度，需采用專業(yè)的翻邊機將網面鋼絲纏繞在端絲上≥2.5圈，不能采用手工絞，翻邊強度35kN/m，格賓供貨單位需提供由中國國家認證認可監(jiān)督管理委員會認證的檢測單位出具的網面翻邊強度檢測報告。

⑥絞邊技術要求：綁扎鋼絲必須采用與網面鋼絲一樣材質的鋼絲，為保證聯接強度需嚴格按照間隔10～15cm單圈-雙圈交替絞合。

（2）充填石料及土工布施工要求

①填充物采用卵石、片石或塊石；格賓填石粒徑D100～300mm為宜；空隙率不超過30%，要求石料質地堅硬，強度等級MU30，比重不小于2.5t/m3，遇水不易崩解和水解，抗風化。

②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。

③格賓靠墻面30cm范圍內采取干砌。

④聚酯長纖無紡布：標稱斷裂強度10kN/m，詳細指標參照國標《長絲紡粘針刺非織造土工布》（GB/T17639-2008）。

6　結束語

本項目采用新型護岸結構格賓護岸墻對耒陽市導子鄉(xiāng)曹流村淤塞溪溝進行治理，格賓護岸墻對地基承載力及地基變形要求較低，墻體柔性較好，不易產生垮塌、斷裂等破壞，施工工藝相對簡單，工程造價適中，且墻體具有透水性，有利于植物生長，能較好的保護生態(tài)環(huán)境，與傳統的漿砌石護岸墻相比具有更好治理效果。

［1］《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001，2009）.

［2］《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2011）.

［3］《灌溉與排水工程設計規(guī)范》（GB50288-99）.

［4］《農田排水工程技術規(guī)范》（SL/T4-1999）.

［5］《水工建筑物擋土墻設計規(guī)范》（SL379-2007）.

彭 釗（1983-），男，工程師，碩士研究生，主要從事水工環(huán)地質工作。

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2095-2066（2016）13-0093-03

2016-4-20