生態格網結構在元謀縣勐崗河河道治理工程上的應用

【摘 要】該文結合元謀縣勐崗河河道治理工程中生態格網結構技術的實踐， 介紹生態格網結構的特點、施工工藝及質量要點，旨在為多泥沙的山區河道治理提供參考。

【關鍵詞】生態格網結構；山區河道；堤防工程

0.前言

勐崗河又名“勐令河”、“龍溪河”，尾段稱普登河。普登河為龍川江左岸較大的一級支流之一，上游分兩支，左支石者河發源于姚安縣賀基果山麓的塔盤村，由西向東流經前場、月明進入姚安、大姚、牟定三縣交界處，在小荒田村附近與右支古巖河交匯后稱勐崗河。右支古巖河發源于姚安縣石梁子的大黑么，流經中屯、岔河等村莊與石者河交匯后，流向由西南向東北，經碗廠、華竹在于龍山附近匯入龍川江。河流全長95km，河道平均比降15.5‰，徑流面積1138km2。

云南省元謀縣勐崗河河道治理工程位于元謀縣平田鄉華竹村委會境內，起始斷面位于大已保村，斷面以上控制徑流面積898.2km2；終止斷面位于帕地村，斷面以上控制徑流面積956.5km2，治理段區間控制徑流面58.3km2，治理河長4km，綜合治理長度4.25km，其中主河道4km，支流0.25km；新建河堤7.82km，其中主河道7.16km、左岸兩支流匯口0.66km。該項目分類為農田防護，項目防護區人口0.32萬人，耕地面積0.21萬畝，按《防洪標準》（GBS0201-94）規定，設計洪水標準為10年一遇，其洪峰流量為305m3/s，施工導流標準為枯期5年一遇，其洪峰流量為7.18m3/s。堤防工程級別為5級，主要建筑物為5級建筑物，施工圍堰等臨時建筑物均為5級建筑物。

河堤設計橫斷面為直斜復合式，常年洪水位（P=50%）以下采用固濱籠臺坎狀直擋墻護腳。直線段固濱籠擋墻底寬3m，高2.7m，基礎埋深1.2m，擋墻底部為0.2m厚綠濱墊，綠濱墊上面分別為0.5m、1m、1m的固濱籠；轉彎凹岸固濱籠擋墻底寬3m，高3m，基礎埋深1.5m，擋墻底部為0.5m、0.5m、1m、1m的固濱籠。綠濱墊與固濱籠、固濱籠與固濱籠上下層內側階梯寬0.5m。常年洪水位（P=50%）以上至堤頂，邊坡m=1：2，采用空心磚框格草皮護坡。河堤底寬17.86m～75.04m，堤高2.8m～5m，設計底坡1：180～1：300。綜合考慮交通、防汛、管理等要求，新建堤身堤頂寬3m作為河堤道路，其中路面凈寬2.7m，為20cm厚泥結石路面，兩側設C20混凝土路緣。

1.生態格網的特點及堤身結構設計

都江堰是世界上設計施工最完美、最先進、最科學的水利杰作，其中傳統結構如“竹籠”、“羊圈”用竹木為材料，用江河中的卵石構成完整的建筑構件，用于堤壩、圍堰、護岸護坡等不同用途的工程中。生態格網工藝就是在都江堰使用的竹籠”、“羊圈”工藝的基礎上進行發展，用經過特殊處理的鋼絲作為材料取代竹木，由機械編成網片，組裝成籠，里面回填石料，用于各種堤坡防護工程。

生態格網結構是一種重力式的柔性結構，它是由特定的金屬線材網箱內填卵石或碎石材料而成的組合體，是由多絞的、六邊形網目的網片或加筋網片結合建筑物的尺寸將網片裁剪后組裝成的綠濱墊、固濱籠等結構單元的新型的支擋結構。生態格網結構具有透水性，無需傳統結構的排水設施，節省工序。生態格網結構可按設計意圖，工廠化生產制作出半成品，施工現場按施工圖進行組裝定型。整體工法操作簡便、工序少、無需特殊的技術工人、受氣候干擾小，整體施工效率頗高且效果易于保證。在有機械進行配合的時候，更加能夠加快施工進度。工人無需特別培訓。同比此類結構的施工效率很高（是傳統結構的施工效率2到3倍），可以大大減少施工周期。

堤防工程堤身結構型式應按因地制宜、就地取材、合理利用土地的原則，根據堤段所在的地理位置、重要程度、筑堤材料、施工條件、運用和管理要求、環境景觀、工程造價等因素，經技術經濟比較確定。結合勐崗河河道治理工程情況，堤型方案選擇主要從以下幾方面進行考慮。

1.1結合當地建材供應及施工技術

元謀縣勐崗河河道治理工程治理段現狀河床擁有大量河道采砂后剩余鵝卵石，生態格網結構填充所需石頭可以采用漿砌石、干砌石等無法利用的碎石或鵝卵石，石頭成本較低，可以大幅度降低造價，相對于混凝土、漿砌石等傳統結構具有一定的經濟優勢。

1.2抗沖性

工程所在地年降雨量充沛，雨強較大，河道屬山區河流，徑流面積大，洪水來得猛，走得快，洪水過程具有陡漲陡落的特點，護岸工程除滿足行洪安全要求外，還需具有較強的抗沖刷能力，防止護岸再次淘刷、沖蝕，同時工程建成后，運行、管理和維修必需要方便。生態格網結構在工地現場組裝成型，相互綁扎成整體，屬于典型的柔性防護結構，具有很強的柔韌性及變形能力，尤其能夠適應基礎的不均勻沉降。美國科羅拉多州立大學對不同流速下網墊（箱）模型的試驗結果表明，臨界流速可達6m/s（指網墊（箱）中的填石不產生移動的流速），極限流速可達8m/s（指雖然填石移動導致網墊（箱）變形，但流速仍在可接受的范圍內）。

1.3透水性、生態環保性

生態格網結構具有天然的透水性，可以實現河水和結構后土體的自由水交換，增強水體的自我凈化能力，改善水質，促進植被生長和生態系統的恢復，為各類水生動植物提供生存空間，維持生態系統的平衡。同時可以迅速降低結構后填土內由于降雨等原因導致的過高地下水位，消散孔隙水壓力，維持土體強度，降低發生滑坡的危險。生態格網結構不需要水泥等污染水質和環境的人工材料，對環境不會造成太大的破壞，且自然界易于修復這種工程破壞。

1.4美觀性、耐久性

生態格網結構無論是內部的填石還是后期長出的綠色植被，都能夠很好的與周圍的自然環境相互融合。生態格網結構由具有優良防腐性能的鋼絲經過機械編織，組裝而成，優良的鍍層工藝和編織技術，保證了鍍層厚度的均勻性和抗腐蝕性。一般來說鉸好的生態格網結構在自然環境可達50年，差的有腐蝕的環境能夠使用30年左右。

元謀縣勐崗河河道治理工程保護對象主要為農田防護，兩岸擁有大量耕地，為了少占耕地、充分利用河床里面的鵝卵石和開挖料、按照生態治河理念，河堤為土堤，堤身斷面型式為直斜復合式。生態格網結構具有傳統漿砌石、混凝土護坡、護岸結構無法比擬的優勢，堤身內側下部采用固濱籠擋墻護腳，上部采用空心磚框格草皮護坡，背水坡采用植草護坡。

2.生態格網結構的施工工藝及質量要求

2.1固濱籠砌體要求

固濱籠砌體應按照設計平面進行布置，層與層間砌體應縱橫交錯，上下聯結，不允許出現“通縫”；每層固濱籠組均應適當擺放為“丁”字箱體。

2.2生態格網固濱擋墻施工要點

（1）運到施工現場的生態格網組裝成固濱籠首先拉直邊網片、端網片和隔片，組裝時確保所有折縫位置正確，固濱籠組應按設計圖示位置依次安置，并按設計要求定位，定位時需掛線調整平整度。其次間隔網與網身應成90o相交，經綁扎形成長方形或正方形固濱籠或固濱籠組，綁扎用扎絲由邊緣起連接，綁扎絲應用網絲同材質的鋼絲，每一道綁扎應是雙股線并絞緊，鋼絲的末端應向里折。

（2）固濱籠間隔網與網身的四處交角各綁扎一道；間隔網與網身交接處每間隔20cm～25cm處綁扎一道。

（3）相鄰固濱籠組上下四角各綁扎一道；相鄰固濱籠組上下框線或折線每間隔20cm～25cm綁扎一道；相鄰固濱籠組網片結合面每平米綁扎2處；綁扎相鄰邊框線下角一道時，如下方有固濱籠組，應將下方固濱籠一并綁扎連成一體；各層箱連接完成后可用長6m以上的木桿或鐵桿順層箱邊緣臨時固定，保證箱體裝料后邊緣線順直流暢。

（4）箱體封蓋時頂部封蓋石料應砌壘平整；用封蓋夾固定每端相鄰結點后再綁扎；封蓋與固濱籠邊框相交線間隔20cm～25cm 綁扎一道。

（5）回填土施工應以機械攤鋪為主，人工配合為輔，松鋪土高出5cm～10cm后進行壓實，機械運行方向應平行于墻面；由中間向兩邊碾壓，先輕壓后重壓，直至規定壓實度；墻面1m范圍內應用人工或小型沖擊機械夯擊壓實，重型壓實機械應距離固濱籠至少1m。

（6）固濱籠綁扎方式也可采用螺旋式纏繞綁扎或采用扣件綁扎。

（7）為了保證迎水面平整、美觀，固濱擋墻組裝施工時應對墻前順直度進行控制，可采用模板或者鋼管固定。

2.3生態格網綠濱墊施工要點

（1）綠濱墊組應按設計要求定位，并依次安置，定位時應掛線調整平整度。

（2）拉直邊網片、端網片和隔片，組裝時確保所有折縫位置正確，相鄰綠濱墊可靠連接。

（3）間隔網與網身應成90o相交后才可綁扎，每道綁扎應使用扎絲雙股線并絞緊。

（4）綠濱墊組間隔網與網身四處交角需各綁扎一道；間隔網與網身交接處每間隔20cm～25cm綁扎一道。

（5）鋪設河床部分綠濱墊隔片時應垂直于水流方向，鋪設岸坡時隔片應平行于水流方向；鋪設陡坡時應在距頂部網片以下2m處或按工程要求打入硬木樁固定。

（6）施工封蓋時面層石料應砌壘整平；封蓋網與網身、間隔網間相交邊框線，每間隔20cm～25cm綁扎一道。

（7）水流直沖位置的綠濱墊施工時，應在綠濱墊的底網片與頂網片之間垂直安裝支撐鋼筋。

（8）綠濱墊綁扎方式與固濱籠相同。

（9）為了保證坡面頂部的順直度，綠濱墊護坡施工時可采用模板或者鋼管固定。

2.4生態格網加筋固濱擋墻施工要點

（1）安放加筋固濱籠的地基應進行開挖或回填壓實處理，處理地基時，要將表面推平，鏟掉松散物質及植被。

（2）拉筋帶鋪設時底面填料應碾壓密實、平整，要求將筋帶拉直、拉緊，平鋪不重疊，無卷曲、不扭結或皺褶，與擋墻面垂直，尾部成均勻輻射形狀。與墻面連接要牢靠，不得有硬質、尖銳棱角的填料直接接觸。

（3）墻面外轉角處兩側相鄰4個固濱籠上增設拉筋帶，增加結構穩定。

2.5填料施工

（1）填料時，應同時均勻地向同層的多個箱體同時投料，不允許向單格箱體內一次性投滿，填充材料頂面宜高出結構體3cm～5cm，且密實。一次性封蓋并用同材質的扎絲或扣件連接。

（2）填料時，要求箱體放置平整，每層投料厚度控制在30cm以下，用小碎石進行充填孔隙，調整箱體外形。外側填充石料表面應人工或機械砌壘整平。

（3）固濱籠內填筑石塊尺寸應滿足1.5D～2D（D為鉸合中心線的軸線距離），不在外表面的填料可有15%的超出該范圍。

（4）高度為1m的固濱籠單元在1/3和2/3高度處的箱格內部連接加強鋼絲綁扎；高度為0.5m的單元在1/2高度處綁扎；水平方向保證每一個單元格至少有2組加強鋼絲；內連加強鋼絲應連接格室的外露面及其對面。

（5）生態格網內的填充料石料尺寸宜在80mm～250mm之間，其中60%的石料尺寸在100mm～200mm。石料從網袋開口處放入，填筑好后，拉緊端口鋼絲并絞緊，形成網袋。填料時嚴格控制防止損壞鍍層，必要時手工操作減小石料間空隙。

（6）為了防止發生滲透破壞，態格網結構與回填土體之間須鋪設土工布，土工布在頂部和底部應超出邊界不少于0.3m。

2.6質量控制

2.6.1質量控制應符合下列規定：

（1）施工單位應建立健全完善的質量保證體系，建設、監理單位應建立相應的質量檢查體系，分別承擔工程質量的自檢和抽檢任務，實行全面質量管理。

（2）工程質量檢測人員所需資質條件以及工程質量檢驗的職責范圍、工作程序、事故處理、數據處理等要求，均應符合水利水電工程施工質量評定規程的相關規定。

（3）應保證檢測成果、材料檢驗資料的真實性，不得偽造或任意舍棄成果和資料；質量檢測記錄應妥善保存，不得涂改或自行銷毀。

（4）生態格網結構防護工程施工質量控制應包括內在質量控制和外觀質量控制：①應在每一道工序進行自檢、抽檢合格后，方可繼續下道工序。質量檢測部位應有代表性，且應在面上均勻分布，不得隨意挑選；②隱蔽工程應會同監理一起檢驗，或拍照留底；③生態格網所使用的材料應符合國家現行有關標準的要求；④施工過程中要進行豎向位移的監測。

2.6.2固濱擋墻施工質量控制應符合下列規定：

（1）生態格網固濱擋墻基礎、基坑尺寸、高程、位置應符合設計要求。

（2）基礎承載力不滿足設計要求的需對基礎進行處理。

（3）固濱籠組拼裝工藝、拼裝程序應符合上述規定，表面無開裂現象。

（4）固濱籠組幾何尺寸抽檢高度H允許偏差±5%，寬度B允許偏差±5%，長度L允許偏差±5%。

（5）填充石料施工工藝、程序應符合設計要求。

（6）固濱擋墻平面位置施工允許偏差±40mm；高程允許偏差±30mm。

（7）固濱擋墻墻后回填土宜分層夯實，應按現行國家標準《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》（GB50202）施工。

（8）土工布的施工質量應符合要求。

2.6.3綠濱護坡施工質量控制應符合下列規定：

（1）鋪設綠濱墊的鋪設面平整度、土體密實度應符合設計要求。

（2）鋪設面的平面位置、高程符合設計要求。

（3）土工布的施工符合規定。

（4）綠濱墊組拼裝工序、工藝符合上述規定。

（5）綠濱墊高度H允許偏差±5%；寬度B允許偏差±5%；長度L允許偏差±5%。

（6）填充石料的施工程序、施工工藝應符合規定。

（7）綠濱墊面的平整度相對高差不應大于50mm；護坡頂部順直度每5m允許偏差±50mm。

3.結束語

生態格網被廣泛應用于江河湖海護坡、護岸、交通工程、水土保持工程等領域。近年來，該技術在我省正處于推廣發展階段。目前，我州元謀縣勐崗河河道治理工程首先采用該項新技術、新材料，并取得了很好的效果。從技術、經濟綜合考慮：對于多泥沙的山區河道，河床里面鵝卵石多，河水陡漲陡落，流速快，對基礎沖刷大，采用生態格網能取得很好的治理效果。生態格網不失為一種多、快、好、省的新型堤防生態護坡結構，值得推廣。