冷美玲,簡(jiǎn)鴻福,2,戴 霖,2
(1.江西省洪圖技術(shù)咨詢(xún)有限公司,南昌 330000;2.江西省水利科學(xué)院,南昌 330000)
格賓石籠網(wǎng)又叫鉛絲石籠、賓格網(wǎng)、格賓網(wǎng)、格賓籠、石籠網(wǎng)、生態(tài)格網(wǎng)、生態(tài)石籠網(wǎng)等。目前新型格賓石籠護(hù)岸技術(shù)在竹籠、 柳條籃的材質(zhì)使用和填充材料方面進(jìn)行了優(yōu)化, 是經(jīng)過(guò)特殊加工的機(jī)編雙鉸六邊形柔性金屬網(wǎng)扎成立方體網(wǎng)籠并裝填符合設(shè)計(jì)要求的石料,然后綁扎蓋網(wǎng)形成石籠,根據(jù)工程設(shè)計(jì)堆砌形成擋墻的一種岸坡襯護(hù)形式。
格賓石籠網(wǎng)長(zhǎng)度一般有1.0,1.5,2.0,3.0,4.0m,寬1.0,1.5,2.0m,高0.3,0.5,1.0m,長(zhǎng)、寬、高公差范圍±5%,金屬網(wǎng)絲直徑2.0~4.0mm,材料可以根據(jù)不同使用年限要求進(jìn)行選擇, 主要有電鍍鋅鋼絲、普通熱鍍鋅鋼絲、 高熱鍍鋅鋼絲、PVC包塑鋼絲、PE包塑鋼絲、鍍5%~10%鋁鋅合金鋼絲、鍍高爾凡鋼絲等[1];金屬網(wǎng)面標(biāo)稱(chēng)拉伸強(qiáng)度不小于42kN/m,網(wǎng)面標(biāo)稱(chēng)翻邊強(qiáng)度不小于35kN/m。格賓石籠網(wǎng)構(gòu)件部件如圖1。
圖1 格賓石籠網(wǎng)構(gòu)件部件
填充石料要求采用塊石或卵石, 容重要求達(dá)到18~19kN/m3,強(qiáng)度等級(jí)不小于35MPa,軟化系數(shù)不低于0.7,要求石料質(zhì)地堅(jiān)硬,遇水不易崩解和水解,抗風(fēng)化;薄片、條狀等形狀的石料不宜采用,風(fēng)化巖石、泥巖等亦不得用作充填石料。
陽(yáng)峰水屬鄱陽(yáng)湖流域大輸湖水系, 發(fā)源于都昌縣陽(yáng)峰陽(yáng)儲(chǔ)嶺, 自北向南折向西流經(jīng)陽(yáng)峰村、 吉陽(yáng)村、金星村等,最終匯入鄱陽(yáng)湖。 流域面積55.91km2,主河道長(zhǎng)19.40km,主河道平均比降為0.314%,多年平均流量3.186m3/s。 陽(yáng)峰水上游河段岸坡較陡,遭遇山洪時(shí)常發(fā)生岸坡坍塌現(xiàn)象;中下游河道較淺,行洪能力較低,遭遇山洪時(shí)洪水漫溢,沿河村莊受淹,部分河岸坍塌。這些不僅影響到當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,而且威脅到圩區(qū)內(nèi)的人民生命和財(cái)產(chǎn)安全, 為提高岸坡抗沖能力,達(dá)到岸坡穩(wěn)定,急需對(duì)河道迎流頂沖和岸坡失穩(wěn)段進(jìn)行岸坡襯護(hù)。
陽(yáng)峰水治理遵循“以人為本、保障安全;人水和諧、注重生態(tài)”的原則,在確保山洪防洪安全的前提下,選取的岸坡襯護(hù)形式注重與鄉(xiāng)村景觀、生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)。通過(guò)比選,最終采用格賓石籠對(duì)陽(yáng)峰水迎流頂沖和岸坡失穩(wěn)段進(jìn)行襯護(hù)。 不同類(lèi)型岸坡襯護(hù)對(duì)比分析如表1。
表1 不同岸坡襯護(hù)對(duì)比分析
根據(jù)國(guó)家GB50201—2014《防洪標(biāo)準(zhǔn)》要求,陽(yáng)峰水人口密集重點(diǎn)保護(hù)河段設(shè)計(jì)兩岸岸坡高程滿(mǎn)足10年一遇防洪要求; 本次對(duì)治理河段兩岸采用高3.0m格賓石籠擋墻襯護(hù),擋墻頂部按1∶2整坡、采用草皮護(hù)坡,根據(jù)石籠規(guī)格要求,擋墻頂寬不小于1.0m,擋墻墻底及墻后須設(shè)置無(wú)紡?fù)凉げ迹?典型斷面設(shè)計(jì)如圖2。
圖2 陽(yáng)峰水格賓石籠擋墻典型斷面設(shè)計(jì)
采用CECS353—2013《生態(tài)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》公式進(jìn)行格賓石籠擋墻抗滑穩(wěn)定、 抗傾穩(wěn)定及基底應(yīng)力計(jì)算,具體公式如下:
式中 Ko為抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù);∑MV、∑MH為格賓石籠墻趾抗傾覆力矩和傾覆力矩(kN·m);Kc為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù);∑G、∑H分為作用于墻體上的全部垂直力的總和、水平力的總和(kN);f為地基摩擦系數(shù);A為底板面積(m2);∑M為荷載對(duì)底板形心軸的力矩(kN·m);W為壩基底面對(duì)于該底面垂直水流方向的形心軸的截面矩;σmax、σmin為基地最大、最小應(yīng)力。
經(jīng)計(jì)算,在河槽內(nèi)無(wú)水,墻后為飽和填土的最不利工況下, 典型斷面格賓石籠擋墻的抗滑穩(wěn)定為1.74,抗傾覆穩(wěn)定為3.08,地基應(yīng)力σmax為72.04kN/m2,允許承載力220kN/m2。 根據(jù)SL379—2007《水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范》, 擋土墻的級(jí)別要求Kc≥1.30,Ko≥1.50,計(jì)算結(jié)果滿(mǎn)足要求,地基允許承載力220kN/m2,滿(mǎn)足要求。
格賓石籠擋墻岸坡襯護(hù)工程施工工藝流程[2]如圖3。
圖3 格賓石籠擋墻護(hù)岸施工工藝流程
安裝一般要點(diǎn): ①平整。 同一層石籠應(yīng)堆砌平整,相鄰高差小于35cm。②穩(wěn)定。 石塊間應(yīng)相互搭接并確保穩(wěn)定。同一層石籠堆砌完成后,需在檢查合格的基礎(chǔ)上再進(jìn)行下一道工序施工。③連接。按要求進(jìn)行石籠上下左右網(wǎng)箱的聯(lián)結(jié)綁扎, 綁扎錨固需連接自然、可靠。④錯(cuò)縫。同一堆砌層內(nèi),前后相鄰兩排石籠間應(yīng)錯(cuò)縫堆砌。避免出現(xiàn)順向通縫。上下相鄰兩層石籠間也應(yīng)錯(cuò)縫堆砌,避免存在豎向通縫。 ⑤封蓋。網(wǎng)箱封蓋需在頂部填料平整后進(jìn)行, 先綁扎網(wǎng)箱每端相鄰結(jié)點(diǎn)后,再加密綁扎,間隔25cm應(yīng)綁扎一道[3]。
格賓石籠施工根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行測(cè)量放樣,原材料進(jìn)場(chǎng)后需檢驗(yàn)滿(mǎn)足合格條件后才能進(jìn)場(chǎng)使用;基礎(chǔ)開(kāi)挖,人工清平地基、夯實(shí);安裝格賓石籠網(wǎng)箱,在基礎(chǔ)網(wǎng)箱拼裝完成后, 放置在處理好的基礎(chǔ)上栓接固定; 填充石料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求, 采用塊石或卵石,填充空隙率不大于30%,填料粒徑不得小于石籠網(wǎng)格大?。?];頂面填料應(yīng)比網(wǎng)箱高,經(jīng)人工夯實(shí)平整,確保密實(shí),同一層網(wǎng)箱應(yīng)同時(shí)填放石料,網(wǎng)箱填充石料時(shí)避免一次性填滿(mǎn),每次充填網(wǎng)箱高度的1/4為宜;網(wǎng)箱石料填充密實(shí)后,進(jìn)行網(wǎng)箱封蓋綁扎。 石籠擋土墻疊砌施工完成后, 在其墻后鋪設(shè)土工布后回填土壓實(shí)。
本文以陽(yáng)峰水山洪溝岸坡襯護(hù)工程為例,通過(guò)介紹格賓石籠技術(shù)特性及設(shè)計(jì)施工的注意要點(diǎn),為今后類(lèi)似工程的設(shè)計(jì)和施工提供一定參考。