李才成,李朝剛
(1. 安仁縣水利局建管中心,湖南 安仁 423600;2. 懷化市水利電力咨詢監(jiān)理有限公司,湖南 懷化 418000)
湖南郴州安仁縣金湘河治理工程位于安仁縣金紫仙鎮(zhèn),金湘河是安仁縣最大的河流—永樂江的支流蓮花江的源頭,發(fā)源于安仁縣最高峰金紫仙(海拔1 382 m),流經(jīng)湘灣村、潭灣村,匯入蓮花江,屬山區(qū)地貌,境內山谷南高北低,河流局部迂回曲折,呈不規(guī)則的“S”狀。地層表層多為第四系覆蓋,基底巖石為奧陶系下統(tǒng)白水溪(o1b)砂巖。河中砂卵石豐富,就地取材,采用格賓網(wǎng)護岸技術,治理效果不錯,群眾反響較好,2019 年還經(jīng)受了“7.7”特大洪災的洗禮,安然無恙。中小河流治理項目的關鍵環(huán)節(jié)是護岸工程,安仁縣中小河流的護岸工程主要形式有混凝土和鋼筋混凝土護岸、漿砌石護岸、混凝土預制塊護坡、格賓網(wǎng)護岸。相較于傳統(tǒng)的護岸形式,格賓網(wǎng)護岸是一種新興的護岸形式,下面根據(jù)多年來的項目管理實踐,對格賓網(wǎng)護岸技術進行淺析。
格賓網(wǎng)是用金屬線材編織的雙絞六角形網(wǎng)制成的網(wǎng)箱結構,較薄的一種網(wǎng)箱稱為格賓護墊,也稱雷諾護墊,高度一般在20~30 cm;較厚的一種網(wǎng)箱叫格賓網(wǎng)箱,高度一般在50 cm。格賓網(wǎng)護岸缺點主要是容易存積柴草垃圾,影響美觀。優(yōu)點很多,主要如下:
1)格賓網(wǎng)護岸抗沖刷和沖擊能力較強。格賓網(wǎng)是用特制的防腐防銹、高延展性碳鋼絲制成,格賓網(wǎng)護岸內填石塊有一定移動空間,網(wǎng)與網(wǎng)連成一個整體,平衡性較強,可承受較高流速的沖擊。
2)格賓網(wǎng)護岸建筑成本較低,施工便捷。格賓網(wǎng)護岸由網(wǎng)箱和石塊填充而成,填充石塊只要有一定抗沖擊抗風化性即可,相比混凝土護岸、漿砌石護岸,建筑成本顯然較低;普通工人經(jīng)過簡單培訓即可迅速作業(yè),施工操作便捷,效率高。
3)格賓網(wǎng)護岸是一種生態(tài)護岸工程措施。綠水青山就是金山銀山,當今時代對生態(tài)環(huán)境的保護意識日漸提高,一個工程不僅要安全、實用、經(jīng)濟,還要生態(tài)環(huán)保,而格賓網(wǎng)護岸可符合這些要求,其空隙可積存土壤,加上水自由流動,有利于植物和魚蝦的生存繁衍,增強了水體的自我凈化能力,有利于生態(tài)的保護和發(fā)展。
4)格賓網(wǎng)護岸透水性好,可大大減小護岸的土壓力,從而有利于護岸的穩(wěn)定性。
5)能適應砂卵石等基礎的不均勻沉陷,格賓網(wǎng)護岸不同于混凝土結構的剛性,它具有一定的彎曲變形適應能力,當?shù)鼗霈F(xiàn)沉陷變形時,網(wǎng)內會形成一種相互交錯拉緊擠壓的狀態(tài),從而增強自身穩(wěn)定性。
1)編織格賓網(wǎng)的鋼絲對護岸的結構安全性至關重要。一種是高爾凡鋼絲,即鋅-5%鋁-混合稀土合金鋼絲,這是近年來國際新興的材料,耐腐蝕性是傳統(tǒng)純鍍鋅鋼絲的3 倍以上,鋼絲的直徑1.0~3.0 mm,抗拉強度不小于1 380 MPa。另一種是鋅-5%-鋁-混合稀土合金鋼絲包塑,即在鋅-5%-鋁-混合稀土合金鋼絲的表面外包一層PVC 保護層,這層PVC 保護層能使鋼絲在高污染環(huán)境中不易腐蝕,還可通過不同顏色的選擇,使其能和周圍環(huán)境融合。
2)格賓網(wǎng)內填充料可選用塊石或碎石,填充石料應質地均勻,為新鮮或弱微風化巖石,格賓護墊填充料的粒徑應在5 cm 以上,格賓網(wǎng)填充料粒徑應有80%以上大于網(wǎng)孔孔徑,剩下選用級配合適的碎石填充,填充物及網(wǎng)箱容重不小于1.8 t/m3。
3)格賓網(wǎng)的技術參數(shù)如表1、表2,工藝示意如圖1。
表1 雙隔板格賓護墊技術參數(shù)表
表2 格賓網(wǎng)箱技術參數(shù)表
圖1 格賓護坡工藝示意圖
1)坡面平整。格賓護墊一般護坡或護底,先按設計要求削坡,平整坡面,使基礎面平整密實,不要有明顯的凸起和凹陷。
2)格賓護墊的組裝(圖2)
①格賓護墊的單個組裝。單個組裝編制過程要在平整、硬實的場地上作業(yè)。采取兩人一組的方式首先展開一個折疊的網(wǎng)面,由一人一端輔助牽引,另一人用腳向前向下用力踩踏的方式依次順折痕方向分步展開。立起各雙隔板及相鄰的邊板以及兩端板,將端板和隔板網(wǎng)面兩端的邊緣鋼絲延長,兩端固定在兩邊板的邊緣鋼絲上并進行點扎,此過程要確保雷諾護墊上部邊緣在同一小平面上,所有隔板、邊板及端板均應垂直于底部網(wǎng)面。組裝雷諾護墊的原則:應形狀規(guī)則,結合牢固,所有豎直面板的上邊緣在同一水平面上。
②格賓護墊的安置、復合組裝。岸坡土方回填經(jīng)人工平整、檢驗合格后即可安置護墊,注意隔板應平行或垂直于水流方向。在施工過程中由于坡面較陡容易引起護墊整體下滑,在坡頂應設置固定樁予以固定。相鄰護墊單元用點扎進行聯(lián)接,防止相鄰單元間留有縫隙,應把雷諾護墊依次排開并安裝到位后方可進行裝填。
③石料裝填。填石采用塊石或卵石,要求強度等級不小于Mu30,填充空隙率小于30%,填石粒徑以70~150 mm 為宜。可根據(jù)當?shù)貙嶋H情況采用粒徑分篩、符合設計要求的河卵石進行充填。裝填方式采用人工加溜槽方式或半人工半機械化方式,從坡底往坡頂方向進行裝填。逐格往坡頂方向裝填,避免由于沒裝填滿露出隔板而造成隔板彎曲,同時為了避免單邊裝填所引起的順坡方向的邊板往兩邊彎曲變形,邊板兩邊的石頭同時進行裝填,雷諾護墊護坡宜選擇粒徑較大,表面平整的卵石進行擺放,并且擺放要平整,密實。
圖2 格賓護墊結構部件圖
④蓋板絞合作業(yè)。在對雷諾護墊進行封蓋施工之前,需對裝填時造成彎曲的隔板進行校正,對已裝填的石頭進行平整。最終確保所有橫向、縱向邊緣在同一直線上、坡面平整、不存在凹陷、凸起現(xiàn)象;鋪上蓋板,用剪好的1.3 m 長的鋼絲將蓋子邊緣與邊板邊緣、蓋板與隔板上邊緣絞合在一起;其中,靠在一起的邊板邊緣以及蓋板邊緣一起絞合(有4 條邊);絞合時每間隔大約15 cm 單、雙圈間隔絞,并且每根剪斷鋼絲絞合長度不超過1 m(一般絞合1 m 長邊緣用1.3 m 長鋼絲)。
圖3 格賓構件部件圖
1)鋪設格賓網(wǎng)箱前,先人工將地基清理、平整,使基礎平整密實,入土深度和輪廓線長寬符合設計要求。如遇軟弱地基要另作處理,使地基承載力符合設計要求。
2)鋪設網(wǎng)箱時,應從坡下往坡上依次進行,要確保網(wǎng)箱底邊與護坡基礎嚴密靠攏。網(wǎng)箱組合步驟:將四邊立起,用綁線將相鄰邊沿鎖緊,綁鎖時,將綁線圍繞兩條重合的框線(縫合邊棱時)或框線與網(wǎng)籠的雙扭結邊(縫合格柵時)螺旋狀扭緊,避免重鍍鋅損傷,螺距不大于50 mm。
3) 當在已完成的底層格賓網(wǎng)箱上面安裝格賓網(wǎng)時,應用綁線沿新裝格賓網(wǎng)下部邊框將其固定在底層的石籠網(wǎng)上,同一層相鄰的格賓網(wǎng)也應用綁線相互系牢,使上下格賓網(wǎng)連成一體。
4)在護坡同一水平層施工時, 應將格賓網(wǎng)箱全部就位后再開始填充卵石,為了防止格賓網(wǎng)箱變形,相鄰兩個格賓網(wǎng)(包括同一格賓網(wǎng)的相鄰格室)的填石高差不應大于35 cm。
5) 用于填裝網(wǎng)籠的石塊宜選擇抗風化堅硬石塊,小石塊要滿足不能溜出網(wǎng)眼為準,網(wǎng)籠內石塊要擺砌平整,網(wǎng)露面要美觀平整,石塊間填裝密實,保證格賓網(wǎng)結構的直線外形。
6)格賓網(wǎng)內填滿石料后即將頂蓋蓋下,然后用綁線將兩條重合的框線螺旋狀扭緊,螺距不應大于50mm。
7)要保證砌好的格賓護坡結構高出設計水位,為自然沉降留有余地,邊砌坡表邊鋪碎石過濾層,在砌筑好的格賓護坡體上鋪填10~15 cm 的腐植土,以便植被生長。
8)格賓網(wǎng)護坡安裝還要求:
①穩(wěn)定:格賓網(wǎng)裝填好石塊后必須要穩(wěn)定,石塊大面朝下,人工適當敲擊、搖動,使其平穩(wěn)。
②連接:格賓網(wǎng)上下左右綁扎瞄固連接綁緊。
③錯縫:同一砌筑層內,相鄰網(wǎng)箱應錯縫擺砌筑,避免出現(xiàn)順向通縫。上下網(wǎng)箱也應錯縫搭接,避免出現(xiàn)豎向通縫。
格賓網(wǎng)在護岸工程中的應用顛覆了傳統(tǒng)的漿砌石或混凝土護坡型式,其生態(tài)環(huán)保的特點符合國人的需求,彌補了傳統(tǒng)護坡護岸方式的缺點,另外其施工較為簡單、工期短的特點也受到人們的廣泛好評,漸漸成為中小河流治理普遍采用的技術,值得推廣。