石籠工藝在公路水毀工程中的應用分析

李錚

（焦作市交通運輸綜合行政執法支隊，河南 焦作 454152）

0 引言

隨著我國經濟和交通事業的不斷發展，高速公路的建設里程也在不斷增長，一些公路病害和水毀問題也隨之增多，嚴重影響著公路的安全運營。因此，有效的公路水毀治理方案不可忽視，其中護坡工程是治理公路水毀的重要工程。

石籠網是近年來廣泛用于公路工程、河道工程、山路工程等護坡工作中的一種新型材料，是由鍍鋅鋼絲、合金鋼絲拼接而成的網格，具有成本低、方便制作、強度高、韌性強、抗腐蝕性強等特性，石籠結構符合現代護坡工程項目建設的環保要求，石籠網與石料組合可以形成穩定的擋土、擋水結構，用于水毀路段的邊坡既能很好地加固邊坡，減少水土流失，解決邊坡滑塌、落石和滑坡的問題，提高邊坡穩定性，又能保證其自身的排水效果。但在實際運用過程中，仍然出現了一定比例的邊坡水流沖刷的公路水毀事件，對公路交通造成了很大不便。針對以上問題，本文結合石籠網的基本構造，就其在公路水毀護坡工程中的應用問題進行探討，旨在能夠借助石籠網有效保證護坡工程的安全穩固。

1 石籠網

石籠網是近年來水利水電工程、堤防加固工程、水毀應急修復工程、生態綠色護坡護岸的新型環保材料，是用不同鍍鋅層重量的低碳鍍鋅鋼絲經過專業機器編織成六角形的網片，根據施工的要求制作成不同尺寸的網箱、卷網或者網片。石籠網根據鋼絲材質的不同，抗腐蝕能力和使用壽命也不同。石籠網也受到當地環境的影響：干燥環境下，石籠網的使用壽命就遠遠大于潮濕環境；同時，水質也會影響石籠網的壽命。

因此，石籠網圖紙一般會要求鋼絲的材質為高爾凡鋼絲。PVC 涂塑工藝作為一種防腐工藝也是廠家接到訂單規格常見的要求，對低碳鍍鋅鋼絲經過表面處理，鋼絲表面覆上1mm 的PVC，加強石籠網的防腐能力。

與一般性的工程施工相比，石籠施工呈現出了以下幾個方面的特點：第一，施工方便。石籠施工既不需要使用水、水泥和模板，也不需要電力供應就能夠完成運作，且在運作期間受周圍場地束縛比較小，能夠在大范圍內展開。第二，組合性能良好。石籠網的加工運輸十分方便，在具體操作的時候能夠按照規范的設計要求綁扎成各種形狀，適合山坡、堤壩等各個區域。第三，經濟性能良好。石籠網能夠實現對周圍材料的合理化利用，即利用周圍的碎石來攔截水源，在合理疏導水流的同時還會節省工程成本。

2 公路水毀的分類和形成原因

2.1 加固工程破壞

對于公路工程的發展來說，公路的防護工程和加固工程十分重要。在自然環境下，人們僅僅能夠通過物理工程來進行防護，如使用擋土墻、護坡等。這些工程是人為完成的，深受周圍地質環境的影響。基礎防護工程在被沖刷之后會出現傾倒、沖毀的情況。而出現這個問題的原因是路基基礎沒有打好，軟土層較厚，基礎埋藏過淺會阻擋公路排水。

2.2 橋涵破壞

橋涵是公路工程排水的重要組成部分，且這種破壞一般出現在有山洪的山地。在出現山洪暴發之后，洪水會快速掏空橋基，沖毀涵洞。出現這個現象的原因是涵洞設計不合理、孔徑大小不科學、點位設定不當等。

2.3 路基沉降

路基是公路工程的基本結構，路基沉陷主要表現為路基在垂直方向上出現比較大的沉落，最終會為工程的行車帶來安全隱患。路基沉陷出現的原因是路基結構的設定不符合實際情況，特別土石路基在碾壓不密實的情況下會形成孔隙，加劇路基排水不暢的問題。

3 水毀的具體防治措施

3.1 路基沉陷防治

軟土地基上修建起來的工程具有施工難度大、施工危險系數高的特點，為了解決這個問題，需要做好路基加固處理。路基沉陷加固常用方法是換填法、摻石灰法，路基填料在加固方法的作用下能使整個工程的路基設計滿足工程施工需要。在需要透水性不同的土填筑路基時，需要將透水性較強的土填筑到路基的下層，透水性不強的填料填筑到路基的上層。

3.2 路基塌陷的綜合防治

路基塌陷一般不會在普通公路工程中出現，而是多出現在山區。山區公路勘察要避免在土質不良的地段上進行，路塹上還需要設置邊溝和縱坡，并采用加固加深急流槽的方式來完善設計。在路塹挖方上側距離挖方開口線外的適當位置上要設置截水溝和攔水埝，避免山體匯集水沖刷路塹邊坡。

3.3 橋涵破壞的綜合防治

第一，對于山區公路需要每間隔300m 設置一個涵洞，一般情況下，涵洞會設置在凹凸曲線的頂部和縱坡的陡緩變坡位置。穿越村莊的路段也需要設置涵洞，涵洞結構尺寸應設置直徑不小于100cm 的鋼筋混凝土管涵或者凈高1m 以上鋼筋混凝土蓋板涵。第二，涵洞進出水口的位置要設置漿砌片石洞口鋪砌，連接涵洞的排水溝如果縱坡較大，需要設置急流槽或者跌水等構造物，以減弱水流對涵洞的沖擊力。第三，修建橋梁的時候還需要根據水流情況來修建導流壩等構造物，確保橋梁在設計洪水位的時候不被沖毀。

4 格賓網石籠重力式擋土墻概述

格賓重力式擋墻具備良好的穩定性，其使用操作和屬性發揮與混凝土材質的重力擋墻十分類似，即能夠借助墻體自身的重量來促使擋墻在土層壓力作用下始終保持穩定的狀態。

從實際設計應用的角度來看，這類擋土墻包含內部臺階形式、外部臺階形式、寶塔式三種。而由于格賓材料的特性，為了能夠更好發揮出材料應有的作用，需要相關人員按照規范的標準去計算重力擋墻的基本設定模式，在此基礎上根據不同行業的發展需要來選擇不同形式的擋墻。

格賓網石籠擋墻技術要求具體表現在以下幾個方面：第一，鋼絲鍍高爾凡或高鍍鋅。第二，翻邊要求。網面裁剪之后需要嚴格按照規范的標準去處理最末端和周圍鋼絲的連接情況，就連接薄弱點采取有針對性的處理措施。在此期間，為了能夠強化網面和邊端翻絲的順利連接，需要使用專業的翻邊機來將鋼絲纏繞在邊端鋼絲上，纏繞的圈數至少為兩圈。第三，絞邊要求。鋼絲必須采用與網面鋼絲一樣材質的鋼絲，為了能夠保證連接的質量，需要在二者之間預留一定的孔隙大小。第四，加強筋設置要求。為了避免壓力大對面板的干擾，每層格賓靠近外側一面都需設置加強筋，每平方米面板均勻布置4 根。第五，為了加快綠化效果，宜在格賓面墻臺階上覆蓋土層撒草籽，或者布置營養土工包種植適宜的植被，或者通過插枝等方式進行綠化。

5 格賓網石籠施工工藝

格賓網石籠施工主要工序：首先，開挖并進行反濾料的鋪設；其次，將格賓單元進行組合、連接；再次，填充石塊；最后，加蓋和鋼絲絞合。

5.1 開挖和鋪設反濾料

格賓石籠施工時嚴格要求開挖平整度，以免增加水流對基礎的沖刷程度，基礎開挖之后需墊上土工布、砂石墊層等，這樣可以形成反濾體。詳細步驟：第一，選擇質地堅硬且無草根等有機雜質的粗砂，可確保不會因草根腐蝕形成基礎坍塌，將粗砂鋪設10cm厚。第二，鋪設無紡土工布可以實現加固、補強、反濾、排水、隔離等目的。從上游開始向下游以垂直水流方向進行鋪設，后鋪土工布應該覆蓋在下游土工布上方，確保連接時的搭接長度有20～30cm。鋪設依據從一端向另一端進行的原則，先進行端部的鋪填，最后進行中間的鋪填。需要對端部進行錨固，采用合適的松度進行鋪設，確保完整和連續性。第三，鋪設粗砂反濾層（厚10cm）。第四，鋪設級配碎石（厚10cm）。選用強度相對較均勻的碎石，級配未風化石料，選擇的最大粒徑不能超過墊層厚度2/3。采用粒徑為5～25mm 的細石子對表面空隙進行填補。粗砂反濾層和碎石墊層均要進行均勻的攤鋪，先進行灑水，確保表面保持濕潤然后進行壓實，應用平板振動器及小型壓路機進行振動、碾壓，一直到砂石、碎石不再出現松動現象。

5.2 格賓單元的組合、連接

把片狀式格賓網運送至工地之后進行現場組合拼裝。為了能夠提升拼裝的質量，要在正式施工之前，在石籠的最底部設置格賓網，之后使用14 號鐵絲按照50cm 的間隔距離來對格賓網的四周實施牢固處理。對于長條形大格賓網，其內部均依照1m 左右的間距進行隔板網片的安裝，并要與兩側豎直隔板網實施牢固連接。連接過程中要保證石籠隔板為豎直狀，避免影響耐久性。

5.3 填充石塊

填充石塊運用履帶式吊機吊運塊石，塊石吊運的過程和反濾層應用同步后退方法。先鋪設一層反濾墊層，然后在反濾墊層實施格賓網填充工作。當塊石填充基本完成時，需要人工撿拾保證填充的平整。塊石面高度基本保持在高出格賓網箱側擋板20～30mm的范圍。填充石塊時應注意石粒徑與設計要求相符合，并在填充操作之后需要相關人員按照規范的標準來檢查填充石塊的縫隙，確保填充得均衡、穩定。各箱格內投料需要分層依次均勻的進行，不能將填料一次性填滿；將每一層的網箱填石完之后，用細碎石修正網箱頂部，然后封蓋并檢查封蓋之后的高度是否與設計要求相符合。

5.4 加蓋

加蓋是實施的最后一道工序。從發展實際情況來看，蓋板格賓網會呈現出捆狀，高低大小和長短不一致。在一系列施工工序準備好之后，要對已經填好的格賓石籠進行直接覆蓋，并使用鋼絲來對蓋板和隔離箱直擋板實施交替綁扎。在板塊覆蓋處理期間使用履帶吊機實施吊裝處理，并通過人工的方式來將綁扎的側面和兩邊的隔離板連接在一起。連接之后使用履帶吊機來將格賓網片控制在1.5m 的高度上。

6 案例分析

G207 山區段災毀恢復重建項目位于焦作市修武縣境內，起點位于G207 烏海線豫晉兩省交界19 號隧道處（樁號9+456），路線南行經一斗水村、茱萸峰、疊彩洞、紅石峽，路線全長17.544km。受2021年7月連續強降雨的影響，G207 烏海線山區段水毀嚴重，沿線地段出現了多個坍塌、滑坡和泥石流，最后導致道路的中斷。該項目疊彩洞段指2～13隧道層垂直斷面階梯而設的隧道，受洪水影響，山體大量土石方自上而下滑塌，造成原有擋土墻的大面積損壞。在清理塌方體施工中，發現原有擋墻基礎穩固，原設計的嵌巖樁擋土墻設計變更為格賓網箱路基擋土墻，取得了滿意的施工效果。

在此次施工中將格賓網石籠擋墻分為4 層進行施工。采用自下而上的方式，尺寸為：2m×1m×0.8m。上下層網箱錯臺寬度88cm。網面鋼絲、邊端鋼絲和綁扎鋼絲分別為2.7mm、3.4mm 和2.2mm；分別對應0.06mm、0.07mm 和0.06mm 的鋼絲直徑公差；分別對應250g/m、270g/m和240g/m的最小鍍層量。鋼絲具有400～500N/mm的抗張強度，經過編織加工的成品鋼絲的延伸率≥7%，沒有經過編織的鋼絲確保其延伸率≥12%。采用經過機器編織形成的低碳鋼絲六邊形雙絞合鋼絲網做網箱，厚鍍高爾凡進行防腐處理。確保達到鋼絲圍繞具有2 倍鋼絲直徑的心軸進行6 周纏繞時，手指摩擦鋼絲不會開裂、剝落的鍍層黏附力。

7 效益及分析

格賓石籠網箱重力式擋土墻在山區災毀恢復重建過程中發揮了較好的經濟、工程效益。因為沒有受到較大的場地、資源影響，所以此次工程的施工進度相對較快，從原設計的嵌巖樁施工工期6 個月，變更為格賓網石籠擋土墻砌筑1 個月就完成了，充分節約了搶險救災時間，而且就地取材，利用山石施工，充分節約了成本，表明格賓網石籠應用防護工程具有顯著的經濟、社會效益。

8 結語

在公路水毀治理的過程中使用石籠進行護坡的治理是一項比較實用的施工技術，在石籠工藝的支持下，能夠有效確保公路邊坡的安全、穩定。文章結合石籠網的基本構造和公路水毀的原因，具體探討了石籠工藝在公路水毀工程中的應用，旨在能夠借助該工藝來有效處理公路水毀。在未來，需要相關人員結合公路工程發展實際情況，就石籠工藝的使用做出進一步的創新優化，旨在能夠為公路工程的發展做出更多的貢獻。