河道治理工程中格宾石笼网箱的应用

张海波

(朝阳市水务工程技术审查中心，辽宁 朝阳 122000)

格宾石笼是指按照机械的方式，采用延性较好的低碳钢丝编制成的六角形格宾网，一般具有稳定性、整体性佳，透水性好，施工方便、迅速，可变更性强，易维护等特点，在河道治理工程中格宾石笼的应用日趋广泛[1]。

一方面，格网是利用专用机械编制而成的双绞网状结构，即使箱笼出现局部破坏也不会影响其整体性。采用适度变形的低碳钢丝将全部工程连接成整体，该过程无需分缝，即使出现不均匀沉陷结构整体也不会产生裂缝或出现严重问题。另一方面，经填充料的孔隙挡墙砌体后填土中的水可以排出，并且通过砌体能够快速的排出渗入墙后土的地表水，从而减少墙后地下水压力。根据设计意图，可以将网箱体工厂化制成半成品，也可按设计图在施工现场定型组装，在已预先处理好的基坑或土坡上砌垒箱笼当图像及护坡，灌进填充料、加上盖网即成。该过程具有便于机械化操作、受气候干扰小、操作家变等特点，在加快工程进度的同时保证施工质量。此外，新的生态格网固滨挡墻护岸工程，可沿着原有的护脚的延伸方向继续安装箱笼，任意增加墙身长度。在墙身受力条件和地基承载力允许时，在原墙身上可以继续叠砌，结合实际需要适当提高墙身高度。在顺长方向石笼通常加设有隔板网，从而形成必须独立的立方体，当网格破坏导致某个立方体出现石块扰动而被水流冲走时，这仅仅是有限的、局部的口，又因双向交织的铁丝网的局部损坏不易扩展，维修时只需重新填满石料修铺好局部损坏的网格就可以继续使用，因此维修比较简单。

1 工程概况

古山子河属于大凌河二级支流，全长39.60km，流域面积326.10km2。一直以来，古山子河中上游段未经有效治理，之后经2018年“8·3”洪水冲兑，造成原有防护工程严重损毁，局部河道改线，河床淤积。为排除险情，加强河道防洪能力，确保防洪安全，拟对古山子河古山子镇河段及其支流部分河段进行治理。

该治理工程起点位于朝阳县古山子镇关杖子桥(桩号K0+000)，终点位于龙城区交界处(桩号K12+662)，均为农村段。工程范围内古山子河长度为12.65km，已治理2.53km，未治理长度10.31km，工程范围内现有左岸护岸2.53km，右岸护岸1.81km，达标段防洪标准10a一遇。通过深入现场查勘，结合河段现场情况以及当地水利部门、受益乡镇的建议，制定符合实际情况的设计方案，具体如下：

1)护岸工程：对部分冲刷严重，无工程的河段，采用防护措施，以及原有护岸工程损坏以及不达标段进行石笼护岸防护，保护耕地及岸坎，以达到设计的防冲标准要求。护岸长为14.39km，左岸长为10.33km(坡式护岸3280m、墙式护岸7046m)，右岸长为4.06km(坡式护岸2090m、墙式护岸1968m)。

2)河道平整工程：治理河段多年淤积，未曾平整，缩窄了行洪断面，造成河道弯曲，河床不稳定，影响行洪，拟对河道进行平整，恢复河道泄洪能力，以确保河道的行洪安全，干流河道平整长度10.296km。

3)生态工程：在护岸迎水侧布置护岸林，种植耐涝的乔木，洪水时，生态工程地可减缓洪水流速，防风防浪，抢险时又可就地取材。将一定宽度的护岸带补植于主行洪区边界，树种以灌木为主。种植柳树0.36万棵，棉槐32.49万株。

2 格宾石笼网箱护岸

2.1 护岸形式比选

根据河道岸坎现状，河道宽度情况以及已有工程形式，设计桩号K0+000-K3+036段、K5+389-K6+004段选用坡式护岸形式，保证上下游延顺衔接。K6+004-K12+652段护岸型式拟对阶梯型格宾石笼生态护岸、浆砌石护岸、毛石混凝土护岸、墙式石笼护岸，从经济条件及技术可能性比较，具体如下：1)Ⅰ方案阶梯型格宾石笼生态护岸。优点：工程投资相对低，基础亲水性好，可实施植被绿化，利于生态；稳定性、整体性佳，施工便捷、工期短；耐久性好，使用寿命长；抗震性能好；可变更性强；易于维护。缺点：开挖量大，占地面积大。

2)Ⅱ方案浆砌石护岸。工程投资相对较高，需要水泥量较大，对基础要求严格，施工工序较多，所需劳力也多，相应工期较长，施工质量不易控制，不利于河道生态，其优点是占用土地少，开挖量小。

3)Ⅲ方案毛石混凝土护岸。工程投资高，需要水泥量大，对基础要求严格，通水性差，不利于生态及地下水补给。其优点是占用土地少，开挖量小，施工工序少，所需劳力也少。

4)Ⅵ方案墙式格宾石笼护岸。优点：工程投资相对较低，耐久性好，使用寿命长，不利于生态及地下水补给；占用土地少，开挖量小，施工工序少，使用寿命长；抗震性能好；可变更性强；易于维护。其缺点是不能实施生态绿化。

综上分析，考虑到河道较窄、流速较大且岸坎陡坎明显的情况，以及工程段为古山子河上游农村河段，两岸耕地较多，对K6+004-K12+652段选取Ⅵ方案墙式格宾石笼护岸符合当地实情，经济、合理。

2.2 坡式护岸设计

坡式护岸Ⅰ：坡式护岸总高度为2m，护岸下部护脚为1m×1.2m(宽×高)石笼，封顶为1.0m×0.4m(宽×高)石笼。护岸设400g/m2土工布，土工布自封顶底面沿坡面铺至基础底面，护坡处土工布上铺15cm厚砂石垫层。石笼护坡厚0.4m，设计边坡1∶2.0，护岸结构见图1。

图1 坡式格宾石笼护岸断面图I

坡式护岸Ⅱ：坡式护岸总高度为2.5m，护岸下部护脚为1m×1.2m(宽×高)石笼，封顶为1.0m×0.4m(宽×高)石笼。护岸设400g/m2土工布，土工布自封顶底面沿坡面铺至基础底面，护坡处土工布上铺15cm厚砂石垫层。石笼护坡厚0.4m，设计边坡1∶22.0，护岸结构见图2。

图2 坡式格宾石笼护岸断面图II

2.3 墙式护岸设计

墙式护岸I：石笼挡墙背为直立面，挡墙高3.2m，分3层砌筑，底层高1.2m，中层高1.0m，顶层高1.0m，由上至下，一层、二层石笼迎水侧错台0.5m，墙顶宽1.0m，石笼底宽2.5m，石笼挡墙I结构见图3。

墙式护岸Ⅱ：石笼挡墙背为直立面，挡墙高3.7m，分4层砌筑，底层高1.2m，中层高1.0m，顶层高0.5m，由上至下，一层、二层石笼迎水侧错台0.2m，二层、三层石笼迎水侧错台0.5m，墙顶宽0.8m，石笼底宽2.5m，石笼挡墙Ⅱ结构见图4。

图3 墙式格宾石笼护岸断面图I

图4 墙式格宾石笼护岸断面图II

3 施工控制

3.1 施工准备

实测工程区的原始断面图、地形图，并进行测量定线。完成施工区“三通一平”、临时设施、施工用水电、场内外道路建设等工作。

3.2 基础处理

1)清理：用于背水侧回填部分采用1m3挖掘机开挖装8t自卸汽车运输500m，用于迎水侧及护脚回填部分采用74kW推土机清理就近堆存用于回填。

2)土方开挖：使用1m3、0.6 m3挖掘机开挖迎水侧就近堆存用于回填。

3)土方回填：采用开挖料及清淤料回填。石笼防护背水侧采用1m3挖掘机装8t自卸汽车运输500m回填，其余部分土方采用74kW推土机回填。运至回填工作面土方基础部位采用人工压实，其余70%采用74kW拖拉机压实。

3.3 施工技术

1)安装：①取一个石笼单元置于平实的地面展开，首先固定隔板两边，人工把因折叠而引起的底板弯曲部分进行整平；②立起隔板，隔板底部未发现机械折痕时要固定两边，并立起隔板，有效防止因固定不到位而引起的隔板高度不一致或不足的现象；③将边板底部边线利用木板压住，保证边板有足够的高度且底板处于同一直线上；④长边板折起前后用长15cm长的钢丝绞合边板与边板、边板与各奔相接的14个点，完成组装后所有石笼的竖直面板上边缘要处于同一水平面，并且确保绞合点牢固、四周边板平整；⑤将组装好的石笼一个紧靠一个整齐地摆放在抛石基础上，隔板的方向和水流方向垂直，依次排开所有石笼，按操作流程安装并填充。

2)填充石料：①分层次砌筑，从而防止因未填满露出隔板而引起的弯曲现象；②为了解决由于单边填装可能造成的边板两边变形的问题，要同时填装边板两边的石料；③应采用人工操作的方式摆放石笼内的石料，最大程度的保证其表面平整以及减少孔隙率，结合石料存在一定沉降的实际情况，装填过程中可以预留3cm的超高。

3)封盖：①石笼封盖前必须校正因填装引起弯曲的隔板，对已装填的石料进行平整，确保所有横向、纵向边缘在同一直线上，保证坡面平整，无凹陷、凸起现象；②铺设盖板，将隔板与盖板上边缘、边板与盖子边缘利用已剪好的1.3cm长钢丝绞合在一起，其中靠一起的盖板和边板边缘应同时绞合，该过程中每隔10-15cm单、双圈交替绞合，并且间断的每根钢丝绞合长度控制在1m以内。③上下层石笼应错缝布置，不形成通缝。④网箱按照相关规范要求，绞合连接。把土工布平铺在地面上，若布幅不够，应先缝接达到设计要求，有破损处应予修补或更换，将土工布按规定尺寸裁剪好，拼成大片，搭接0.5m，接缝不得垂直于最大荷载方向。

4 结 论

格宾石笼网箱结构能够适应地基轻微沉降变形，利用合金钢丝交接相邻网箱可以抵抗河流较大的洪水冲刷；此外，采用合金钢丝制成的网箱具有一定的柔性，表层被PVC材料包覆或镀有防腐材料，可以大大提升抵抗污染水质腐蚀能力和工程耐久性。此外，在砂卵石丰富的河道能够就地取材，减少工程投资成本。