格賓石籠施工技術(shù)在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用研究

摘要：格賓石籠是水利工程生態(tài)護(hù)坡的常見結(jié)構(gòu)形式，對維持岸坡穩(wěn)定有重要意義。闡述格賓石籠的關(guān)鍵作用，再結(jié)合永清縣生態(tài)岸坡及景觀修復(fù)工程實例，探討關(guān)鍵的施工流程以及具體的技術(shù)應(yīng)用要點，提出格賓石籠的質(zhì)量檢驗方法以及在實際施工中注意事項，以期起到拋磚引玉的作用。

關(guān)鍵詞：水利工程;格賓石籠;結(jié)構(gòu)組成;質(zhì)量檢驗

1" "格賓石籠在水利工程中的關(guān)鍵作用

在水利工程生態(tài)護(hù)坡中，格賓石籠屬于常見的結(jié)構(gòu)形式，其具有多項關(guān)鍵作用，具體體現(xiàn)在如下幾方面：

1.1" "對河床流向的引導(dǎo)作用

在強(qiáng)降雨天氣，雨水量增加，水流對河床的沖刷作用增強(qiáng)，在持續(xù)性的沖刷之下伴有不同程度的水土流失問題，隨之影響到沿岸的生態(tài)環(huán)境，也容易威脅到相關(guān)人員的人身財產(chǎn)安全。若根據(jù)河流形態(tài)合理設(shè)置格賓石籠網(wǎng)，將構(gòu)成穩(wěn)定可靠的網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)河水的流向，抵御水的沖刷作用，實現(xiàn)對河床河岸的有效防護(hù)[1-2]。

1.2" "對渠道運(yùn)河河床的防護(hù)作用

在渠道建設(shè)中可采用格賓石籠，此結(jié)構(gòu)對于提高河床穩(wěn)定性和安全性均有重要的意義。得益于格賓石籠的防護(hù)作用，溝渠和天然河流的形態(tài)可維持穩(wěn)定。

1.3" "對護(hù)岸護(hù)坡的增強(qiáng)作用

可根據(jù)隔水大壩墻體和坡狀護(hù)岸的結(jié)構(gòu)特點，合理設(shè)置格賓石籠網(wǎng)，建立起完善的生態(tài)格網(wǎng)，增強(qiáng)護(hù)岸護(hù)坡效果，使岸坡能夠保持穩(wěn)定[3]。

2" "格賓石籠結(jié)構(gòu)特點分析

格賓石籠網(wǎng)以網(wǎng)片為基礎(chǔ)材料，根據(jù)尺寸要求做裁剪、組裝處理，建成適應(yīng)于水利工程實際環(huán)境的箱籠結(jié)構(gòu)。從格賓石籠網(wǎng)的結(jié)構(gòu)組成來看，主要包含網(wǎng)身、間隔網(wǎng)片、蓋網(wǎng)片。在工程實踐中，對于河道、堤防護(hù)坡而言，通常采用的是厚度為20～40cm的較薄網(wǎng)墊，將其作為箱籠結(jié)構(gòu)。在擋土墻施工中，箱籠采用的是厚度超50cm的網(wǎng)箱。格網(wǎng)片以機(jī)械作業(yè)的方式制作而成，使其形成雙絞連接六邊形網(wǎng)孔。

相關(guān)實踐經(jīng)驗表明，熱鍍鋁鋅低碳鋼絲材料較為關(guān)鍵。對其采取涂塑工藝可增強(qiáng)材料的綜合性能，例如可使其抗氧化、耐腐蝕、耐久性均有所提升。在日常使用中，即便某根網(wǎng)線斷裂，格網(wǎng)片整體仍可維持相對完整的狀態(tài)，對正常使用的影響微乎其微。

格網(wǎng)片的寬度達(dá)到1m時，沿網(wǎng)孔編織方向施加拉力，在此條件下對格網(wǎng)片的各網(wǎng)線做全面的觀察，將首根網(wǎng)線斷裂對應(yīng)的荷載視為破壞荷載。根據(jù)該思路，考慮直徑60mm的網(wǎng)孔格網(wǎng)片（基礎(chǔ)材料選用的是直徑為2.2mm的網(wǎng)線），其破壞荷載為4700kg/m。在明確格網(wǎng)片的破壞荷載后，進(jìn)一步分析每1m3格賓石籠網(wǎng)的抗壓強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)該值普遍集中在400～500t/m3的區(qū)間內(nèi)。

3" "格賓石籠在水利工程實例中的具體應(yīng)用

3.1" "工程概況

某水利工程位于永清縣中干渠南八里莊節(jié)制閘起至南范莊與霸州交界處，建設(shè)內(nèi)容包含：中干渠沿線河道疏浚，閘、堰改建，生態(tài)岸坡及景觀修復(fù);南八里莊閘上游段生態(tài)岸坡及景觀修復(fù);四支渠新建節(jié)制閘等。

3.2" "格賓石籠的施工技術(shù)分析

河道護(hù)坡采用的是格賓石籠結(jié)構(gòu)。基本施工流程為：施工準(zhǔn)備→測量放樣→基坑開挖→石籠施工→碎石墊層施工→鋼絲籠組裝→石料裝填封蓋→鋼絲網(wǎng)箱的擺放、連接。

3.3" "關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工要點

3.3.1" "施工準(zhǔn)備

基坑開挖采取的是機(jī)械作業(yè)的方案，根據(jù)開挖要求配套機(jī)械設(shè)備。提前做好技術(shù)交底工作，使施工人員能夠明確開挖要求、挖槽斷面位置、堆土位置等。此外，配備專職測量人員，以便在基坑開挖期間及時檢測槽底的高程和寬度，為開挖提供指導(dǎo)，避免超挖。

3.3.2" "測量放樣

為給基坑開挖提供參照基準(zhǔn)，在開挖前測放基礎(chǔ)邊線。以已經(jīng)明確的控制點和基線為準(zhǔn)，組織輪廓測量放樣作業(yè)，監(jiān)理工程師安排斷面測量，確保無誤。在做好測量放樣工作后，能夠給正式施工提供清晰的引導(dǎo)，有效提升了施工作業(yè)的可靠性。

3.3.3" "基坑開挖

嚴(yán)格控制基坑的尺寸，相較于設(shè)計平面尺寸，基底每邊適當(dāng)加寬50cm。前期采取機(jī)械開挖的方法，在距離設(shè)計標(biāo)高15～30cm時調(diào)整為人工清槽的方法精細(xì)作業(yè)，以免由于機(jī)械開挖控制精度不足而出現(xiàn)超挖現(xiàn)象。若由于操作不當(dāng)而超挖，應(yīng)及時用碎石回填。基坑周邊的土方缺乏足夠的穩(wěn)定性，因此禁止在基坑邊緣5m內(nèi)堆放土方，以防坍塌。待基坑開挖成型且通過質(zhì)量檢驗后，施作碎石墊層，修筑排水溝。

3.3.4" "石籠施工

根據(jù)材料運(yùn)輸需求，在現(xiàn)場修筑臨時施工道路，結(jié)合原路堤，將石料運(yùn)輸至指定場所。材料進(jìn)場時加強(qiáng)檢驗，確認(rèn)無誤后方可入場。石籠格網(wǎng)呈六角形網(wǎng)片的結(jié)構(gòu)形態(tài)，覆塑后網(wǎng)絲直徑≥4.0mm，扎絲直徑≥4.2mm，邊絲直徑≥4.9mm，網(wǎng)孔尺寸為100mm×120mm。

鋼絲屬于石籠格網(wǎng)的重要原材料，要求其抗拉強(qiáng)度≥400MPa。對鋼絲做至少3000h鹽霧型式試驗，借助此方法來檢驗質(zhì)量。要求質(zhì)量變化率≤1.0%，腐蝕率≤25g/m2。此外，為明確包覆PVC鋼絲的質(zhì)量，對其做2000h鹽霧型式試驗，著重檢驗鋼絲的腐蝕平端深度，要求該值被控制在15mm以內(nèi)。

PVC材料需同時滿足“抗拉強(qiáng)度≥20.6MPa、彈性模量≥18.6MPa”等多項要求。同時，PVC材料需有足夠良好的表觀質(zhì)量，禁止存在破裂、劃痕等缺陷。

3.3.5" 碎石墊層施工

原材料選取方面，考慮采用粒徑為5～20mm的級配碎石，含泥量不大于5%，以免因雜質(zhì)過多而影響級配碎石的正常使用。對碎石填筑基底做有效的處理，全面清理該處的雜物、積水，給碎石墊層的施工創(chuàng)設(shè)良好的條件。各類粒徑的碎石分類堆放，以免混用。

對待鋪設(shè)的建基面做壓實處理，提升平整性和密實性。壓實采用光輪壓路機(jī)，壓路機(jī)運(yùn)行速度穩(wěn)定在2km/h。局部邊角區(qū)域難以碾壓，為此用280kg的蛙式打夯機(jī)做6～8遍的壓實處理。

3.3.6" "鋼絲籠組裝

以現(xiàn)場施工要求為準(zhǔn)，提前在加工廠加工適量合適規(guī)格的網(wǎng)片，運(yùn)至現(xiàn)場進(jìn)行組裝，經(jīng)組裝后構(gòu)成完整的鋼絲籠[4]，具體如圖1所示。

鋼絲籠組裝的關(guān)鍵內(nèi)容如下：

由具有資質(zhì)的廠家制作鋼絲網(wǎng)片，運(yùn)至現(xiàn)場后，由專員依據(jù)施工圖組裝成型。將隔板、前后面板設(shè)置到位，固定各角點，確保鋼絲繩上部邊緣共處相同的水平面。在確認(rèn)底板設(shè)置到位的前提下，分別檢查豎直隔板、面板與之的位置關(guān)系，均要與底板保持垂直[5]。

在前述基礎(chǔ)上，對豎直相鄰邊緣部位做絞合處理。對于部分鋼絲網(wǎng)箱設(shè)置在轉(zhuǎn)彎段，無需對搭接重合面的豎直面板做絞合處理，而是將設(shè)置在該處的面板折放至底板處。

在整個鋼絲網(wǎng)箱的組裝過程中，需要嚴(yán)格控制尺寸、形狀，保證絞合部位的可靠性，使成型的鋼絲網(wǎng)箱能夠完全滿足質(zhì)量要求。

3.3.7" "石料裝填

石料選用塊石，根據(jù)粒徑要求篩選。石料裝填環(huán)節(jié)遵循輕放的原則，禁止隨意拋擲，否則易損傷覆塑層。面墻施工質(zhì)量易影響到護(hù)腳的表觀效果，因此該部位所用石料的粒徑應(yīng)盡可能保持粗細(xì)均勻，并按干砌片石的標(biāo)準(zhǔn)擺放到位。石頭在后期會有一定的沉降，為保證沉降后仍滿足標(biāo)高要求，要求填充石頭適當(dāng)超高2.5～4cm。注重石頭的合理碼放，盡可能減小空隙率。

3.3.8" "鋼絲網(wǎng)箱的擺放、連接

擺放前，測放具體的擺放位置，以便準(zhǔn)確地將鋼絲網(wǎng)箱擺放到位。加強(qiáng)對地基傾斜度的檢測，要求地基有足夠的平整性和穩(wěn)定性。鋼絲網(wǎng)箱組裝成型后，有序排放至指定位置，拐角及弧形處的形態(tài)特殊，以實際安裝環(huán)境為準(zhǔn)，做適當(dāng)?shù)闹丿B或裁剪處理。

鋼絲籠擺放到位后，用絞合鋼絲對左右相鄰的、上下層相鄰的鋼絲籠做連接處理，使其構(gòu)成完整的整體。按“單圈-雙圈-單圈”的順序依次絞合，間隔控制在10～15cm。

鋼絲網(wǎng)箱有特定的擺放要求，具體如下：將邊板一側(cè)朝向面墻;面（板）對面（板）、背（板）對背（板）;鋼絲籠的外輪廓線應(yīng)合理，絞合具有緊密性。

3.4" "格賓石籠的質(zhì)量檢驗

石籠工程開工后，先組織50m的施工，將該部分視為試驗段，以此來檢驗施工方法的可行性，發(fā)現(xiàn)不足之處則做靈活調(diào)整。在確保施工方法無誤后，方可組織后續(xù)工程的施工作業(yè)，有條不紊地推進(jìn)施工進(jìn)程。在試驗段以外的其他各部分的施工中，每進(jìn)行200m便組織一次質(zhì)量評定，客觀評價施工質(zhì)量，尋找到其中存在的問題。探明原因后，制定相應(yīng)的解決對策，在指定時間內(nèi)完成整改，直至實測結(jié)果滿足要求為止。

3.5" "格賓石籠施工注意事項

向石籠內(nèi)填入石料，此材料的粒徑以絞合中心線軸線距離的1.5～2倍較為合適。石料填充孔隙率需在30%以內(nèi)。石料填充后存在一定的空隙，該部分用種植土進(jìn)一步充填密實。此處充填所用材料與頂覆15cm厚的種植土相同。石籠層間呈縱橫交錯的分布狀態(tài)，每層網(wǎng)箱總體上呈“丁”字箱體，考慮到美觀層面的要求，石料外露面應(yīng)具有足夠的平整性。

回填土工作量較大，采取的是機(jī)械攤鋪為主、人工輔助的綜合型方案。松鋪土適量超高50～100mm，松鋪后對土料做壓實處理，保證回填部位的密實性。嚴(yán)格控制機(jī)械運(yùn)行方向，使其沿著與石籠立面平行的方向運(yùn)行，優(yōu)先完成中間區(qū)域的碾壓作業(yè)，再向兩側(cè)延伸。壓實遵循的是先輕壓、后重壓的基本原則，期間及時檢測壓實度，直至實測值達(dá)到要求為止。對于石籠立面1m以內(nèi)的區(qū)域，該部分宜采用小型沖擊機(jī)械做有效的夯實處理。

石籠間隔網(wǎng)與網(wǎng)身保持90°的位置關(guān)系，做綁扎處理，以便其構(gòu)成穩(wěn)定可靠的長方形網(wǎng)箱。間隔網(wǎng)與網(wǎng)身框線螺旋連接，綁扎線與網(wǎng)線材質(zhì)相同，扎絲與網(wǎng)片保持緊密，接口或端頭擰緊。相鄰網(wǎng)箱面、間隔網(wǎng)與網(wǎng)身四角均用扎絲雙股做有效的綁扎處理，相鄰網(wǎng)箱面每1m2至少為2處，且均需均勻布置。將交線處綁扎間距控制在200～250mm。若采取雙股綁扎的處理方法，則必須確保綁扎的穩(wěn)定性，并在纏繞后擰緊2～3圈。

在石籠網(wǎng)箱填料環(huán)節(jié)，同層的箱體投料必須均勻，禁止向單格箱體一次性投滿。相較于結(jié)構(gòu)體，充填材料頂面宜高出30～50mm，同時要求該處具有足夠的密實性。在封蓋施工環(huán)節(jié)，加強(qiáng)現(xiàn)場協(xié)調(diào)，力爭一次落實到位。

4" "結(jié)語

綜上所述，格賓石籠網(wǎng)具有施工可靠、防護(hù)效果好、經(jīng)濟(jì)高效等多重特點，在水利工程乃至道路路基邊坡防護(hù)等工程中均取得廣泛的應(yīng)用。對于水利工程的格賓石籠網(wǎng)施工而言，在統(tǒng)籌規(guī)劃、合理施工之下，能夠充分發(fā)揮出格賓石籠網(wǎng)在引導(dǎo)水流、加固岸坡等方面的作用，從而有效維持水利工程各類設(shè)施的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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[3] 王海濱，吳慶霞，劉兆輝，等.雷諾護(hù)墊與格賓石籠在河道整治工程中的應(yīng)用[J].人民黃河，2021（S1）：23-26.

[4] 李芳.格賓網(wǎng)石籠護(hù)岸在塔里木河中游河道治理中的設(shè)計及應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2021（2）：106-107.

[5] 張杰，宋祥寶，陳寶玲.格賓石籠墊在孝婦河濕地工程中的應(yīng)用[J].山東水利，2017（5）：40+42.