格賓網(wǎng)在山區(qū)河道治理設(shè)計中的運用

【摘要】格賓網(wǎng)由于其結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，使其在河道整治工程中得到充分的利用。本文通過介紹其結(jié)構(gòu)計算內(nèi)容，來進(jìn)一步推廣格賓網(wǎng)在山區(qū)河道設(shè)計的應(yīng)用。根據(jù)格賓網(wǎng)在貴州省龍里縣新民河治理工程中的應(yīng)用情況，可供同類河道治理工程設(shè)計參考。

【關(guān)鍵詞】格賓網(wǎng)；河道治理；方案選擇；河堤設(shè)計計算

貴州省屬于典型山區(qū)，山區(qū)河流流域面積通常較小，河床坡降大，匯流時間短，洪水暴漲暴落，沖擊力強(qiáng)，洪水的沖刷和侵蝕毀壞能力強(qiáng)，導(dǎo)致小流域洪水破壞性大，暴雨之后極易發(fā)生洪澇災(zāi)害。在大力倡導(dǎo)人與自然和諧相處的今天， 河道生態(tài)問題倍受關(guān)注。格賓是一種將鍍膜鋼絲網(wǎng)片組裝成箱籠， 并裝入塊石等填充料后， 用作護(hù)岸或代替?zhèn)鹘y(tǒng)擋土墻的一種新型砌石結(jié)構(gòu)。在山區(qū)河道整治程中，為了解決生態(tài)效果、防沖、后期維護(hù)等問題，采用了新型護(hù)砌材料格賓網(wǎng)。格賓網(wǎng)具有安全性、柔性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性及施工便捷性等諸多優(yōu)勢，目前已在國內(nèi)工程中得到了廣泛應(yīng)用。

1、工程概況

貴州省龍里縣新民河五里橋至牛關(guān)堡段河道治理工程位于龍里縣麻芝鄉(xiāng)。地屬龍里縣東部，距離龍里縣城7公里，處于東經(jīng)107°01′—107°07′，北緯26°27`—26°30`，東鄰麻芝鄉(xiāng)，西連龍山鎮(zhèn)，區(qū)位優(yōu)勢獨特。鄉(xiāng)境內(nèi)黔桂及湘黔鐵路，廈蓉高速公路橫貫境內(nèi)，交通運輸條件好。

新民河五里橋至牛關(guān)堡段河道，現(xiàn)有防洪能力低，洪災(zāi)頻繁，水災(zāi)損失大。由于城鎮(zhèn)防洪缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃和建設(shè)，長期以來河床淤積嚴(yán)重，河道兩岸雜草叢生，河道狹窄，大部分河段無河堤，致使河道行洪能力每年降低。為了確保人民生命財產(chǎn)安全，確保城鎮(zhèn)建設(shè)及全縣經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，該河段的治理，已勢在必行，刻不容緩。

2、工程標(biāo)準(zhǔn)和等別

龍里縣麻芝鄉(xiāng)新民河五里橋至牛關(guān)堡段治理工程治理河段為麻芝鄉(xiāng)五里橋至牛關(guān)堡段，總長5275m，兩岸建堤總長10412m。

本工程保護(hù)農(nóng)田0.35萬畝、受益人口0.376萬人。對照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201—2014）、《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286—2013）， 貴州省龍里縣麻芝鄉(xiāng)新民河五里橋至牛關(guān)堡段治理工程防洪堤等級為Ⅴ級，防洪標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇，治理河道堤防工程建筑物級別為5級。

3、河道整治建筑物方案比選

方案設(shè)計遵循的原則是：

安全可靠：即不管采用何種結(jié)構(gòu)、何種方法，必須滿足規(guī)范要求，經(jīng)得起實踐檢驗。

經(jīng)濟(jì)節(jié)約：以全壽命周期成本為原則，以采用新技術(shù)、新材料、新方法為手段，以資源節(jié)約為目標(biāo)。

技術(shù)創(chuàng)新：以新理念為指導(dǎo)，以創(chuàng)新應(yīng)用為宗旨，探索應(yīng)用新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝。

生態(tài)環(huán)保：改造自然但不破壞自然的平衡，實現(xiàn)人與自然和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

和諧自然：以構(gòu)筑物融入自然為出發(fā)點，實現(xiàn)人與自然和諧、物與自然和諧。

如果采用漿砌石重力堤硬質(zhì)渠化了河道，阻斷了水土交換，喪失自凈功能，破壞了生態(tài)平衡，違背實現(xiàn)人與自然和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。經(jīng)綜合比較，本工程按生態(tài)型土堤（格賓擋墻+草皮護(hù)坡）設(shè)計，河道深2～3m，下部斷面底凈寬為2m，高3.2m，護(hù)堤為直立格賓重力式擋墻，頂寬1m；高出常年水位護(hù)堤部分采用草皮護(hù)坡，以滿足過洪和施工斷面為準(zhǔn)，需河寬為15.1～16.1m。

4、工程設(shè)計計算

4.1 設(shè)計基本資料

4.1.1氣象

麻芝鄉(xiāng)多年平均氣溫14.8℃，最熱月（7月）均溫23.6℃，最冷月（1月）均溫4.7℃，極端最高氣溫34.4℃（1988年5月6日），極端最低氣溫-9.2℃（1970年1月5日）；多年平均日照時數(shù)1241.6h，日照百分率28%；多年平均風(fēng)速2m/s。多年平均降水量為1078mm。年平均霧日數(shù)18.4d，大風(fēng)日數(shù)2.4d，冰雹日數(shù)1.1d，雷暴日數(shù)46.8d，無霜期287.6d。

4.1.2地質(zhì)特性及參數(shù)

為泥盆系上統(tǒng)高坡場組（D3g）及石炭系下統(tǒng)大塘組（C1d）地層，巖性為中至厚層白云巖及少量砂巖夾煤層。巖石堅硬完整，風(fēng)化較弱，強(qiáng)風(fēng)化層厚約0.5～1m。第四系殘坡積層（Qdel）粉質(zhì)粘土及河床沖積層（Qpal）砂、礫石不連續(xù)分布，厚度0～5m，建議河堤基礎(chǔ)置于基巖頂部強(qiáng)風(fēng)化層上，基礎(chǔ)開挖深度為0.5～1m。下部為第四系沖積砂卵石層，顆粒大小不一，可作為堤基持力層，基礎(chǔ)開挖深度為1.2～2.0。強(qiáng)風(fēng)化基巖力學(xué)參數(shù)建議值：承載力為350～450KPa， 摩擦系數(shù)?=0.45～0.5。砂卵石層力學(xué)參數(shù)建議值：承載力為250～350KPa，摩擦系數(shù)?=0.35～0.4。

4.1.3設(shè)計參數(shù)

根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》GB50286-2013確定建筑物的抗滑抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)和安全加高值。

4.2設(shè)計計算

格賓擋墻穩(wěn)定分析計算

格賓擋墻在進(jìn)行土壓力計算時，采用庫倫土壓力理論。

1 物理參數(shù)指標(biāo)：

填土：內(nèi)摩擦角φ=35°，凝聚力c=28kN， 土濕容重γ濕=18.5kN/m3，土飽和容重γ飽=20.9kN/m3 。

框格填石：容重γ=17.5kN/m3 。

砂卵石層：摩擦系數(shù)f=0.4

2 抗滑穩(wěn)定性分析

格賓重力式擋墻的抗滑穩(wěn)定性與傳統(tǒng)的重力式擋墻一樣，安全系數(shù)：

其中：R —為抗滑力； S—為滑動力；

f—基底摩擦系數(shù)，取0.4～0.6。

經(jīng)計算滿足規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)安全。

5、結(jié)語

格賓網(wǎng)具有抗變形能力強(qiáng)， 滲透性好， 抗腐蝕和防沖能力強(qiáng)， 有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)， 造價較低， 施工方法簡易等顯著優(yōu)點， 是山區(qū)河道整治工程中很有前途的護(hù)坡材料。采用格賓網(wǎng)護(hù)坡， 既能解決河道沖刷問題， 同時又能解決人與環(huán)境和諧、共生的需求。格賓網(wǎng)作為一種新型的護(hù)坡材料， 在河道治理中應(yīng)大力推廣使用。為此，首先應(yīng)加強(qiáng)對格賓網(wǎng)的設(shè)計理念及施工工藝的學(xué)習(xí)，同時應(yīng)在施工過程中加強(qiáng)質(zhì)量控制和施工管理。最后格賓作為一種新的技術(shù)， 還有許多技術(shù)要求尚待完善規(guī)范， 本設(shè)計若有不足之處， 敬請批評指正。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ]貴州水利科技開發(fā)有限責(zé)任公司。貴州省龍里縣麻芝鄉(xiāng)新民河五里橋至牛關(guān)堡段治理工程初步設(shè)計

[ 2 ]《堤防工程設(shè)計規(guī)范》GB50286-2013

[ 3 ]《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201—2014）

[ 4 ]沈長松、中國水利水電出版社《水工建筑物》

作者簡介：鄧剛（1980—），男（苗族），貴州貴陽人，助理講師，主要從事水利專業(yè)教學(xué)工作.