格賓石籠在信陽市浉河防洪整治工程中的應用

單 輝

（信陽市南灣水庫管理局，河南 信陽 464000）

國家經濟發展、居民生活水平提升，提高了對河道治理水平的要求。朱焱峰等[1]以上海崇明區河道治理工程為例，研究生態河道治理設計與應用；葉宇潛[2]以永和河流域河道治理工程為例，認為生態修復理念在河道治理工程中應當得到推廣；佟志濤[3]從4個方面分析了3種生態防護工程的治理效果，通過選取多個指標，評價防護效果；馬振偉[4]以膘爾托闊依河為例，對河道防洪治理工程設計進行研究；王桂娟[5]以飲馬河為例，通過方案比選，確定直斜式復合堤型為河道治理堤型。本文針對信陽市浉河洪澇頻繁問題，實施浉河南灣鄉段的防洪整治，探討分析格賓石籠在河道治理中的應用。

1 工程概況

浉河位于信陽市南灣鄉，歷史上洪水頻發，平均1年～2年遇到一次洪水災害，70多年來較大的洪水包括1968年洪水和1982年洪水，造成了嚴重的損失，洪水過境將影響面積約1.2×103km2，因此針對浉河進行防洪整治是十分必要的。本次防洪整治工程規劃治理長度6.0 km，防洪治理標準50年一遇，工程任務以河岸防護為主，通過河道清淤、新建堤防等工程措施，與已建堤防形成封閉的防洪體系，以滿足50年一遇防洪要求。由于河道兩岸地質條件普遍較差,，河道治理過程中的主要問題如下：①河床、河岸沖刷淘蝕問題；②地基不均勻沉降問題。

2 防洪整治工程設計

2.1 河道整治水面線推求

浉河天然河道水面線糙率取0.045，長灘河天然河道水面線糙率取0.05。水面線計算中的另一參數水面比降直接采用2014年洪水水面線的水面比降。

由于河道整治和防洪堤的修筑，一定程度上改變了河道的天然狀態，河流的水力條件得到了一定的改善。經對各斷面在50年一遇天然水面線高程時濕周在整治前后的變化情況來看，在50年一遇天然水面線高程時，整治前后因為河道整治（修堤）受影響的濕周為原河道濕周的15%左右，因此在干流水面線計算中對糙率的均在0.043左右，支流采用0.047左右，比天然河道的糙率有一定的變化，設計洪水水面線采用伯努利方程式進行計算，計算結果見表1。

表1 浉河整治河段設計水面線成果表 單位：m

2.2 防護堤結構方案比選

1）方案一：格賓石籠防護堤

臨水側防護堤坡比為1∶1.75，河床以上設計格賓石籠防護厚度為0.30 m，防護結構墊層采用0.30 m厚的砂礫石，砂礫粒徑在1.5 mm～30 mm范圍內，粒徑應均勻。設計防護堤基礎開挖深度為2.0 m，開挖邊坡坡比為：1∶2。河床與邊坡一樣均采用格賓石籠處理。

2）方案二：C20混凝土防護堤

使用現澆混凝土作為河道防護堤襯砌材料，設計護坡開挖斷面坡比為1∶1.5，基礎邊坡開挖坡比為1∶1.75。設計河床以上混凝土襯砌厚度為0.20 m，C20混凝土以下部位鋪設0.60 m厚的砂礫石墊層。平行水流方向每間隔5.0 m設置一道伸縮縫。

3）方案對比

兩種方案綜合對比結果見表2。

表2 不同防護堤方案比選

通過上述分析，結合表2兩種方案綜合情況對比分析以及結合浉河治理工程實際投資情況，格賓石籠工程投資低，適應不均勻沉降能力較強，因此選擇格賓石籠作為河道治理防護堤方案。

3 格賓石籠施工工藝

3.1 施工流程

格賓石籠在河道防洪治理工程中，采用施工工藝流程：測量定位—開挖施工—反濾層鋪設—格賓安裝—石料裝填—封填。

3.2 施工工藝

3.2.1 護基施工

①根據設計圖紙準，使用專業的測量人員準確定位擋墻設計位置，確定擋墻基礎標高，確定開挖放線。②使用人工配合機械開挖基礎，廢渣可直接按照要求堆放至棄渣場。③開挖完工后，需按要求平整、清理開挖面，保證開挖面是平整且沒有雜物。④根據設計要求鋪設反濾層（土工布、砂礫石）。⑤安裝、連接格賓。為方便運輸，可在施工現場拼接格賓，在格賓網邊緣，間隔0.5 m使用單股鉛絲固定格賓網，尤其需要提高垂直水流方向格賓網的綁扎質量，避免在水流沖刷作用下格賓石籠結構破壞，連接過程中，應嚴格控制石籠隔板為豎直的，從而保證結構的穩定性以及后期使用的耐久性。⑥裝填石料前，使用鋼管和木方加固格賓網，避免石料過程中造成格賓石籠變形破壞，從而影響結構穩定性和使用耐久性。⑦裝填石料。格賓網邊緣應選擇結構完整的塊石裝填，提高格賓石籠的抗沖刷能力，格賓石籠內部選擇可裝填塊碎石，保證石料充分充填。即將完成塊石裝填時，應由人工檢查，保證平整度，塊石面高于側擋板2.0 cm～3.0 cm較為適宜。⑧封蓋。格賓網填充石料頂部修整平整后，方可進行封蓋施工，在每端的相鄰節點使用封蓋夾固定，間隔0.25 m使用與格賓網同規格鋼筋綁扎加固[6～9]。

3.2.2 護坡施工

①使用機械按照1∶1.75的坡比開挖邊坡，并平整邊坡，清除坡面雜物。②鋪設土工布。通過鋪設土工布實現提高格賓石籠的加固、排水等效果的作用。從河道上游至下游，按照垂直河道水流方向鋪設，土工布鋪設需預留足夠的變形量，同時需要保證鋪設平整度，搭接長度在0.2 m～0.3 m之間較為適宜。③鋪設墊層。根據設計要求選擇合適的礫石作為墊層材料，厚度為0.30 m。河岸開挖平整驗收合格后，即可開始鋪設墊層工序，首先將粗礫均勻鋪設在河岸斜面，為保證墊層平整度，可由人工、機械進行多次夯實。在堆填石料時需要格外注意保護土工布，避免破壞土工布影響土工布排水、加固作用。④護坡格賓網安裝。與護基格賓網安裝一樣，采用現場組裝方式安裝格賓網，中間隔網與網身垂直相交，與護基不同的是，間隔0.25 m采用雙股鋼絲綁扎。⑤裝填石料。主要施工工藝與護基一致，填料順序為從下至上、水平上升的方式裝填。⑥封蓋施工與護基一致，此處不再贅述。

3.2.3 格賓石籠施工要點

①墊層鋪設時，應避免破壞土工布。②裝填格賓網的石料，需要嚴格按照設計要求選取。③護坡石料裝填時，避免僅填充單個格賓籠，且不能一次填滿。④格賓網箱長度誤差控制在±3%、寬度±3%、高度±5%。⑤在施工過程中，應嚴格控制施工質量，及時檢查及時修正。

4 結論

結合浉河防洪整治工程，通過理論計算獲取河道水位線，對2種河道堤防結構進行對比，選擇格賓石籠作為河道治理結構，具有適應不均勻變形能力強的特點，同時經濟、環保,具有顯著的經濟和生態效益。