格宾结构在公路工程中的应用

邓　波

摘要：格宾结构是一种新型结构，在公路工程以及其它工程中应用的越来越广，本文主要讲述了格宾结构的性能、损坏形式以及修补方法，并举例说明了铅丝笼防护在实际工程中的应用。

关键词：刚性结构 格宾结构 格宾网片 格宾网箱 格宾护垫

0 引言

格宾结构作为一种新型结构，其主要的特点是属于柔性结构，从单丝到网片的拉伸都具有很大的强度，同时网片中出现单根断丝或者被破坏一个网孔的情况下，其强度并没有被破坏，而是稍微的降低，这样就使得在灾害发生后格宾结构依然能够保持强度，从而将灾害破坏降低到最低，只要及时的对结构进行补修，结构就不必重新设置。

1 水毁对刚性结构与格宾结构的影响分析

刚性结构能够承受相当大的块石撞击力，但是由于重复的撞击或者某处薄弱的点，墙体局部损坏，如果无法及时修补，高速水流的淘刷，首先是一点一点破坏，最后整体结构破坏。格宾结构虽为整体结构，但是整个结构由于隔片的存在有相对的独立性，即使某一单元被破坏，其相邻单元组也不会因此而遭到破坏。同时结构体内松散填充料能够充分缓冲外来撞击力，这就使得格宾结构能够承受比刚性结构更大的外力。

2 格宾结构的损坏形式

格宾网箱或格宾护垫的网片或者结构往往会受种种因素影响引起破损，如镀锌钢丝遇高浓度酸、碱类等化学物质会发生锈蚀，甚至造成断丝；受外力作用或人为破坏使网片上出现断丝、破洞等等。虽然网片出现局部破洞对整体结构没有大碍，但破洞的存在，会引发网箱或网垫内块石的流失，继而减弱了网箱和护垫作为防护工程的功能。为防止结构继续损坏，做到防患于未然，保持结构的完整性，应对网片破损处及时进行修补。这样，也可以在最大程度上保护结构的功能，使破坏及破换所产生的影响降低到最小限度内。经过多方调研与观察，其破坏形式主要有：①结构受外力撞击，网丝断裂，引起的网片破坏。②环境中的腐蚀介质对网丝腐蚀使得网片锈蚀（此种情况多数出现在格宾网材料为热镀锌或者热镀铝锌）。③水流中泥沙对钢丝表面镀层的损伤引起网片锈蚀（此种情况多数出现在格宾网材料为热镀锌或者热镀铝锌）。④由于网片的破损引起网箱内填充料的流失。⑤由填充料级配不佳或填充密实度达不到设计要求而引起的结构上部淘空的现象。

3 格宾结构修补的方法

3.1 网片断丝：一般情况下由于块石的撞击、施工过程中不当的操作或者人为的破坏引起结构表面网丝的断裂。下面分三种基本情况来分析：第一种情况是网片中单丝被破坏。需要用相同的网丝修补断裂的地方。及时的修补可以避免出现破损。第二种情况是网片中局部出现破损但是填充料并无流失。需要用整张网片修补破损部分。需要注意几点：①修补网片采用螺旋组合丝与原结构网片紧密地连接在一起。视需要在每隔20cm用组合丝双股绑扎。②修补网片应该完全覆盖住破损区域，并且在四周至少预留出一个完整的网孔。③修补网片的性能至少与原网片相同。第三种情况是网片中局部出现破损但是填充料有流失。如果填充料的流失造成整体结构的变形过大需要将原结构拆除，重新设置；如果流失量很少没有引起整体结构的变形，首先需要补充填充料，再修补破损处（具体方法同第二种情况）。

3.2 整体结构的破坏。这种情况一般发生在以下几种情况：①由于城建规划开挖造成的结构破坏。②由于刚性基础滑塌而引起整体结构的位移。这种情况一般是发生在河道底部为刚性结构，而上部为格宾结构时。由于水流的冲刷、地质灾害的发生使的下部滑塌，格宾结构失去了基础，但是由于结构的整体性，其只会发生位移，而不会彻底失去防护功能。③地震、地质构造使得整体结构的移动。以上情况发生时我们应该及时清除原有结构，设置新的结构。

3.3 网片的锈蚀。在设计使用年限内，网片的锈蚀主要有以下几种情况（此种情况多数出现在格宾网材料为热镀锌或者热镀铝锌）：①河道水环境突然改变，水中含有大量腐蚀性污染物。②河道水中携带大量的泥沙，对钢丝镀层的磨损。③堆积垃圾含有腐蚀性物质。④上部气体中携带腐蚀性物质。首先清除结构表面的污染源和杂物，查清锈蚀网片的情况，如果锈蚀现象严重，有可能影响结构的，需要拆除原有结构或者在原有结构上设置新的结构;如果局部锈蚀，需要更换或者修补上新的网片，材料需要有更强的耐腐蚀性（比如采用热镀锌或者热镀铝锌钢丝外包覆聚酯层）。同时需要对污染进行处理。

3.4 填充料流失。格宾网箱（护垫）结构内填充料流失后，结构内部的空隙率增加，结构变松软与同时本身自重不够，容易引起结构的破坏，所以一旦发现，必须及时补充填充料。在结构上开孔填石或开盖来补充，之后修补开孔处或将盖片扎紧。

4 格宾结构主动防护

假设格宾结构在某一点会由于块石撞击造成损坏，为了防止主体工程上网片破损，可以采取主动防护——即在格宾网箱挡墙前增设防冲、防撞格宾网兜或者蛇笼（圆柱形）以及防止河床冲刷的网垫。这样水流夹带的块石将与主动防护相撞，从而保护了格宾主体结构的安全。

5 公路水毁应用铅丝笼治理实例

国道217线多段路基水毁破坏，有的甚至将公路冲毁，但是在有铅丝石笼防护的路基，虽然石笼本身已经锈蚀，但是其保护的路基依然完好（其水文资料见表一）。水流中夹带的块石粒径主要为30mm～70mm，最大粒径为500mm。

图一为该段应用铅丝石笼防护路基的实例。可清楚地看到石笼防护的区域为水流冲刷最为严重的地段，但是在洪水过后道路依然完好，而没有防护的区域，却受到了严重的冲刷。

6 结束语

格宾结构与铅丝笼均属柔性结构，不同的是格宾结构是一种新型结构，其是由经表面防蚀处理的低碳钢丝用机械编织的双铰六角形柔性金属网经剪裁，编边和组合后制成的，与铅丝笼有一定的不同，其防护性能比铅丝笼更优。故在延溪线尤其是在路基顶冲段落较为适用。

参考文献：

[1]阳友奎，周迎庆等.坡面地质灾害柔性防护.北京：科学出版社，2005.

[2]金德钢.蜂巢挡墙在城市河道整治中的应用.浙江：水利科技，2005.