格宾石笼在史灌河(安徽段)治理工程中的应用

吕 静

(六安市治淮指挥部，安徽 六安 237000)

格宾技术作为一种边坡治理工程的控制方案，其分为①格宾网，②充当格宾网内部填充物的石头、鹅卵石等。格宾网具有施工成本低、抗变形性强、渗透性高、整体性好等优点，目前在堤防、边坡的防护等工程中获得应用。

1 格宾石笼的技术指标

格宾石笼主要技术指标如下：

(1)格宾石笼钢丝。俞宏庆等对格宾石笼结构力学性质进行了探究，选取碎石和煤矸石作格宾结构的填料，然后对填满不同粒径级配的格宾石笼进行物理模型试验，试验表明：当轴向变形达到20%时，格宾结构向两侧鼓胀，最大鼓胀量在格宾结构的中部，但格宾结构并未被破坏。这一点说明了格宾石笼钢丝力学性质在整个石笼发挥抗滑稳定作用的重要性。俞宏庆等对不同级配、不同渗透率的格宾网填充试样进行一维压缩试验，在此列举出该学者不同孔隙率和不同渗透率试样的应力-应变关系，如图1和图2所示。

图1 不同级配的碎石试样应力-应变曲线 图2 不同渗透率的碎石试样应力-应变曲线

针对俞宏庆等人的物理模型试验，笔者将在今后运用离散元方法，借助ITASCA公司研发的颗粒流分析程序PFC2D进行宏微观力学响应方面的研究，来进一步探究不同强度、刚度的格宾钢丝笼、不同级配填充石料等因素对其宏观力学表现的影响。本文参考有关文献，提出石笼钢丝的技术指标，如表2所列。

表2 格宾石笼钢丝

表3 格宾石笼结构指标 m

表4 土工布的技术指标

(2)格宾石笼结构设计。采用格宾石笼结构型式，将其布置在堤防近水区域，受到静水压力、动水压力、扬压力、堆积体自重等影响，该工程对其在堤防工程中的抗滑稳定性、抗倾稳定性进行验算。其公式参见文[5]。

经计算，史灌河(安徽段)典型断面抗滑移安全系数Kc=1.76>1.2，抗倾覆安全系数Kc=2.5>1.6，均满足规范要求。格宾石笼结构具体指标如表3所列，施工断面图如图2所示。

(3)格宾石笼土工布。土工布的布置可有效隔离土体与沙粒、混凝土等，也可有效截留细沙及小石料，起到保持水土稳定、增强结构稳定的作用。土工布铺设应保证松紧度合适，与坡面紧贴，与堤线垂直，土工布铺设完成并经监理验收后，再在上面铺设碎石垫层和预制块护坡等。土工布的技术指标如表4所列。

图3 典型断面护岸格宾石笼布置图

2 格宾石笼的施工工序

施工工序如下：

(1)施工前的准备。主要是：①施工前深入研究设计文件，根据现场实际，制定施工方案，并进行技术交底；②进行现场勘测，根据相关水文气象资料和勘测的实际情况，合理安排施工计划；③做好各项技术准备工作；④格宾石笼施工前，坡面要清理干净，清基范围在设计基础仓面线外40 cm左右，需将尖锐物，树根、垃圾等杂物清除干净，确保“面平、线直、坡顺”。

(2)基础测量。包括① 根据图纸，安排专人专项负责测量，确保放线准确；②格宾网测量的平面位置误差在±30mm～±40mm之间，高程误差为±30mm，格宾网平整度误差范围是±30mm；(3)坡面平整后进行土工布铺设，铺设要求缝线规则，与堤纵向垂直，与土面紧密贴合，经过验收后进行碎石铺设。

(3)格宾石笼组装。包括①格宾网需摆放在平整、干燥的地基上，施工人员需带好安全防护；②在网面边角，将相互重合的粗边丝互相拧紧后再与绑丝重合；③使用长约1m的绑丝，以每100mm为间距，将绑丝穿过网孔，将格宾石笼组合成网箱；④为形成连续挡墙，需把相邻格宾网箱紧密相连，在最后一个网箱的内侧高1/3处，放置“H”形木棍，使所有的网箱都处于紧绷；⑤将石料整齐有序地排放好，填充石料的尺寸需达到90m～200m的要求，石料粒径应大于网孔2倍左右，护垫填充石料的规格需达到 90mm～150mm的要求。石料粒径较大的分布在笼子周围，石料间要相互搭接；⑥填料完成后依据密实情况，填充砂砾石，砂砾石粒径不得低于格宾石笼的最小孔径。⑦摆放最上面一层时，需将石料大面朝上，最后测量填充高程，满足设计要求后进行封盖，以20cm为间距扎紧扎线。

3 格宾石笼施工质量安全控制要点

格宾石笼施工质量安全控制要点如下：

(1)格宾网箱规格。主要是①格宾石笼应合格，必须有质量合格证及出厂合格证。格宾网箱材料需满足于钢丝材质符合GB/T700-1988标准的规定，为高抗腐蚀PE膜+锌铝合金网，5绞六边形网，网孔尺寸为10 cm×12 cm；②格宾网片必须均匀，不得扭曲变形，网孔径偏差应小于设计孔径的5%；③网丝直径为2.5mm，涂塑后直径为3.5mm左右，镀锌量不小于245g /m3，绑扎间距 200mm～250 mm；

(2)填充石料要求。主要是①填充料应是坚固密实、耐风化好的石材，网箱内填充石块径约25cm，网箱石料粒径需大于网孔孔径1～2倍；②网垫应控制在80%以上网垫粒径为100mm～250 mm，其余用碎石填满空隙，以增加填充密度；③填充石料切忌只往单个网格内填充，网格内填料高度差为网格高度的1/3。

(3)组装格宾网箱。在连接格宾石笼的过程中，需确保均匀、平整、坚固以及接头连接整齐。格宾网箱的层与层之间砌体应纵横交错、上下联结、严禁出现通缝。①间隔网与网本身应正交，经绑扎形成长方形网箱组或网箱，绑扎线须是与网箱同材质的钢丝；②网垫交接处绑扎，相邻网垫组的上下四角以绑扎丝连接，扎丝间距须小于200mm；③间隔网与网身交接处使用螺旋形组合丝；④对于裸露部位的网片，在每次箱内填石高度达到1/3时设置拉筋线，呈八字形向内拉紧固定。

3 结束语

史灌河(安徽段)首次运用该技术手段进行堤防整治，相关河道成功应对六安2016-06-30大水，经受住特大洪涝灾害的实践检验。格宾石笼的应用实现了水体与水下土体交换功能，对水环境修复、水域植物健康成长起到了积极作用。

[参 考 文 献]

[1] 董传琛,张守田,赵大明.格宾石笼在河道治理工程中的应用[J].山东水利,2012,(3):29-30.

[2] 张辉.城市防洪工程中格宾石笼的施工技术[J].中国水运,2016,(10):66-67.

[3] 俞宏庆,于春生,宛志红.格宾石笼结构力学性能研究[J].中州煤炭,2015, (3):95-98.

[4] 张亚飞,徐光黎,谢书萌,等.格宾石笼拦挡坝在玉树地震灾区泥石流治理工程中的应用[J].安全与环境工程,2013,(5):11-14.

[5] DZ/T0239-2004,泥石流灾害防治工程设计规范[S]．