蜂巢格網護坡在大洋河防洪工程設計中的應用

賀啟有

(遼寧省丹東市水利勘測設計研究院，遼寧丹東118000)

0 前言

大洋河丹東段從哨子河河口至入海口，全長58.18 km，干流上端為東港市黑溝鄉羊山村與岫巖縣交界。

流域內主要包括東港市的7個鄉(鎮)，鳳城市的5個鄉(鎮)，共12個鄉鎮126個村屯，總人口28.47萬人，耕地面積4.74萬hm2，2006年工農業總產值135.5億元。

根據《大洋河流域規劃》，大洋河干流及主要支流的下游和東洋河、哨子河中上游的較大平原地區，目前都已修建防洪土堤，流域內現有防洪堤總長300多 km，其中主要河流堤防長度168.3 km。

大洋河現有提防長度43.4 km，主要包括:

1)岫巖境內堤長4.1 km，設計流量4350 m3/s。

2)鳳城市境內堤長9.8 km，設計流量7000 m3/s。

3)東港境內堤長29.5 km，設計流量7600 m3/s。

干流現有提防防洪標準僅相當于10 a一遇水平［1］。

無堤段占中下游規劃堤防的27%，大洋河流域社會經濟發展迅速，下游的孤山鎮、黃土坎鎮都已成立工業區。

由于無堤段較多，防洪標準低，現有堤防斷面瘦小，年久失修，防洪堤不封閉，沒有完整的防洪體系。

造成大洋河下游洪澇災害頻發，每4～5 a便會遭遇洪澇災害，對人民生命財產造成了極大的威脅，對當地的社會經濟發展造成了嚴重的影響。因此大洋河防洪護岸工程的修建，健全大洋河防洪體系是非常必要和緊迫的［2］。

文章對目前常用的護砌材料進行了分析比較，推薦蜂巢格網砌石護坡為大洋河防洪工程的護砌形式。

1 工程概況

工程概況主要從以下3個方面進行介紹:自然概況、氣象與水文和地質。

1.1 自然概況

大洋河發源于遼寧省東南部，地理位置位于E122°51'～124°07'，N39°49'～40°49'。大洋河上游分為東、西兩支，西支叫東洋河，發源于岫巖縣西北部的偏嶺鄉唐望山，海拔為928.9 m，先后有五道河、湯池河、雅河、牤牛河和溝連河匯入;東支為哨子河，發源于岫巖縣北部的古洞嶺，海拔937.8 m，先后有青河、牧牛河、古洞河河渭水河匯入。

東洋河與哨子河在哨子河鄉匯合后稱為大洋河，先后有亮子河、土牛河、小洋河和雙岔河匯入，于東港黃土坎南注入黃海。河道全長198.2 km，流域面積為6 504 km2。

1.2 氣象與水文

大洋河流域降水受西太平洋暖濕空氣和流域地形的影響，年降水量的分布自西向東遞增，多年平均降水量由東洋河上游800 mm，增至土牛河上游的1 200 mm。

降水量的年際變化較大，年內分配也極不均勻，主要集中在6～9月，約占年降水量的76% ～79%。

流域中下游多年平均蒸發量1163.9 mm，其中7、8兩月蒸發量最大，占全年蒸發量的21.6%。

多年平均氣溫8.4℃，極端最高氣溫33.8℃，極端最低氣溫-26.7℃。

多年平均最大風速14.8 m/s。本區域最大凍土深度1.0～1.2 m。

1.3 地質

大洋河兩側階地的由上游至下游入海口地面標高逐漸降低，地面高程為17.0～2.5 m，低山丘陵高程多為100～300 m，最高峰位于沙里寨東側山區，高程為511 m。

區域內主要出露的地層為元古界前震旦系遼河群黑云片巖、二云片巖、黑云斜長片麻巖和大理巖。

第四系為陸相河流沖洪積粉質黏土、砂土和圓礫層;海相沉積和沼澤相沉積的黑色淤泥質土、中部為灰～灰綠分細砂、下部為灰色圓礫層［3］。

2 堤身結構設計

大洋河干流段防洪土堤高度為3.0～6.0 m，根據防汛交通要求，按照單車道設計，防洪土堤頂寬均采用4.0 m，迎水側坡比1∶2.0，背水側坡比1∶2.0。

背水坡采用草皮護坡;迎水側護坡在20 a一遇洪水位以下采用300 mm厚蜂巢格網砌石，200 mm厚卵石墊層(10～80 mm)下設400 g/m2土工布，20 a一遇洪水位以上采用100 mm厚的混凝土植草磚護坡;護腳采用蜂巢格網砌石，高1.2 m，寬1 m;堤頂路面為砂石路面，鋪設100 mm厚風化砂，下設200 mm厚砂卵石墊層，堤頂向迎水側傾斜，坡度為2%，在迎水側設置混凝土路肩石(0.2 ×0.4 ×0.6m)［4］。

3 護坡護砌材料的選擇

根據目前比較常用的護砌形式和本工程的實際情況初步擬定蜂巢格網、現澆混凝土板、干砌石護坡和機制模袋混凝土4種形式進行對比。

1)方案一

蜂巢格網砌石厚300 mm，卵石墊層厚200 mm，土工布400 g/m2。

2)方案二

現澆C20混凝土板厚200 mm，配一層鋼筋網Φ6@300，砂卵石墊層厚200 mm，土工布400 g/m2。

3)方案三

干砌石厚300 mm，卵石墊層厚200 mm，土工布400 g/m2。

4)方案四

機織模袋C20混凝土厚150 mm，砂卵石墊層厚200 mm，土工布400 g/m2。

各種護坡形式的適用條件及特點如下:

3.1 蜂巢格網干砌石護坡

蜂巢格網是把抗腐耐磨的低碳高鍍鋅合金鋼絲，用機械編織成雙絞、三絞、五絞的六邊形網目蜂巢格網片，按照工程設計要求制作成箱體結構并裝入毛塊石等填充材料，可以用于堤防、路基等工程防護的新技術。

其主要的性能和特點:蜂巢格網結構的主體是鋼絲網箱，能夠與各種土層較好的結合，適應地基變形的能力很好，且不會影響整體的結構，更不容易破壞斷裂;地下水可以順利的從蜂巢格網結構的石縫中滲透出去，能很好的解決孔隙水壓力的影響，其透水性能好，對岸坡的穩定非常有利;可以按照設計要求，在工廠內制作完成，運到施工現場后再按設計尺寸組裝成各種形狀，施工速度快;蜂巢格網的鋼絲經過鍍鋅處理，抗氧化能力強，抗老化，抗腐耐磨。

經過一段時間運行后，網箱砌體的縫隙會被土粒填充，植物會慢慢的長出來，達到植物措施和工程措施相結合目的，還可以美化環境，可以在冬季施工［5］。

3.2 現澆混凝土板護坡

該方案施工比較方便，且整體性較好，但是受凍融影響較大，工程建成運行一段時間后，混凝土板容易出現斷裂或坍塌現象，造價較高，不利于河道的生態建設。

3.3 干砌石護坡

護坡表面平整美觀、造價低，缺點比較多:

1)費時費工。

2)由于冬季冰推作用或地基變形影響，容易造成塊石的脫落離位，在風浪作用下會很快發展成為大面積損壞，需要經常維修管理，維修費用高。

3)抗凍容破壞的能力差，現在農村段堤防應用的比較多。

3.4 模袋混凝土護坡

模袋混凝土是在特制的袋內充填流動性較好的混凝土，模袋混凝土結構是以全封閉滲水而不漏漿的特制模袋為模具，依靠壓力使流動混凝土在模袋內充脹成型、硬化后形成高強度抗腐耐磨的護面。模袋混凝土的優點是整體性能好、經久耐用、抗沖刷能力強、施工設備簡單、施工迅速，能夠很好的解決水下施工難的問題，但造價比較高，目前在鴨綠江丹東城區段護岸上應用最多。

經過估算，方案二和方案四的投資比較接近，但投資最高，所以不推薦。

方案三投資最小，但缺點比較多，一是費時費工，二是由于冬季冰推作用或地基變形影響，容易造成塊石的脫落離位，在風浪作用下會很快發展成為大面積損壞，需要經常維修管理，維修費用高，所以也不推薦。

方案一雖然投資也比較高，但施工方便，適應變形能力性強，抗沖性能好，并且對河流生態影響較小，在使堤壩保持長期穩定的同時，還可以美化環境，促進河流生態的平衡發展，所以本工程推薦采用方案一。

由于20 a一遇洪水不經常發生，洪水位以上至堤頂為安全超高部分，洪水的沖刷不會很大，為了減少投資，建設生態河道，在20 a一遇洪水位以上采用混凝土植草磚護坡厚100 mm。

4 蜂巢格網干砌石護坡施工

首先按設計要求的坡比進行削坡，然后自上而下鋪設土工布，土工布鋪設結束后，要認真進行質量檢查，發現開縫應馬上進行修補，土工布應壓到護腳下面，土工布上面為200 mm厚卵石墊層，用反鏟配合人工鋪筑，木板刮平并適量灑水，用人工持木板夯實。

測量定出20 a水位線，確定坡面平整、密實、無雜質時在水位線以下墊層上鋪置護坡網墊，間隔網和網身相交應呈90°。

單元間隔網同網身之間的綁扎，在間隔網和網身的四個交角處各綁扎一道，間隔網與網身相接的地方，用綁扎絲螺旋式連結。

完成組裝的單元網格按設計要求安放到位，單元網格間相鄰的邊線，采用綁扎絲螺旋式連結，使網格連接成一個整體。

進行人工填入充填料，不能單獨填滿一個網格，要均勻的向鋪設好的各網格里填入充填料。充填料可以一次性填滿，空隙可以用小碎石充填，確保網格體的密實度。

表面裸露的充填料，要求用人工砌筑平整，相互搭接。在裸露表面的填充料砌筑平整后，進行封蓋。封蓋格片與網箱上部邊線、蓋片和蓋片之間的相交線，采用綁扎絲螺旋式綁扎。要求將蓋片和網箱邊框線之間的所有相交(框)線綁扎在一起。

水位線以上人工鋪設植草磚，鋪設時對好花型邊與邊接觸緊密，美觀大方。

5 結語

大洋河現有防洪堤防斷面瘦小，年久失修，防洪標準低，沒有完整的防洪體系，造成大洋河下游洪澇災害頻發，需要新建防洪堤占中下游規劃堤防的27%，對于防洪土堤來講，護砌形式非常重要。

隨著社會經濟的發展，對防洪工程的要求也越來越高，既要穩定安全又要景觀效果好，還要與生態相結合，生態化建設是勢在必行，蜂巢格網干砌石就是生態護坡的一種，經過一段時間運行后，網箱砌體的縫隙會被土粒填充，植物會慢慢的長出來，達到植物措施和工程措施相結合目的，還可以美化環境，這種護砌形式在大洋河防洪護岸工程中是大有發展前景的。

［1］中華人民共和國水利部.GB50286—98堤防工程設計規范［S］.北京:中國計劃出版社，1998.

［2］丹東市水利勘測設計研究院.大羊河流域(丹東段)防洪護岸工程規劃［R］.丹東:丹東市水利勘測設計研究院，2009.

［3］丹東市水利勘測設計研究院.大洋河(丹東段)防洪護岸工程初步設計報告［R］.丹東:丹東市水利勘測設計研究院，2009.

［4］黃國慶，何朝霞.蜂巢格網生態護坡在河道治理中的應用［J］. 人民長江，2008，39(02):28-29.

［5］陳少武.蜂巢格網生態防護技術在河道生態改造中的應用［J］.科技信息，2009(17):380-381.