格宾石笼在当今河道治理中的应用分析

【摘要】格宾石笼具有抗变形能力强，渗透性好，抗腐蚀能力强等优点，本文介绍了格宾石笼的相关特点与自身优势，通过以柳河治理为例，分析了格宾石笼护砌材料对河道治理中的良好应用效果。同时，能够为该技术对当前河道治理与岸坡生态防护等提供较好的应用参考。

【关键词】治理方案；防治；生态保护

传统的河道整治工程中河道护岸或护坡水下多采用抛石，水上多采用干砌石或混凝土预制块。但这种治理方案由于不透水导致河道内自然生态系统的循环遭到阻断，当前已不能适应生态治河的理念。本文介绍了格宾石笼的相关特点（适应性强、整体稳定性好、施工方便及生态性好等）和自身优势，列举了格宾石笼在河道治理工程的应用实例，采用格宾石笼护砌材料对河道进行施工，并取得了良好的应用效果。以期该技术能对当前河道治理与岸坡生态防护等有较好的参考价值。

一、格宾石笼概述

格宾石笼是由高抗拉强度、超耐腐蚀、高抗氧化、极强延展性能的低碳钢丝经过重型六角网机械编制而成。其作为一种经济节约的建筑材料、产品规格多样化与施工安装简单化等优势已被全世界众多工程师所公认，应用领域广泛化，并深受好评。格宾石笼结构作为一种经久耐用的柔性结构体，根据不同用途可以制作成格宾石笼片、格宾石笼箱、格宾石笼护垫等，在小型水工建筑物的施工及老化建筑物再生修复中发挥着不可替代的作用。根据原材质的分类，可将格宾石笼分为电镀锌丝、普通或高热镀锌丝、PVC包塑丝、PE包塑丝、5%或10%锌铝合金等。这些原材质编织成双绞、六边形网目的网片或组装成的蜂巢网箱。因其耐腐蚀性、抗拉抗压性、柔韧性均不相同，这也决定了格宾石笼的价格和使用年限的不同。简而言之，格宾石笼实质是一种蜂巢型结构，承受力强，作为同性质的巨大块状结构体，其结构形式最能符合力学的原理。因此，在现代许多发展中国家水利工程中（河岸加固工程，海岸防护工程，生态保持工程）得到广泛应用，能较好地实现工程结构与生态环境的有机结合。同其它材料相比，它具有的优点具体表现在以下四个方面：（1）适应性强：格宾石笼网的网眼均匀，网面平整，具有延展性和柔性，结构牢固，能适应各种土层性质并与之较好的结合，能够紧密地结合形成一体，可以承受大范围的变形，能很好的适应地基变形，而仍不坍塌。因此，实用性很强。（2）透水能力强：格宾石笼网能有效地解决孔隙水压力的影响，可使地下水以及渗透水及时的从结构填石缝隙中渗透出去，具有很强的透水性能。同时也可防止由流体静力造成的损害，保证了生态环境不被破坏。（3）耐久性好：格宾石笼网的原材料有很强的抵御自然破坏及耐腐蚀和抗恶劣气候影响的能力。因此，耐腐蚀、抗氧化、使用寿命长。（4）施工方便易组合：格宾网价格低廉化，规格多样化，，不需特殊技术，施工安装简单化，应用领域广泛化。（5）保持生态：结构填充料之间的缝隙可保持土体与水体之间的自然交换功能， 同时也利于植物的生长，实现水土保持和自然生态环境的统一。

二、格宾石笼在河道整治工程应用实例

2.1 工程概况

柳河治理工程河道流域面积14.9Km，主河道长8.2Km，主河道纵坡8.25‰，下游河道纵坡平缓，流沙的侵入使主河道淤积。本次工程河道经1个乡镇9个村庄。本次工程河道总体存在的主要问题有：输水效率低，水量损失大；水流冲刷河岸严重，堤岸损毁重，抗洪性能差，出现洪水淹没农田、冲毁道路等设施的情况；防护任务大，地方负担重。为此，进行系统的河道治理显得十分必要和迫切。此次河道治理堤防的防洪标准为十年一遇洪水，设计洪峰流量61.2m/s，有效保护当地生态和水土流失。本次河道治理项目尽量兼顾与周围环境相协调，维持河道自然形态，保留河道自然形成的阶梯和深潭等微结构，而且要经济实用，生态亲水。因此，根据工程地质资料、投资情况和施工难易等在治理方案上采用格宾石笼进行护脚和护坡设计，防护结合、控导水流与硬化防护统一，实现与环境和谐统一。

2.2 河道工程治理原则

本次河道治理主要是以提高输水效率和防护两岸设施为目的，根据治理防护区的规模，兼顾部分河段的防洪要求，因此结合实际情况遵循以下原则布置：

（1）统筹原则。根据河道总体情况统筹确定工程的总体布置和治理措施。采取堤防与河道治理相结合，防洪与排洪相结合。（2）近期治理、兼顾远期原则。先重后轻、逐步实施。在做好近期治理，保证现阶段工程高效安全施工的同时，按照轻重缓急，分批计划。（3）因地制宜原则。通过对重点河段进行整治，维护生态。在治理过程中，采取控导水流与硬化防护结合的治理措施，保证生态系统的安全。减少河道输水损失，在两岸设施、农田冲刷严重的地段布置护岸。从而使保护区域内人民生命财产和经济社会发展的防洪安全保障问题得到有效解决。

2.3 格宾石笼材料控制

本次工程选用热镀10%锌铝合金钢丝材质的格宾石笼。同时由生产单位提供以下材料：国家级试验室一盐水喷雾试验（GB/T10125-1997）1000h以上的试验报告（镀层腐蚀量不得大于170g/m2）、钢丝原料厂的钢铁化学证明书、镀层重量检验报告、铝含量检验报告、均匀度检验报告等。以上材料由检测单位检测完后均加盖施工单位项目章，并送检。

2.4 工程实施方法

（1）土堤抗滑边坡稳定计算：本次工程堤身土料为卵石混合土结构（稍密一中密）。本次工程河道堤防设计边坡系数、治理段堤防最大高度、设计水深分别是：0.9～1.2m、1：1.5、3.5m。采用《堤防工程设计规范》与瑞典圆弧滑动法计算堤身边坡稳定系数。计算结果如表1所示：

（2）护脚设计：堤防基础冲刷深度设计值取1.0m。堤防护脚采用5.0cm（上层宽3.0m，下层宽1.5m）厚两层格宾石笼。

（3）堤护坡厚度计算：采用格宾石笼防护来河道堤防坡面，斜坡坡度1：2。斜坡上采用一層厚度30cm的格宾石笼防护。

2.5 工程施工过程

（1）护脚施工：格宾石笼护脚施工前应先根据设计进行清理。由挖掘机、推土机配合进行河道基础平整，挖除河道内的大块岩石，将基础基面上的土层和草甸等清除干净，将河道内的坑洼填平，基面不应有陡坎、深坑，并对基础进行夯实处理（压实系数不小于0.94），基础清理的弃渣应摊堆至堤防后背水侧。护脚下层采用格宾石笼（1.5mx3.0mx0.5m），其内填0.1～0.5m的卵石，待块石填筑后，后用同样质量的格宾网封盖，进行铅丝笼封口作业，用连接扎丝将格宾网封盖搭接；最后在下层的基础上铺设规格1.0mx3.0mx0.5m的格宾石笼，其内填坚固密实与耐风化的材料，每层之间错缝安装。（2）坡面施工：坡面必须平滑，堤坡护砌前，若现状岸坡坡度不超过设计要求，堤坡维持现状；若现状岸坡超过设计要求，则按设计边坡进行整修。坡面凹凸不超过1cm。如坡面存在较大的动物洞穴及植物根系则预削坡或预回填补平，在平整夯实的坡面上从基础开始安装铺设一层格宾石笼（规格为1.0 mx3.0 mx0.3 m），其内填0.090.15 m的卵石，然后用同样质量的格宾网封盖搭接。

2.6 格宾笼护坡质量控制

此河道工程护坡格宾笼填充石料的选用均就地取材，格宾石笼内填料容重要求达到18～19KN/m3，因此充分利用河道片石、卵石、塌方碎石，格賓笼内填料质量要求填石料应采用新鲜硬质岩石或卵石，粒径小小于网目大小，粒径以 100～250mm为宜。填料时同时均匀向一组网格内填料，禁比用碎石、空隙用小块石填塞，小可有凹陷。网格内填料高差为网格高度的1/3，石料填充后达到填充率为70%。由于所用石头经过长距离的“水流搬运”的石块己经基本上被削掉棱角变成鹅卵石，本工程所选用的填充石料能够满足设计要求。对施工现场必须控制护坡砌体厚度，其允许偏差为设计厚度的土10%，同时2m靠尺检测凹凸小超过8 ctn严格控制石材及外观的质量，保证护坡的美观实用。

三、实施效果

在河道治理中采用砌石体、混凝土等刚性工程措施治理易造成水环境恶化的问题。而格宾石笼具有抗变形能力强，渗透性好，抗腐蚀能力强等优点。此河道治理工程中的格宾网箱投入使用成效较好，造价较低，施工方法简易，结构上能更好地适应地基的不均匀变形，施工方便、不受施工季节的限制，使河床得到永久性的保护，河堤基本保持完好状态，有利于植物生长，有效实现了河道的治理及生态防护要求。因此，既能解决河道冲刷、防洪等问题，同时又能解决人与环境和谐共生的需求。是河道治理整治工程中很适用的材料。工程建成后，通过一年多来多次调水运行状况良好，有效解决了河道护岸易受水流冲淘、地形沉陷、冰冻等自然因素对岸堤的冲刷与破坏，各治理段没有出现塌陷等问题，达到了预期效果。因此，在实际施工中也必须采取科学的施工工艺，技术标准均达到设计要求，注意施工方案的选择，充分发挥格宾石笼的作用。总之，通过河治理工程中格宾石笼的应用，可为类似工程设计提供范例。

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作者简介：颜胜艳（1971.10—），女，满族，辽宁抚顺人，工程师，主要研究方向河道治理。