鉛絲石籠在青藏高原地區農村公路沖溝防護工程中的設計應用

呂江昆 蘇佳園 趙鵬程

摘要：自“十三五”規劃以來，國家加大了對西藏自治區基礎設施建設的投入，西藏地區農村公路建設工作快速穩步發展。西藏地處青藏高原，修建公路沿線山高坡陡，沖溝極多，地形、地質條件較差，尤其是沖溝地段，巖石風化層較厚，且表層多強風化、全風化。每到雨季，大量風化巖石在地表水的沖刷下，形成碎石、砂，順水沖向路面，易形成泥石流，造成路基路面損毀、交通癱瘓。沖溝防護是青藏高原地區農村公路設計的重點之一。文章以西藏昌都地區某工程項目為依托，介紹了鉛絲石籠在青藏高原地區農村公路沖溝防護工程中的實施情況及效果，亦為該類地區其他沖溝防護工程設計應用提供參考。

關鍵詞：農村公路；青藏高原；鉛絲石籠；泥石流；沖溝防護

1 概況

西藏昌都地區地處橫斷山脈，地形地貌復雜，農村公路要連接鄉鎮、行政村、學校、集貿市場等，多修建于山嶺重丘之間，線路選擇與路基防護設計難度較大。沿線路基兩側沖溝極多，溝內淤積物質多為全風化、強風化的碎石、巖屑及粉砂，雨季容易造成堵塞，引發坍塌、滑坡、泥石流等災害，易造成路基路面損毀、交通癱瘓。然而在農村四級公路設計、施工中，對該問題往往重視不夠，可能對沖溝不做治理，或者僅對大型沖溝做針對性防護，如采用邊坡防護、漿砌片石支擋、預制管涵排水等防、堵、排措施。此類方法成本較高，工期長，工藝復雜，后期維護要求高，針對項目所在地沖溝數目多、投資金額有限、工期緊張等情況，該類措施無法滿足相應項目的整體要求。

在西藏昌都地區某農村公路工程沖溝防護中，采用鉛絲石籠技術，同時輔以河道清理，加強溝內排水設施，使防護效果大大提升，有效提高了農村公路設計的精細化與合理化。

2 方案選擇

2.1 方案比選

設計中考慮鉛絲石籠和攔渣壩兩種防護方案，其作用及優缺點如下：

（1）攔渣壩：采用M10漿砌片石砌筑，壩體自重大，強度高，具有較好的抗滑性及抗傾覆性，擋渣及透水效果好；工藝較復雜，工程成本較高，材料的運距及運量大，施工周期長，有可能制約工期，對細粒砂石攔擋效果較差。

（2）鉛絲石籠：將片石或卵石填充至鉛絲格賓石籠網中，依靠石籠網串聯后石塊的自重產生擋渣作用。石塊間存在大量孔隙，該方法透水性好，可及時排除背面積水，擋渣作用強，工藝相對簡單，成型即可見效，施工周期短，成本相對較低，對地基承載力及氣候環境要求不高，石籠本身無需養護，可延長防護工程使用壽命；但強度和穩定性相對較差。

通過分析，在中小規模的沖溝中，采用鉛絲石籠擋墻防護，局部大規模沖溝，根據設計計算采用針對性方案。

2.2 確定位置

應盡量設置在沖溝收窄部位，以減少工程量，石籠排列方向與溝內水流沖刷方向盡量垂直，亦要考慮地形是否平整開闊、邊坡及地基是否穩定，鉛絲石籠埋深應不小于0.5m。鉛絲石籠擋墻基礎范圍內應清除表層腐殖土。擋墻與道路之間的場地應進行清渣、整平、壓實，并設置向道路方向不小于3%的橫坡，使水能自然流入邊溝及涵洞中。疏通、擴展水溝，保證雨季不會擁堵。

2.3 設計方案

（1）根據穩定性計算，當攔擋高度H<1.5m時，采用矩形斷面，設置單層鉛絲籠防護；當攔擋高度1.5m≤H<4m時，采用臺階矩形斷面，單個石籠尺寸長1m，高1m，最頂層石籠寬度宜設置為1m，每增加一層加寬0.5m，鄰道路方向每層錯開布置30cm，層與層之間錯縫鋪排、上下聯結，避免出現貫穿縫，并用鋼絲絞合綁扎。當攔擋高度大于4m時，根據設計計算采用其他針對性方案。

（2）格賓網骨架采用Φ12鋼筋制作，網面采用Φ2.7低碳鋼絲制作，鋼絲應做特殊防腐處理，鍍層的粘附力應符合EN10223-3標準。低碳鋼絲經機器編織成六邊形雙絞合格賓網，網孔型號8cm×10cm，網面抗拉強度50KN/m，鋼絲抗張強度不小于350N/mm。絞合鋼絲軸心間距離10cm。格賓網必須由廠家加工成半成品箱籠，確保穩固性及抗拉性。

（3）綁扎鋼絲必須采用與網面鋼絲一樣材質的鋼絲，為保證聯接強度需嚴格按照間隔10～15cm單圈-雙圈連續交替絞合。

（4）石料可采用片石或卵石，要求強度等級不小于MU30，不易水解，抗風化硬質巖石，填充空隙率不大于30%，石料粒徑以100-300mm為宜。

（5）石料應均勻、整齊有序擺放，分層填充。為保障平整度，靠面板30cm范圍內按照干砌石標準進行施工。完成填充后，對鉛絲籠進行封蓋，鉛絲網接縫及蓋板處加密綁扎，以防使用中破損。

3 注意事項

（1）鉛絲石籠作為一種柔性防護技術，能有效防止高溫、冰凍、水流沖刷、地形沉陷等自然因素對結構物的破壞，但其強度較小，抗傾覆及側滑性能較差，因此必須進行穩定性計算，嚴格按設計要求施工。

（2）實際施工中針對縱深較長、寬度較大的沖溝，可以配合其他手段綜合治理。如施做混合式過水路面、M10漿砌片石攔渣壩等，以提高擋渣及排水能力。

（3）施工完成后應定期巡視養護，及時清理淤積物，保持沖溝內部疏通。

4 結語

西藏昌都地區農村公路建設中采用鉛絲石籠進行沖溝防護，工程完工半年后，經過汛期的檢驗，質量標準達到了設計要求，擋渣及排水效果顯著，路面整潔，無沖刷物質流出，鉛絲石籠未發生明顯變形，達到了預期效果。

該工藝在西藏昌都地區農村公路沖溝防護中的應用，體現了設計工作的精細化、精品化，為構建青藏高原地區的和諧社會、美麗鄉村、美麗公路發揮了積極作用。

參考文獻

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（作者單位：中交柏嘉工程技術研究院有限公司）