格賓石籠在史灌河(安徽段)治理工程中的應用

呂 靜

(六安市治淮指揮部，安徽 六安 237000)

格賓技術作為一種邊坡治理工程的控制方案，其分為①格賓網，②充當格賓網內部填充物的石頭、鵝卵石等。格賓網具有施工成本低、抗變形性強、滲透性高、整體性好等優點，目前在堤防、邊坡的防護等工程中獲得應用。

1 格賓石籠的技術指標

格賓石籠主要技術指標如下：

(1)格賓石籠鋼絲。俞宏慶等對格賓石籠結構力學性質進行了探究，選取碎石和煤矸石作格賓結構的填料，然后對填滿不同粒徑級配的格賓石籠進行物理模型試驗，試驗表明：當軸向變形達到20%時，格賓結構向兩側鼓脹，最大鼓脹量在格賓結構的中部，但格賓結構并未被破壞。這一點說明了格賓石籠鋼絲力學性質在整個石籠發揮抗滑穩定作用的重要性。俞宏慶等對不同級配、不同滲透率的格賓網填充試樣進行一維壓縮試驗，在此列舉出該學者不同孔隙率和不同滲透率試樣的應力-應變關系，如圖1和圖2所示。

圖1 不同級配的碎石試樣應力-應變曲線 圖2 不同滲透率的碎石試樣應力-應變曲線

針對俞宏慶等人的物理模型試驗，筆者將在今后運用離散元方法，借助ITASCA公司研發的顆粒流分析程序PFC2D進行宏微觀力學響應方面的研究，來進一步探究不同強度、剛度的格賓鋼絲籠、不同級配填充石料等因素對其宏觀力學表現的影響。本文參考有關文獻，提出石籠鋼絲的技術指標，如表2所列。

表2 格賓石籠鋼絲

表3 格賓石籠結構指標 m

表4 土工布的技術指標

(2)格賓石籠結構設計。采用格賓石籠結構型式，將其布置在堤防近水區域，受到靜水壓力、動水壓力、揚壓力、堆積體自重等影響，該工程對其在堤防工程中的抗滑穩定性、抗傾穩定性進行驗算。其公式參見文[5]。

經計算，史灌河(安徽段)典型斷面抗滑移安全系數Kc=1.76>1.2，抗傾覆安全系數Kc=2.5>1.6，均滿足規范要求。格賓石籠結構具體指標如表3所列，施工斷面圖如圖2所示。

(3)格賓石籠土工布。土工布的布置可有效隔離土體與沙粒、混凝土等，也可有效截留細沙及小石料，起到保持水土穩定、增強結構穩定的作用。土工布鋪設應保證松緊度合適，與坡面緊貼，與堤線垂直，土工布鋪設完成并經監理驗收后，再在上面鋪設碎石墊層和預制塊護坡等。土工布的技術指標如表4所列。

圖3 典型斷面護岸格賓石籠布置圖

2 格賓石籠的施工工序

施工工序如下：

(1)施工前的準備。主要是：①施工前深入研究設計文件，根據現場實際，制定施工方案，并進行技術交底；②進行現場勘測，根據相關水文氣象資料和勘測的實際情況，合理安排施工計劃；③做好各項技術準備工作；④格賓石籠施工前，坡面要清理干凈，清基范圍在設計基礎倉面線外40 cm左右，需將尖銳物，樹根、垃圾等雜物清除干凈，確保“面平、線直、坡順”。

(2)基礎測量。包括① 根據圖紙，安排專人專項負責測量，確保放線準確；②格賓網測量的平面位置誤差在±30mm～±40mm之間，高程誤差為±30mm，格賓網平整度誤差范圍是±30mm；(3)坡面平整后進行土工布鋪設，鋪設要求縫線規則，與堤縱向垂直，與土面緊密貼合，經過驗收后進行碎石鋪設。

(3)格賓石籠組裝。包括①格賓網需擺放在平整、干燥的地基上，施工人員需帶好安全防護；②在網面邊角，將相互重合的粗邊絲互相擰緊后再與綁絲重合；③使用長約1m的綁絲，以每100mm為間距，將綁絲穿過網孔，將格賓石籠組合成網箱；④為形成連續擋墻，需把相鄰格賓網箱緊密相連，在最后一個網箱的內側高1/3處，放置“H”形木棍，使所有的網箱都處于緊繃；⑤將石料整齊有序地排放好，填充石料的尺寸需達到90m～200m的要求，石料粒徑應大于網孔2倍左右，護墊填充石料的規格需達到 90mm～150mm的要求。石料粒徑較大的分布在籠子周圍，石料間要相互搭接；⑥填料完成后依據密實情況，填充砂礫石，砂礫石粒徑不得低于格賓石籠的最小孔徑。⑦擺放最上面一層時，需將石料大面朝上，最后測量填充高程，滿足設計要求后進行封蓋，以20cm為間距扎緊扎線。

3 格賓石籠施工質量安全控制要點

格賓石籠施工質量安全控制要點如下：

(1)格賓網箱規格。主要是①格賓石籠應合格，必須有質量合格證及出廠合格證。格賓網箱材料需滿足于鋼絲材質符合GB/T700-1988標準的規定，為高抗腐蝕PE膜+鋅鋁合金網，5絞六邊形網，網孔尺寸為10 cm×12 cm；②格賓網片必須均勻，不得扭曲變形，網孔徑偏差應小于設計孔徑的5%；③網絲直徑為2.5mm，涂塑后直徑為3.5mm左右，鍍鋅量不小于245g /m3，綁扎間距 200mm～250 mm；

(2)填充石料要求。主要是①填充料應是堅固密實、耐風化好的石材，網箱內填充石塊徑約25cm，網箱石料粒徑需大于網孔孔徑1～2倍；②網墊應控制在80%以上網墊粒徑為100mm～250 mm，其余用碎石填滿空隙，以增加填充密度；③填充石料切忌只往單個網格內填充，網格內填料高度差為網格高度的1/3。

(3)組裝格賓網箱。在連接格賓石籠的過程中，需確保均勻、平整、堅固以及接頭連接整齊。格賓網箱的層與層之間砌體應縱橫交錯、上下聯結、嚴禁出現通縫。①間隔網與網本身應正交，經綁扎形成長方形網箱組或網箱，綁扎線須是與網箱同材質的鋼絲；②網墊交接處綁扎，相鄰網墊組的上下四角以綁扎絲連接，扎絲間距須小于200mm；③間隔網與網身交接處使用螺旋形組合絲；④對于裸露部位的網片，在每次箱內填石高度達到1/3時設置拉筋線，呈八字形向內拉緊固定。

3 結束語

史灌河(安徽段)首次運用該技術手段進行堤防整治，相關河道成功應對六安2016-06-30大水，經受住特大洪澇災害的實踐檢驗。格賓石籠的應用實現了水體與水下土體交換功能，對水環境修復、水域植物健康成長起到了積極作用。

[參 考 文 獻]

[1] 董傳琛,張守田,趙大明.格賓石籠在河道治理工程中的應用[J].山東水利,2012,(3):29-30.

[2] 張輝.城市防洪工程中格賓石籠的施工技術[J].中國水運,2016,(10):66-67.

[3] 俞宏慶,于春生,宛志紅.格賓石籠結構力學性能研究[J].中州煤炭,2015, (3):95-98.

[4] 張亞飛,徐光黎,謝書萌,等.格賓石籠攔擋壩在玉樹地震災區泥石流治理工程中的應用[J].安全與環境工程,2013,(5):11-14.

[5] DZ/T0239-2004,泥石流災害防治工程設計規范[S]．