蘇國(guó)輝
(廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,廣東 廣州 517199)
淺談格賓石籠在中小河流治理工程中的應(yīng)用
蘇國(guó)輝
(廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,廣東 廣州 517199)
由于目前中小河流治理方面存在著較為嚴(yán)重的堤防問(wèn)題,因此,對(duì)于河道的生態(tài)治理工作逐漸得到了重視。關(guān)于格賓石籠在河道治理中的應(yīng)用,介紹了格賓石籠的主要技術(shù)指標(biāo)和功能特點(diǎn),從基礎(chǔ)處理、土工布布設(shè)、組裝及填裝和質(zhì)量控制四個(gè)方面,介紹了格賓石籠在中小河流治理工程中應(yīng)用,以期為未來(lái)施工選擇及技術(shù)指導(dǎo)提供可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
中小河流;格賓石籠;河道治理
我國(guó)中小河流尤其是南方中小河流數(shù)量較多,且水量較大和長(zhǎng)時(shí)間疏于治理,具有一定程度的損毀現(xiàn)象發(fā)生,部分河段沖毀嚴(yán)重,給防汛工作帶來(lái)較大困難。為進(jìn)一步發(fā)揮中小河流灌溉、防洪能力,同時(shí)改善地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè),解決中小河流防護(hù)系統(tǒng)中的突出問(wèn)題,關(guān)于中小河流治理工程的實(shí)施提上了日程。隨著社會(huì)發(fā)展進(jìn)步和對(duì)于環(huán)保要求的提高,目前在中小河流治理過(guò)程中,對(duì)于堤防防洪能力和標(biāo)準(zhǔn)有一定的要求,需要與周?chē)h(huán)境和生態(tài)景觀協(xié)同考慮,營(yíng)造親水環(huán)境,達(dá)到人與自然和諧相處[1-2]。目前關(guān)于格賓石籠的工程應(yīng)用較多,對(duì)于格賓石籠性能及施工過(guò)程的系統(tǒng)介紹較少。本文針對(duì)格賓石籠的特點(diǎn)及施工過(guò)程進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹,以期為未來(lái)類(lèi)似工程中提供可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)于格賓石籠,目前在河道治理尤其是生態(tài)治理中得到了較為廣泛的應(yīng)用。格賓石籠往往是由鋁鋅合金鍍層鋼絲圍成長(zhǎng)方體或正方體結(jié)構(gòu),然后進(jìn)行累積成型,為了防腐的需要,往往采取鋼絲包塑上PVC或PE涂層,相對(duì)于以往格賓石籠結(jié)構(gòu),新型格賓石籠往往增加防銹、抗老化、耐腐蝕和高抗剪能力,能夠適應(yīng)高污染、高強(qiáng)度等復(fù)雜水下環(huán)境的侵蝕。
1.1 技術(shù)指標(biāo)
關(guān)于河道治理用格賓石籠,網(wǎng)箱型號(hào):長(zhǎng)1.0~4.0 m,寬1.0~2.0 m,高0.4~1.0 m,間隔網(wǎng)片數(shù)1~3片;網(wǎng)墊型號(hào):長(zhǎng)3.0~6.0 m,寬2.0 m高0.2~0.3 m,間格網(wǎng)片數(shù)2~5片;對(duì)于網(wǎng)片材料,往往采用熱鍍鋅鋼絲或者聚酯膜+熱鍍鋅鋼絲的方式進(jìn)行防腐和增韌處理,對(duì)于鋼絲直徑不得低于2.0 mm,鋼絲相關(guān)性能應(yīng)符合GB/T 700-2006標(biāo)準(zhǔn)。
1.2 主要功能特點(diǎn)
根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求,格賓石籠裝入石料成為一體,通過(guò)箱籠型式進(jìn)行組裝連接,主要用于堤防、路基防護(hù)和水利建設(shè)等工程,不但能夠防護(hù)河岸,避免受到水流和風(fēng)浪的侵蝕破壞,而且由于格賓石籠的透水性特點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)水體與坡下土體中水體自然對(duì)流交換,使得生態(tài)達(dá)到一種較為完美的平衡問(wèn)題。根據(jù)相關(guān)研究[3-6],格賓石籠能夠滿足以下要求:
(1)生態(tài)性。由于格賓石籠是由不同粒徑的石塊通過(guò)填充而成,為了生態(tài)的需要或者水流的沖蝕作用,石塊間隙中會(huì)有部分土顆粒存儲(chǔ),因此,后期可以種植草皮、灌木等,保持生態(tài)性。
(2)抗沖及防浪性。由于格賓石籠的組成是按照自然受力設(shè)計(jì)的,而且屬于可變結(jié)構(gòu),與漿砌石和混凝土等剛性防護(hù)材料相比,其抗沖刷能力更強(qiáng),對(duì)于水流的承受能力更強(qiáng),能夠承受不大于6 m/s的水流沖刷,在一般河流中均能夠滿足流水要求。
(3)透水性。格賓石籠的級(jí)配問(wèn)題使得其有較好的透水特性,對(duì)于堤防的穩(wěn)定性和水土保持有較好的促進(jìn)作用。
(4)柔韌性。由于格賓石籠是由鋼絲控制石塊,相對(duì)呈現(xiàn)柔性結(jié)構(gòu),鑒于箱籠間沒(méi)有結(jié)構(gòu)縫等硬性連接,能夠較好的適應(yīng)變形,同時(shí)整體結(jié)構(gòu)具有一定程度的延展性。
(5)耐腐蝕性。由于作為骨架作用的低碳鋼絲有一層PVC或PE保護(hù)層,防腐效果較好,對(duì)于河流中酸堿復(fù)雜環(huán)境具有一定程度的防御作用。
(6)便于調(diào)整工期、加快進(jìn)度。石塊作為格賓石籠的肌肉,具有較大的需求量,同時(shí)對(duì)于石材的規(guī)格要求較低,因此可充分利用當(dāng)?shù)氐氖腺Y源。由于對(duì)于施工的銜接性要求不高,可以采取多個(gè)施工組同時(shí)施工的方式加快施工進(jìn)度。
結(jié)合格賓石籠的護(hù)坡設(shè)計(jì),在施工過(guò)程需要在以下幾個(gè)方面嚴(yán)格控制施工工藝,以保證施工質(zhì)量的穩(wěn)定性:①基礎(chǔ)施工;②鋪設(shè)土工布;③格賓石籠組裝及填裝。
2.1 基礎(chǔ)處理
2.1.1 土方清基及開(kāi)挖
對(duì)于土方的填筑,在施工前需要對(duì)土方進(jìn)行清理,施工范圍涵蓋壩基、草皮、腐殖土和砂石等雜物,由于格賓石籠的延展性較好,因此清基范圍應(yīng)在設(shè)計(jì)基面線外30~50 cm,平均深度不得低于20 cm。在基礎(chǔ)清理完畢后,對(duì)于基面進(jìn)行平整及壓實(shí)處理,壓實(shí)寬度需要超過(guò)填土邊界,不得低于0.3 m,對(duì)于基礎(chǔ)范圍內(nèi)的樹(shù)根和垃圾等雜物需要全部清理,并按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行回填。同時(shí)開(kāi)挖時(shí)應(yīng)按照從下游到上游依次進(jìn)行,同時(shí)保證一定的坡勢(shì),有利于汛期的排水。
對(duì)于軟土地基的處理,需要采取拋塊石進(jìn)行處理,坡面的處理可以采取格賓石籠進(jìn)行防護(hù)。地基塊石拋填厚度不得低于1.0 m,同時(shí)應(yīng)該削坡且處理鋪設(shè)面。
2.1.2 土方填筑
由于填筑厚度較薄,因此對(duì)于施工過(guò)程要求較高。填筑料采用車(chē)輛進(jìn)行運(yùn)輸,在填筑區(qū)域順堤翻卸,同時(shí)對(duì)于施工區(qū)域進(jìn)行整平和填筑處理。對(duì)于施工困難的部位,可以采用人工+小型機(jī)械的方式進(jìn)行處理,如回填夯實(shí)至設(shè)計(jì)要求,同時(shí)為了施工精度,每層填筑厚度不得超過(guò)10 cm。
2.2 土工布鋪設(shè)
在堤防面處理達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,需要進(jìn)行下一道作業(yè)——土工布鋪設(shè)。對(duì)于土工布的鋪設(shè),應(yīng)該按照設(shè)計(jì)要求從一側(cè)自上而下進(jìn)行鋪設(shè)。對(duì)于土工布的鋪設(shè),一定要保證坡面平整,無(wú)雜物,接口的連接應(yīng)該滿足設(shè)計(jì)要求,搭接寬度不得低于50 cm。對(duì)于土工布的質(zhì)量要求需要滿足設(shè)計(jì)要求,進(jìn)場(chǎng)需要檢驗(yàn)合格后方能采用并進(jìn)行下一步的工作。在土工布鋪設(shè)完畢后應(yīng)盡快進(jìn)行下一步的作業(yè),避免長(zhǎng)時(shí)間的裸露,防止變形硬化等。在復(fù)合土工布施工完畢,且經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收完畢后,方可進(jìn)行格賓石籠工程的施工作業(yè)。
2.3 格賓石籠組裝及填裝
格賓石籠組裝[7]:由于完全填裝石料的格賓石籠質(zhì)量較大,因此作為骨架作用的鋼絲網(wǎng)需要在平坦堅(jiān)硬的面上打開(kāi),同時(shí)應(yīng)避免損傷籠體和鋼絲網(wǎng)表面的PVC或PE保護(hù)層。對(duì)于格賓石籠的連接,需要能夠滿足平整、均勻、接頭連接整齊和堅(jiān)固的要求。每一個(gè)單元的網(wǎng)箱與網(wǎng)身采用90°相交的方式,間隔網(wǎng)與四面夾角雙股綁扎,交接處需要進(jìn)行特殊處理保證連接強(qiáng)度。對(duì)于綁扎間距和綁扎方式,需要按照設(shè)計(jì)要求或者規(guī)范要求,綁扎間距不得高于300 mm,同時(shí)有連續(xù)纏繞和按間距綁扎兩種方式;基礎(chǔ)處理完畢后,組裝完畢的籠體在設(shè)計(jì)位置上進(jìn)行安裝,相鄰籠體綁扎連接,組裝效果如圖1所示。
圖1 格賓籠組裝效果圖
填充料施工[8]:在格賓石籠組裝完成后,需要將規(guī)格、質(zhì)量符合要求的石塊填充到石籠中,填充要均勻一致,避免單個(gè)網(wǎng)格填料不均勻造成偏重。在填料時(shí)需要做一定程度的碼排,以達(dá)到設(shè)計(jì)密度。為了保證施工質(zhì)量,對(duì)于填料也有一定的要求:塊石粒徑較大的應(yīng)分布在籠子周?chē)?,可以避免出現(xiàn)凹凸線性,對(duì)于中間部位可以采取粒徑較小的石塊進(jìn)行填塞,對(duì)于小石塊粒徑不得低于格賓石籠的最小孔徑;在最后一層石塊擺放時(shí),應(yīng)按照大面朝上,小面朝下的方式,同時(shí)應(yīng)保證石籠平整,直到最后封閉格賓石籠。
封蓋施工:在石料填充作業(yè)完成后,對(duì)于面層的石料必須整平,最后完成封蓋作業(yè);如果采用分體式籠蓋,則需要在籠子全部填充后再進(jìn)行封蓋作業(yè),同時(shí)需要沿籠體和隔片邊線進(jìn)行綁扎作業(yè)。具體綁扎封裝效果圖如圖2所示。
圖2 格賓籠封裝效果圖
(1)建立健全完善的質(zhì)量保證體系。對(duì)于不同的質(zhì)量管理主體,如建設(shè)、監(jiān)理單位應(yīng)建立各自的質(zhì)量保證體系,對(duì)于施工質(zhì)量需要在程序上有所保證。
(2)質(zhì)量控制。對(duì)于格賓石籠的質(zhì)量控制,應(yīng)從內(nèi)在質(zhì)量和外在質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行控制。
(3)監(jiān)理工作。在每一道工序完成后,需要監(jiān)理進(jìn)行抽檢或全檢合格后方能進(jìn)行下一道工序。
(4)原材要求。格賓石籠格網(wǎng)所使用的材料應(yīng)滿足相應(yīng)材料標(biāo)準(zhǔn)。
在中小河流治理工程中,利用格賓石籠能夠減少旱澇災(zāi)害的發(fā)生,完善防洪體系,提高相應(yīng)的防洪標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)。不僅有利于生態(tài)平衡的維護(hù),同時(shí)能夠保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
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蘇國(guó)輝(1987-),男,廣東廣州人,助理工程師,主要從事水利水電工程施工管理工作。E-mail:137101473@qq.com。
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