李国起,运新宝,许福丁
(1.天津振津工程集团有限公司,天津 300222;2.天津市水利勘测设计院,天津 300204;3.马克菲尔中国有限公司,湖南长沙 410001)
雷诺护垫(RENO MATTRESS)在国外已经有了100多年的应用历史,它起源于2 000多年前埃及尼罗河、中国都江堰的柳条笼。雷诺护垫护坡技术在国外已经发展成为成熟的生态护坡形式。近年来,在国内的上海、湖南、广东、湖北、四川、新疆、黑龙江等省市的水利、航道系统已经有了较为广泛的应用。其施工工艺有别于传统的干砌石、浆砌石、混凝土、预制块等结构。虽然在欧美、日本等发达国家已经有了成熟的施工工艺,但目前国内仍没有相关的“规范”来指导施工。为了规范雷诺护坡的施工、确保工程质量,笔者在总结国外百年宝贵施工经验的基础上,结合中国国情,从材料、施工准备、组装及安装、填石及封盖、工程结算等方面概述了雷诺护坡的施工技术,供国内相关工程技术人员及规范修订人员参考。
雷诺护垫是由低碳钢丝经特殊防腐处理即厚镀锌、厚镀高尔凡(5%铝锌合金+稀土元素)、镀10%铝锌合金,厚镀锌并覆塑、厚镀高尔凡并覆塑、厚镀10%铝锌合金并覆塑,再通过机械编织成六边形双绞合钢丝网制成的网垫结构,见图1。内部填充石料形成柔性的、透水性的、整体性的、耐久性的、施工便捷、环保的护坡结构形式,使得结构既能满足工程安全的要求,又有利于植物根系与土体间水源的循环,同时达到绿化环境的效果,是一种典型的经济生态防护结构。
以下有关钢丝技术指标参照 EN10244-2、EN10223-3标准而制定,等同于或高于该标准的规定。
(1)抗拉强度:用于制造雷诺护垫的钢丝的抗拉强度为350~550 N/mm2。钢丝容许公差见表1。
(2)延伸率:不覆塑未经编织钢丝的延伸率不能低于12%(经过编织加工成品的钢丝延伸率不能低于7%)。实验样品长度至少为25 cm。
(3)镀锌层:最低镀层量见表1。
(4)镀锌层的附着性:镀锌层附着力应达到如下标准,当钢丝绕相当于自身直径两倍的芯轴6圈时,用手指摩擦钢丝,其镀层不会剥落或开裂。
表1 雷诺护垫钢丝技术参数
雷诺护垫网片裁断处,需要将网片末端缠绕在较粗的钢丝上,该点是整个网箱最薄弱的环节,为加强网面钢丝与边端钢丝的连接强度,厂家需有专业的翻边机将网面钢丝缠绕在边缘钢丝上,并大于等于2.5圈。具体情况,如图2所示。
雷诺护垫规格可为 M6×2×0.17/0.23/0.30X,即长度 6 m、宽度 2 m、厚度可为 0.17、0.23、0.30 m,X指的是镀层形式。根据工程实际情况综合考虑,选择合理的镀层形式,内部沿长度方向每间隔1 m采用隔板隔成独立单元;双隔板雷诺护垫为一次成型产品,除盖板外,边板、端板、隔板及底板由一张连续的网面组成,不可分割。
长度、宽度公差为±5%,厚度公差为±10%。
(1)填充料必须是坚固、耐久、未风化、粒径级配好的块石或者卵石。石料质量应符合《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》(SDJ17—1978)的规定。
(2)填充石料的粒径宜选择 75~150 mm,可以有5%的石料不符合规定,但不得用于外露面,石料的最小粒径不得小于网孔尺寸(6 cm左右)。
测量、放线、料场检查、机械设备及料场准备按照《堤防工程施工规范》执行。
组装雷诺护垫,先将雷诺护垫单元从捆束包装中取出,放在坚硬、平整的地面上。再将雷诺护垫打开,沿折叠处展开,并压成初始形状。部分双隔板需采用人工往两侧翻折成型。再将边板和端板竖起来,组成一个形状规则的扁平长方体。隔板与边板、边板与端板的衔接处采用与网面同材质的绞合钢丝进行点绑扎。具体情况,如图3所示。
组装完成后,将护垫放在既定位置,相邻单元紧靠在一起。为了保障结构的整体性,应将所有相邻、未填充的单元格接触面的边缘,用绞合钢丝连接在一起,使之成为一个整体。具体情况,如图4所示。
雷诺护垫在坡面的摆放方向为隔板平行于水流方向。当护垫被放在陡坡上(坡比大于1:1.5),需用硬木桩在坡顶进行固定,防止施工过程中受力向下滑动。
(1)石料的装填可以采用人工装填、机械装填或者半机械半人工装填。石料的装填要求从坡底往坡顶方向进行装填。为了避免装填时引起边板弯曲变形,靠近边板两侧的石料装填要同时进行。
(2)考虑到装填石料空隙而产生的沉降,装填时应有2.5 cm的超高,而且护垫内的装填石料需用人工摆放,尽量减少孔隙率,并确保表面平整。
(3)在安装盖板之前,需对装填时造成弯曲的隔板进行校正,确保所有横向、纵向边缘在同一直线上、坡面平整。
(4)每个雷诺护垫单元配有同等表面尺寸的盖板,对应铺设盖板,用长钢丝将盖子边缘与边板边缘、盖板与隔板上边缘绞合在一起,每段钢丝的绞合长度不宜超过1 m,绞合严格按照10~15 cm单圈-双圈-单圈间隔绞合,以确保连接边缘的强度。具体情况,如图5所示。
(1)雷诺护垫护坡应按投影面积(护坡的施工面积)进行计算,以平方米为单位计量。
(2)护坡工程按《工程量清单》中相应单价进行支付。该单价包括了坡面整理,土工布的采购、运输、铺设,雷诺护垫的采购、运输、检验、保管、贮存、加工以及雷诺护垫组装、安装,填充材料(卵石或块石)的开采(或采购)、运输、填充、整平以及质量检查和验收等所需的劳力、材料以及使用设备和辅助设施等一切与此有关作业的费用,是对完成工程的全部偿付。
雷诺护垫生态护坡在国内还属于新技术、新工艺,目前在水利、航道等工程中推广应用较多,已经积累了一定数量的工程实例。相关的科研单位、设计单位和施工单位也积累了一定的工程经验。但是,还没有任何有关这种新型结构的相关规范可用于指导设计、施工。
因此,笔者呼吁相关主管部门和单位考虑通过科研和实际应用积累,尽快制定相关的规范,将此部分内容补充到现行的堤防设计规范和施工规范中。