陳小洪
摘要 生態(tài)格網(wǎng)結構是一種新型支擋結構,因造價低、生態(tài)性好、可柔性變形等特點得到越來越多的運用,是支擋結構發(fā)展的新階段,是工程與生態(tài)環(huán)境相結合的典范,是一項節(jié)能、低碳、環(huán)保的新型結構。本文以云南省文山州富寧縣各甫河治理工程為例,介紹生態(tài)格網(wǎng)結構在中小河流治理中的運用情況,以期為同類工程規(guī)劃設計提供參考。
關鍵詞 生態(tài)格網(wǎng)結構;中小河流治理;應用;云南富寧;各甫河
中圖分類號 TV85 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)06-0188-02
1 工程概況
各甫河位于文山州富寧縣新華鎮(zhèn)轄區(qū)內,屬珠江流域西江水系普廳河干流上游段,流域地理位置介于東經105°30′~105°39′,北緯23°38′~23°48′。河流發(fā)源于富寧縣花甲鄉(xiāng)戈博村,于富寧縣城注入普廳河,交匯處以上徑流面積159 km2,河道總長32.8 km,平均坡降11.2‰。
本次治理段位于各甫河中游,起點為上者郎村,徑流面積71.6 km2,終點位于各甫河村,徑流面積98.5 km2,區(qū)間河長5.95 km,平均坡降7.5‰左右。該河段無任何人工防護措施,為天然河道,臨河兩岸田面低矮,洪水容易漫堤成災。特別是治理段中上游部位兩岸農田被洪水淹沒,田面砂化現(xiàn)象較突出。而中下游河段存在許多“壺口”瓶頸段,洪水不能正常下泄,造成漫堤成災。根據(jù)現(xiàn)狀河道防洪能力復核及洪災調查,治理段現(xiàn)狀河道多數(shù)是由于河寬及堤高不足,防洪標準相當于1~2年一遇洪水標準。治理段的洪災呈十年九遇態(tài)勢,只是災情輕重不同而已。從洪災調查及治理段河道防洪能力現(xiàn)狀分析看,為保護沿河兩岸的農田、村寨,保障人民群眾的生產安全,實施該段河道治理很有必要。
2 工程地質條件
工程區(qū)位于云貴高原向桂東溶巖過渡的斜坡地帶,測區(qū)以構造侵蝕低中山地貌為主,其次在上者朗村、安蘭村、各甫村一帶分布有部分溶蝕侵蝕地貌。區(qū)內出露地層有寒武系、泥盆系、第四系以及中三迭世侵入巖體。構造主要表現(xiàn)為北西南東向斷裂構造,次為北東南西向構造。該區(qū)地震動峰值加速度為0.05g,地震動反應譜特征周期為0.35 s,相應的地震基本烈度為Ⅵ度,屬相對穩(wěn)定地區(qū)。
沿河兩岸巖性劃分為4層:第1層為沖洪積層亞粘土;第2層為沖洪積層砂礫石、卵石;第3層為第四系殘坡積粘土、亞粘土和碎石質土;第4層為(∈3t)泥質條帶灰?guī)r或鈦輝輝綠巖(ν-βμ)。根據(jù)河堤基礎的組成結構,河堤基礎持力層主要置于第2層或第4層內,為單一結構。堤岸及堤基多由第1層亞黏土,第2層砂礫石、卵石組成,局部為第4層泥質條帶灰?guī)r或鈦輝輝綠巖。
3 河道治理方案
各甫河治理工程治理任務以防洪為主,兼顧生態(tài)、景觀要求,根據(jù)防洪保護對象的重要性,防洪標準為10年一遇,堤防工程級別為Ⅴ級,10年一遇設計洪峰流量為98.4 m3/s,5年一遇設計洪峰流量為68.3 m3/s。治理方案應以盡量減少工程建設對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響為原則,避免以防洪為單一目的,從而隨意渠化天然河道、對河道進行裁彎取直、采用混凝土硬化河底等,建筑材料也盡量使用天然與生態(tài)復合材料。根據(jù)以上要求結合工程實際情況,綜合考慮材料開采難易、施工可能性、材料運輸可能性、投資及生態(tài)效果。河道治理方案為:堤身采用原河堤開挖粘土料回填碾壓夯實,5年一遇設計水位以下采用格網(wǎng)綠濱墊護坡,網(wǎng)內填充適合粒徑的塊石,5年一遇設計水位以上采用混凝土框格護坡,背水坡采用草皮護坡,迎水面及背水面均采用1.0∶1.5的坡比[1-3]。
4 護岸結構設計
根據(jù)選定的治理方案,設計的治理河段底寬10.0 m,頂寬25.5 m,基礎埋深1.0 m,底寬1.5 m,采用生態(tài)格網(wǎng)固濱籠。5年一遇洪水的過水斷面采用30 cm厚生態(tài)格網(wǎng)綠濱墊護坡,格網(wǎng)綠濱墊下鋪設土工布,設計坡比為1.0∶1.5;5年一遇洪水位以上采用C20砼框格植草護坡;兩岸護堤使用原河堤開挖土料碾壓夯實,河堤頂寬3.0 m,并鋪設20 cm厚的泥結石路面,外坡坡比為1.0∶1.5,采用散草護坡形式,外坡坡腳設置30 cm×40 cm混凝土排水溝(圖1)。
5 生態(tài)格網(wǎng)結構特點
生態(tài)格網(wǎng)結構是將抗腐蝕、耐磨損、高強度的低碳高鍍鋅鋼絲、鋁鋅合金涂層鋼絲或包裹PVC的以上同質鋼絲使用機械編制成網(wǎng)片,再根據(jù)工程設計要求用專業(yè)設備裁剪加強制作而成的不同規(guī)格的格網(wǎng)制品,按照設計要求和施工規(guī)范連接組裝,并裝入塊石等填充物,使之成為有規(guī)則形狀和一定重量的集體砌體。砌體施工完成后,網(wǎng)箱中石縫內會通過自然力集滿泥土,植物可以自然長出,也可人工培植。生物于塊石空箱棲息,使工程結構和生態(tài)環(huán)境融為一體,是工程結構回歸自然的首選方式(圖2、3)。
6 生態(tài)格網(wǎng)施工工藝
在坡面鋪設格賓網(wǎng)墊前,平整夯實地面,土堤與格賓網(wǎng)墊采用無紡土工布鋪設,然后進行格賓網(wǎng)墊鋪設,網(wǎng)墊頂部適當增加覆土,形成連續(xù)協(xié)調的坡面,主要包括2個步驟。
6.1 格賓網(wǎng)墊的組裝
從捆扎包中取出折疊的單件并放置于地面上,之后展開并恢復至原形狀。前、后和尾板應翻開至垂直狀態(tài)并完成一個敞開的盒子,側翼則適當折疊并互相交迭。所有的間隔板與尾板固定并系緊在格賓的前、后板上。尾板與中間隔板保持豎立裝填,并使折痕都處于正確的位置,每個邊的頂部都保持水平。在完成組裝后,把格賓擺放在合適的鋪設地點。為保證結構完整,在填充格賓前先用鋼絲或鋼環(huán)把所有相鄰的空格賓連接,鋼環(huán)扣件間距不能超過150 mm[4-6]。
6.2 格賓網(wǎng)墊的充填
填充毛石徑控制在75~150 mm,在進行填充時應輔以人工填充,以保證空間比率最小。填充過程中應逐個格賓進行,以免造成局部損壞。每個格賓的填充高度控制在不超過鄰近格賓100 mm,并注意避免損壞格賓表面的PVC保護鍍層,填充格賓時應插入加強棒。在填充前保證同一層格賓的所有邊部與其相鄰的格賓完全連接,填充的石頭需高出金屬網(wǎng)格25~40 mm,并保證間隔板的上部外露。鋪上格賓蓋,并把格賓蓋和所有的邊、尾端和間隔板絞合緊。鄰近的格賓蓋可以同時安全地連好,再將底部所有的鋼絲向內折好。
7 結語
目前,云南省境內眾多中小河流治理均采用生態(tài)格網(wǎng)結構,在城區(qū)河流綜合整治工程中運用更為廣泛。通過幾條河道的施工及運行情況看,這種新型的柔性護岸結構與傳統(tǒng)的以石料、水泥等硬性材料為主的護坡形式相比,具有造價低、生態(tài)性好、可柔性變形等特點,是工程與生態(tài)環(huán)境相結合的典范,在中小河流治理工程中應廣泛推廣運用[7-8]。云南省文山州富寧縣各甫河采用生態(tài)格網(wǎng)結構進行綜合治理后,提高了河道防護標準,保障了沿岸人民群眾生命財產安全,同時有效改善了河段的水土流失情況,且生態(tài)格網(wǎng)結構具有透水性和過濾功能,對周圍的環(huán)境保護具有重要意義。
8 參考文獻
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