格宾石笼护坡技术在中小河流治理工程中的实践应用研究

收稿日期：2023-12-22

作者简介：余曙玉（1991—），女，广东肇庆人，助理工程师，主要从事水工结构研究。

摘 要：我国中小河流数量较多，水量较大，以往不重视对中小河流的治理工作，导致诸多中小河流在一定程度上受损，难以满足防洪要求。中小河流治理的重要性日益突出，在生态文明建设背景下，应重视生态护岸技术的应用。在综合分析格宾石笼护坡技术与传统护坡技术区别的基础上，结合实际工程案例，从参数设计、基础处理、土工布铺设、格宾石笼组装与填装等方面入手，探讨了格宾石笼护坡技术在中小河流治理工程中的实践应用要点，旨在为类似中小河流治理工程有效应用格宾石笼护坡技术提供参考。

关键词：格宾石笼护坡技术；中小河流；治理

中图分类号：TV87 文献标志码：B文章编号：2095–3305（2024）03–0-03

近年来，水利部持续发布有关水生态文明建设的工作意见，2023年全国各地积极践行“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路，推动河湖保护、管理、治理工作高质量推进[1]。在此背景下，中小河流治理工作引起了社会的广泛关注。

为有效维护河流生态系统平衡，需紧紧围绕安全、生态、自然、和谐的目标，营造人与自然和谐共生的水域空间。传统的护坡技术已经难以满足中小河流治理的生态要求，作为一种常用的生态型护坡技术，格宾石笼护坡技术在中小河流治理工作中得到了广泛应用[2]。不同中小河流河道治理工程，因受河流大小、流速、流量、流域地形、地质条件、生态环境要求等因素的影响，存在较大差异。在应用格宾石笼护坡技术时，需要根据具体情况进行灵活调整，确保河道治理工程既有效又经济，同时对环境的影响最小。研究已有工程对格宾石笼护坡技术的成功应用经验，有助于类似工程更加高效地应用该生态护坡

技术。

1 格宾石笼护坡技术与传统护坡技术的区别

以往很多水利工程对硬质护岸技术的应用频率相对较高，硬质护岸技术虽然可以保障工程建设水安全目标的有效实现，但在生态性方面存在一定的短板[3]。相比于传统的硬质护岸技术，生态护岸技术不仅可以保障水安全，还能够兼顾水体和周边河岸生态环境的物质交换，在一定程度还有利于河流生物的栖息等。格宾石笼护坡技术将工程技术和环境保护有机融合，施工较为简单，无需复杂的机械设备，可以根据地形灵活铺设，适应各种复杂的地形条件，且具有良好的生态效果。加上经济和效率方面的优势较为突出，受到了诸多中小河流治理工程的青睐[4]。现将格宾石笼护坡技术与常用的护坡技术进行对比，为工程实践应用提供技术依据和参考。

2 工程概况

某中小河流治理工程的河道治理长度8.62 km，河道落差在3.3 m左右，平均坡降大概为0.4‰。该河道因为现状防洪标准相对较低，与防洪标准相比，相去甚远，整体防洪能力相对较差，每次洪灾的发生对周边村庄及农田等都会产生明显威胁，进入每年汛期还需要投入较多人力、物力进行抗洪抢险等工作，要求对河道护岸重新设计和建造，以提升河道治理能力。

结合工程勘察结果可知，该河流水流速度相对较缓，局部具有软弱地基、石料相对丰富。政府部门对该河道治理工程主要提出了施工周期短、造价低、生态性优良等要求。经过综合对比多种护岸技术，最终决定应用格宾石笼护坡技术建造护岸。

3 格宾石笼护坡技术在中小河流治理工程中的实践应用要点

3.1 参数设计要点

参数设计主要包含明确护顶高度和护脚宽度，其中，前者主要是指以护坡顶部为起始点，以垂直河岸方向为走向，朝着河岸滩延伸的具体距离。护坡与河岸滩之间的结合紧密程度与护岸工程的安全性、稳定性息息相关。

在明确石笼尺寸时，需要参考《生态格网结构技术规程》的具体要求。在明确护坡顶高时，需要充分考虑现状滩顶高程，如果其在5年一遇洪水设计水位以下，应当保证直接护坡顶高到岸坡的顶部位置；如果其在5年一遇洪水设计水位以上，需保证护坡顶高在5年一遇洪水设计水位以上0.5 m，还应充分考虑岸坎上下高度关系，并以此为依据，有效布置对岸线防护高度，有效提升工程治理的经济性和合理性。

在明确护脚宽度时，结合公式（1），计算防护工程产生的冲刷深度：

（1）

式（1）中，a代表岸坡与水流流向之间的交角，单位°；m代表迎水面边坡系数；d代表坡脚位置土壤计算粒径，单位为m；Vj代表水流的局部冲刷速度，单位为m/s；

g代表重力加速度，单位为m/s2。

结合冲刷深度实际的计算结果，针对本工程格宾石笼护岸护脚水平防护宽度最终设计值为5 m。在设计工作中，综合分析格宾石笼的孔隙率相对较大，为此，针对格宾石笼挡墙背水侧设计了1层土工布，以便开展反滤处理，其规格控制在400 g/m2。此外，针对该项目挡墙基础，进一步设计铺设了厚度大约10 cm的砂垫层。该项目最终选择的单体格宾石笼网箱规格控制在2 m×1 m×1 m。

3.2 基础处理要点

在实际开展格宾石笼护坡施工时，先安排人员对基础进行全面、彻底、认真的清理，确保将草皮、腐殖土等全部清理出施工现场。考虑格宾石笼在延伸性方面具有其他护坡技术难以比拟的优势，一般情况下，将清基范围控制在基面线的30～50 cm之间，平均深度控制在20 cm以上，以确保结构坐落在稳定土体之上，并有足够的空间铺设和固定格宾石笼。在完成基础清理工作之后，还需安排人员进一步平整和压实基面，将压实宽度控制在填土边界以内，需在30 cm以上，同时全部清除基础范围之内的树根和垃圾等杂物，以防止这些物质影响地基的均匀性和结构的稳定性。严格依据设计要求完成回填工作，包括选择合适的回填材料、控制回填厚度、确保回填材料的级配和质量等。在具体开挖施工时，应当先开挖下游再开挖上游。针对河道内局部存在的软土地基，可以应用抛块石处理，该工程选择应用换填80 cm左右进行夯实处理。夯实后，应进行检查，以确保块石层均匀、稳定，并达到设计的压实度。必要时，可以进行试夯或试验段施工，以确定最佳的夯实方法和参数。考虑到填筑厚度相对较薄，对施工的要求较为严格。在具体运输填筑料时，主要采取车辆运输的方式，运输至填筑区域之后，沿着底开始翻卸。此外，针对实际的施工区域，还应当安排人员开展深度整平和规范填筑。针对施工相对困难的位置，并不适合应用车辆运输，可以选择人工运输代替。为了保证整体填筑施工精度满足要求，在具体施工时要求控制每层填筑厚度在10 cm以内。

3.3 土工布铺设要点

完成堤防面整体处理工作，确保处理工作满足要求后，安排人员继续进行土工布的铺设施工。为了保证土工布的铺设质量和效果，应当选择在干燥、无风、无雨的天气条件下进行。在实际铺设土工布的过程中，具体的铺设顺序最好是先完成上部分的铺设，再继续铺设下部分，确保整体铺设坡面具有较高的平整度，将杂物清理干净。

将土工布全部运送至施工现场后，不能够直接铺设，应安排人员先进行严格的质检，合格之后才能继续铺设工作。为了大幅度避免土工布变形或硬化等问题的发生，应当严格控制，尽量缩短土工布铺设完成之后与下一阶段施工的间隔周期。土工布的铺设应按照从上到下、从内到外的顺序进行，避免出现空鼓、褶皱等现象。为了确保接缝位置的密封性和稳定性，应采用专用胶水或热熔焊接的方式连接土工布接缝处。铺设完成后，应对土工布进行保护处理，避免后续施工过程中对其造成损坏。

3.4 格宾石笼组装和填装要点

在实际组装格宾石笼的过程中，为保证组装质量，提前分析可能影响施工的因素发现，完全装填状态的格宾石笼质量相对较大，控制具有一定难度，因此，最终决定将作为骨架使用的钢丝网提前在平坦、坚硬的地面上打开。

为了有效防护笼体和钢丝网，将各类损坏问题控制在最小范围之内，在其表面铺设PVC保护层。格宾石笼各个单元的网箱和网身在实际连接的过程中，要求施工人员将两者的相接角度保持为90°，确保经绑扎后形成的是标准的长方形网箱组或网箱。间隔网和四面夹角在固定连接时，主要选择应用双股绑扎的方式。绑扎间距主要控制在30 cm以内，在实际绑扎时，可以根据施工情况灵活调整绑扎方式，既可以采取连续缠绕的方式，又可以采取间距绑扎的方式。

完成上述基础处理工作之后，在原本设计好的位置继续安装已经完成组装的格宾石笼体，针对相邻的笼体进行绑扎连接，具体组装效果详情见图1。

完成格宾石笼组装施工之后，安排施工人员在石笼中有序填充规格与质量满足要求的石块，填充施工应满足均匀一致的要求，若单个网格中的填料存在不均匀的情况，会加大偏重等问题的发生概率。一般建议先从石笼的底部开始填充较大块的石头，然后向上逐渐填充小块的石头，以确保结构的密实度和稳定性。每个石笼的填充高度要适当，不能过高或过低，以确保与相邻的石笼连接紧密，形成整体稳定的结构。

在具体填料的过程中，可以做一定程度的码排，有效满足设计密度。填料与施工质量具有紧密联系。一般施工情况下，对于具有较大粒径的块石，应分布在笼子的周边，避免凹凸线性等问题的发生，中间部位填塞时主要应用粒径相对较小的石块。其中，选择粒径最小的石块，其粒径应当在格宾石笼最小孔径以上。在摆放最后一层石块的过程中，可以依据大面朝上、小面朝下的原则进行摆放，还需要确保施工人员严格依据平整度要求控制石块的摆放。

最后，还需要进行封盖施工，在封盖之前，必须仔细检查石料的填充情况，确保石料的大小、形状、硬度、填充的均匀性等满足要求。在确保石料填充施工完全满足要求后，应对最上层的石料进行整平处理，以确保封盖能够平整铺设，有助于减少后期维护工作并提高外观质量。当应用分体式的笼盖时，应在完成所有笼子全部填充之后，再开展封盖施工，并且应当以笼体和隔片边线为走向，开展绑扎施工。

3.5 施工注意事项

在实际施工时，应当重视格宾石笼错缝搭接，在铺设各层格宾石笼时，要保证上下两层之间的石笼错开，形成纵横交错的样式，这有助于分散荷载和提高整体结构的稳定性，避免通缝的出现。各层格宾石笼的摆放形式要保证为“丁”字箱体，即相邻石笼的拼接方式要形成“丁”字形，这样可以有效增加结构的整体性和抗剪切能力。此外，还应当预留合适的沉降量，工程施工时，在监测挡墙沉降的过程中，发现局部沉降量在300 mm左右，在进行基坑开挖施工时，预留沉降量应控制在300 mm左右。即使预留了沉降量，在工程完工后也应继续进行定期的沉降监测，确保工程使用过程中的稳定性。

4 结束语

在中小河流治理中，河道护岸建设对河岸稳定性、抗冲刷能力具有决定性影响。综合分析常用的护坡技术，结合中小河流治理工程实际情况，选择应用最为适合的格宾石笼护坡技术，在完成护顶高度和护脚宽度等重要参数设计之后，实际施工时，需要将基础处理、土工布铺设、格宾石笼组装及填装作为质量控制工作的要点，最终建造的格宾石笼护坡在满足设计洪水标准洪水不越堤要求的同时，还能够为河道水体和周边自然环境实现物质自由交换提供保障，为维持生态平衡提供助力，同时促进水生生物的栖息和繁衍、保护河岸免受水流侵蚀。

参考文献

[1] 江冬建.农田防洪工程格宾石笼护坡的应用分析[J].黑龙江水利科技，2023，51（6）：148-150，188.

[2] 刘芳.格宾石笼生态护岸在河道治理中的应用[J].黑龙江水利科技，2023，51 （6）：141-143，159.

[3] 孟登斐.论防洪工程中格宾石笼的施工技术[J].大众标准化，2023（6）：57-59.

[4] 胡震和.格宾石笼在农村水系治理中的应用[J].湖南水利水电，2023（2）：67-69.