内衬钢模在格宾网石笼施工中的应用

莫大源，闫志勇

（广西建工集团海河水利建设有限责任公司，广西 南宁 530000）

格宾网根据材料不同其使用年限不同，其材料分为镀锌钢丝，锌铝-混合稀土合金钢丝，镀锌钢丝包优质低碳钢丝、塑料，铝-锌混合稀土合金钢丝包塑等，具有耐腐蚀和耐磨性能，不损坏钢丝的保护涂层，网架呈蜂窝状，网架每隔1～3 m网箱就被划分为一个独立的单元。一般情况下，用六角网捻编制成的矩形笼子，笼内填充块石料等填充材料作为填筑路堤、河岸挡墙和水库护岸等。格宾网石笼石料之间的空隙有利于植物生长，水面以上石笼面可采用种植绿化，以满足生态考虑和安全要求，实现了工程结构与生态环境的结合。同时，与传统的刚性结构相比，它是一种柔性结构，对不均匀沉降具有良好的自调节作用。由于格宾网石笼自身的优点突出，现已成为世界上设计师在泥石流防治、滑坡控制、河床保护和防止落石等方面的首选结构形式。格宾网石笼由于其工程造价低、施工简便、材料容易解决等特点，作为一种新技术、新材料，已成功应用于水利、堤防、公路和铁路防护工程中。

广西贺州市龟石引用水源保护工程（一期）总承包工程、广西苍梧县新县城杨塘湖防洪排涝工程以及广西横县蒙江河治理二期木祥辘轭河段护岸工程挡墙设计为格宾网石笼，结构尺寸长宽高为300 cm×150 cm×100 cm、200 cm×150 cm×100 cm及150 cm×100 cm×100 cm 3种规格。但在施工过程中，使用人工充填，格宾石笼网存在如下问题：（1）在充填石料的过程中，格宾网石笼容易被石料填充挤压变形，导致整体性、稳定性及外观质量较差，从而严重影响了工程质量；（2）钢丝有外包层材料，在投放石料时很容易把钢丝外包层破坏，破坏的钢丝容易生锈，从而影响钢丝外观和寿命；（3）石料充填时以人工为主，施工效率较低。为了解决上述难题，在格宾网石笼施工中，改变了格宾网石笼传统施工方法，在格宾网石料填充过程中采用内衬钢侧模进行石料填充，石料填充采用反铲挖掘机为主，人工堆叠为辅的方法。通过该施工方法施工，上述难题得到了完美解决。采用本技术施工格宾网满足设计要求，有效防止施工过程中格宾石笼网变形、钢丝外包层破坏，质量可靠、缩短了工期、节约了成本。

1 格宾网石笼内衬钢侧模施工原理

在施工过程中对格宾网填充石料时，石料掉落撞击其他石块后向四周分散，造成格宾网变形。通过给格宾网石笼加内衬钢模（钢模板箱体的高度根据填充块料的大小高于格宾网石笼5～10 cm），让钢模箱体承载块石的冲击力和往外的挤压力，限制石料的四周扩散范围，并从内部使回填块石咬合密实，让其形状及结构尺寸符合设计要求，防止格宾网石笼变形，形成整体稳定性，从而使质量、外观等满足设计要求，如图1所示。

图1 施工原理图

2 格宾网石笼传统施工工艺与内衬钢模施工方法对比

传统格宾网石笼施工充填石料主要以人工充填为主，反铲送料为辅；采用内衬钢模格宾网填料施工时主要以反铲充填为主、人工平整为辅，工作效率有了较大提高，格宾网石笼施工采用内衬钢模，提高了机械化使用程度，减少人工使用量，加快施工进度，缩短了施工工期。格宾网在石料填充过程中，容易被石料填充挤压变形，导致整体性和稳定性较差，利用内衬钢模填充石料，可以有效避免格宾网被石料挤压变形，提升整体性和稳定性，保证施工质量。通过内衬钢侧模安装，石料填充时避免了石料与钢丝的直接接触，可有效防止施工过程中钢丝外包层破坏。

3 格宾网石笼内衬钢模施工方法

3.1 施工工艺流程

施工准备→格宾网石笼就位→钢模安装→石料分批分层投放→抽出钢模→人工平整石料→格宾网石笼扎封箱盖→下道工序施工，如图2所示。

图2 施工工艺流程图

3.2 施工方法

3.2.1 钢模板的制作

钢模在附近加工厂加工或者施工现场加工，钢板采用平面钢模板，钢板厚度根据格宾网石笼的尺寸计算后确定，模板之间采用焊接（接缝满焊）方式拼接。根据格宾网的尺寸进行加工，其尺寸比格宾网小3～5 cm。为了方便多个石笼分批次投放，根据工程量大小和工作面施工强度，一般加工5～6套钢模，钢模可重复利用。格宾网内衬钢模是由四面钢板拼接成侧模（侧模在加工厂焊接而成，在钢模顶部对角上的焊接吊装环），内衬侧模是由厚10～15 mm的钢板拼接成具有空腔结构的箱体，钢模设在格宾网石笼的内侧，大小与格宾网石笼的大小相匹配，钢模箱体的外壁紧贴在格宾网石笼的内壁。根据其尺寸大小，通过对其刚度、强度及其稳定性计算，当格宾网石笼规格为（长×宽×高）150 cm×100 cm×100 cm时，钢板厚度为10 mm；当格宾网石笼规格为（长×宽×高）200 cm×150 cm×100 cm时，钢板厚度为12 mm；当格宾网石笼规格为（长×宽×高）300 cm×150 cm×100 cm时，钢板厚度为15 mm。

3.2.2 施工准备

施工前先进行施工测量放样，放出挡墙的轴线，然后进行施工道路修建、场地清理及对格宾网石笼基础开挖，基础开挖采用反铲挖掘机开挖，人工配合清基。基础承载力达不到设计要求时，要对基础进行处理，达到设计要求后再进行施工。石料提前运输到施工位置附近，把制作好的钢模及格宾网运送到现场。

3.2.3 格宾网石笼就位

摆放格宾网前，先检查格宾网的外观有无缺损、变形或人为破坏，箱体尺寸，网孔直径、线径、边线、框线线径是否符合设计要求[1]，检查合格后按照施工图进行放样，摆放好格宾网石笼，摆放数量应不少于钢模个数，以便投料时可分批次连续作业。多层格宾网石笼挡墙，先从底层开始施工，然后逐层往上铺筑。

3.2.4 钢模安装

格宾网石笼就位后，将钢丝绳穿过钢模对角上的预留吊装孔，使用汽车吊吊起钢丝绳，人工配合将钢模箱体放入摆放好的格宾网内。根据测量放线调整好钢模及格宾网石笼边线位置。

3.2.5 石料分批分层投放

石料投入前，先对石料按设计要求进行验收，严禁使用锈石、风化石和垃圾石[1]，石料投放主要使用挖掘机将石料分层投放至钢模内，在填充过程中，当填料达到箱体1／3时，用小块石填充空缺，并用钢钎夯密实一次，当石料放至总量90%左右后，用挖掘机进行压密实。

3.2.6 抽出钢模

将石料放至总量的90%左右后，将钢丝绳穿过钢模对角上的预留孔，使用汽车吊挂上钢丝绳，将钢模箱体垂直缓慢抽出。

3.2.7 人工平整石料

钢模吊出后，通过人工平整和补充格宾网石料，如出现空隙较大部位，进行人工辅助堆砌，使石料填充满整个格宾网石笼并保证格宾网石笼平整密实。

3.2.8格宾网石笼扎封箱盖

人工平整石料后，封箱盖前，先详细检查格宾网石笼填充石料的高度，其高程符合设计要求后，采用人工按照设计图纸的要求绑扎封闭格宾网盖，至此一个完整的石料填充格宾网石笼施工就全部完成，从而进行下一道工序。单个网笼充填合格后，再对相邻的网笼按要求连成一个整体，如图3、图4所示。

图3 格宾网石笼内衬钢模块石充填施工图

图4 格宾网石笼内衬钢模施工后效果图

3.2.9 模板保养

钢模板在使用期间，要经常进行保养，遇有变形或损坏应及时进行修复，以防影响模板的使用。为了在模板抽离过程中能顺利抽出，在钢模板的内外面层涂上脱模剂。钢模使用后，存储前应涂刷防锈剂，防止钢模在储存过程中生锈影响下次使用。

4 资源配置

4.1 人员配置

根据施工工作来配置人员，一般1个工区布置2个工作面，1个工作面配置现场管理人员1人，机械操作人员3人，测量工3人（可与其他工区配合使用），石料摆放及辅助钢模安拆6人，其他协助配合工种3人。

4.2 机械设备配置

根据工作面的大小，一般1个工作面布置挖掘机（0.8～1.0 m3）2台、汽车吊（5 t）1台、全站仪1台和水准仪1台。

4.3 主要材料投入

根据工作面的大小，一般1个工作面布置3套钢模。当格宾网石笼规格为（长×宽×高）150 cm×100 cm×100 cm时，钢模尺寸为（长×宽×高）146 cm×96 cm×105 cm；当格宾网石笼规格为（长×宽×高）200 cm×150 cm×100 cm时，钢模尺寸为（长×宽×高）196 cm×146 cm×105 cm；当格宾网石笼规格为（长×宽×高）300 cm×150 cm×100 cm时，钢模尺寸为（长×宽×高）296 cm×146 cm×105 cm。

5 质量控制

5.1 严格按规程规范施工

在施工过程中严格按照《钢结构焊接规范》《生态格网结构技术规程》《水工挡土墙设计规范》等规范以及施工图中格宾网的设计说明要求施工。

5.2 技术交底

在施工前，先熟悉设计文件，认真审核图纸，并做好技术交底和图纸会审记录；按照设计图纸进行施工放样，选择与本工程相适应的施工队伍，并对施工人员有针对性地进行技术交底。

易获得的高臭氧需求的化合物可能与微生物竞争臭氧。高脂肪食品如肉类等，比低脂肪食品（如水果和蔬菜）需要更高的臭氧浓度来灭活微生物。在鲜奶油、刺槐豆胶、可溶性淀粉和酪蛋白钠等的存在下，一些学者研究了臭氧降低微生物负荷的能力，结果表明食品成分影响了臭氧对微生物的杀菌作用；与对照缓冲液相比，淀粉对臭氧的微生物灭活没有明显的保护作用，而在其它被测组分的存在下，淀粉对臭氧的保护作用较强。

5.3 原材料控制

施工中使用的格宾网材料、块石料必须按规定抽样试验，材料抽样试验严格实行见证取样制度。

5.4 施工过程质量控制

在基坑验收合格后，按照施工放样摆放好格宾网石笼，轴线控制偏差在3 mm内。投放石料时必须分批次投放，并适当进行人工摆放平整。吊装钢模箱体时防止钢模因内壁与石头的摩擦力过大而造成石头位移，不应将石料投放过满，一般控制在90%左右。在施工中每一道工序都严格实行“三检制”，凡未经“三检”或“三检”不合格的，严禁进入下道工序施工；工地所配备的计量器具和仪器设备，按规定检验合格后方可使用；制定工程成品保护措施，确保工程成品质量。

5.5 事后质量控制

组织工程质量自检；自检合格后，依据工程验收规程规范逐级进行工程验收；工程完工后，加强质量监测、保护，保证工程质量完好；及时整理有关竣工资料，保证竣工资料真实、完整；按照工程资料档案的有关规定，建立工程质量文件档案。

6 应用实例

6.1 广西贺州市龟石饮用水源保护工程（一期）

广西贺州市龟石水库位于珠江流域西江水系贺江干流上游富江上富川境内柳家乡长溪江村黄牛头处，是一座集防洪、供水、灌溉、发电等综合利用的大型水利工程。工程总治理面积为449 km2，项目总投资为43 556万元，格槟网石笼共5 856 m3，投资额为148万元。

本工程按照内衬钢模技术中的工艺流程及操作要点进行施工，格宾网石笼达到设计要求，结构稳定、外观质量良好。此项技术的应用得到了业主和监理的高度评价。该工程在采用内衬钢模格宾网施工后，提高了施工效率，节约了人工成本，在保证质量的同时节约成本10.4万元（占该项施工成本25.1%），缩短工期23 d（占原设计计划工期的30.7%）。

6.2 广西苍梧县新县城杨塘湖防洪排涝工程

广西苍梧县新县城杨塘湖防洪排涝工程位于东安江支流苍梧县石桥河杨塘湖河段，城区防护等级为Ⅳ级，防洪堤、护岸主要建筑物等级为4级，建筑物建安概算总投资约为1 181万元，其中格宾网石笼共6 800 m3。

该项目采用内衬钢模技术进行施工，在保证质量的同时节约成本12.1万元（占该项施工成本25.5%），缩短工期29 d（占原设计计划工期的32.2%）。

6.3 广西横县蒙江河治理二期木祥辘轭河段护岸工程

广西横县蒙江河治理二期木祥辘轭河段护岸工程位于横县木祥村、辘轭村，工程内容为蒙江河治木翔、辘轭河段护岸工程，工程合同价为944万元，其中格宾网石笼共8 807 m3。

本工程采用内衬钢模技术中的工艺流程及操作要点进行施工，格宾网石笼达到设计要求，结构稳定、外观质量良好。此项技术的应用得到了业主和监理的高度评价。采用内衬钢模进行施工，在保证质量的同时节约成本15.6万元（占该项施工成本26.3%），缩短工期40 d（占原设计计划工期的33.3%）。

7 效益分析

7.1 成本效益分析

7.1.1 施工成本分析

传统格宾网石笼施工充填石料主要以人工充填为主，反铲送料为辅；采用内衬钢模格宾网填料施工时主要以反铲充填为主、人工平整为辅。传统格宾网石笼施工每个工作面使用一台反铲配合送料，采用内衬钢模格宾网填料施工时采用两台反铲填料。

（1）广西贺州市龟石饮用水源保护工程（一期）格宾网石笼施工成本分析

本工程格槟网石笼共5 856 m3，其施工成本（不含组成建筑实体的主材成本，2种施工方法所需的石料和格宾网材料使用量均相同）分析对比见表1。

表1 施工成本分析对比表

（2）广西苍梧县新县城杨塘湖防洪排涝工程格宾网石笼施工成本分析

本工程格槟网石笼共6 800 m3，其施工成本（不含组成建筑实体的主材成本，2种施工方法所需的石料和格宾网材料使用量均相同）分析对比见表2。

表2 施工成本分析对比表

（3）广西横县蒙江河治理二期木祥辘轭河段护岸工程格宾网石笼施工成本分析

本工程格槟网石笼共8 806 m3，其施工成本（不含组成建筑实体的主材成本，2种施工方法所需的石料和格宾网材料使用量均相同）分析对比见表3。

表3 施工成本分析对比表

7.1.2 成本效益分析

通过广西贺州市龟石饮用水源保护工程（一期）、广西苍梧县新县城杨塘湖防洪排涝工程、广西横县蒙江河治理二期木祥辘轭河段护岸工程的施工成本分析，内衬钢模施工方法与传统施工方法相比，施工成本节约25.6%（3个工程的平均值）。基于以上分析，采用内衬钢模格宾网笼施工，施工成本节约明显，成本效益明显。

7.2 工期效益分析

广西贺州市龟石饮用水源保护工程（一期）、广西苍梧县新县城杨塘湖防洪排涝工程、广西横县蒙江河治理二期木祥辘轭河段护岸工程内衬钢模施工方法与传统施工方法工期对比见表4。

表4 施工工期分析对比表

通过对广西贺州市龟石饮用水源保护工程（一期）、广西苍梧县新县城杨塘湖防洪排涝工程、广西横县蒙江河治理二期木祥辘轭河段护岸工程3个工程的工期分析，内衬钢模施工方法与传统施工方法相比，由于投放石料时用反铲代替了人工充填，施工工期缩短32.1%（3个工程的平均值），从而加快了施工进度。从以上分析可以看出工期效益明显。

7.3 社会效益

内衬钢模施工方法与传统施工方法相比，内衬钢模施工方法防止格宾石笼网变形，提升整体性和稳定性，提高了外观质量，提高效率，施工安全，加快了施工进度，节约了成本。通过内衬钢侧模安装，石料填充时避免了石料与钢丝的直接接触，可有效防止施工过程中钢丝外包层破坏，延长了格宾网石笼的使用寿命。减少了社会资源的浪费，社会效益显著。

8 结束语

从以上内容可以看出，内衬钢模施工方法整体稳定，外观质量高，安全高效，缩短工期，节约施工成本，延长了格宾网石笼的使用寿命，从而减少了社会资源的浪费，经济效益和社会效益显著，内衬钢模施工方法在格宾网石笼施工中有较大的推广价值。