格賓石籠護坡技術在中小河流治理工程中的實踐應用研究

收稿日期：2023-12-22

作者簡介：余曙玉（1991—），女，廣東肇慶人，助理工程師，主要從事水工結構研究。

摘 要：我國中小河流數量較多，水量較大，以往不重視對中小河流的治理工作，導致諸多中小河流在一定程度上受損，難以滿足防洪要求。中小河流治理的重要性日益突出，在生態文明建設背景下，應重視生態護岸技術的應用。在綜合分析格賓石籠護坡技術與傳統護坡技術區別的基礎上，結合實際工程案例，從參數設計、基礎處理、土工布鋪設、格賓石籠組裝與填裝等方面入手，探討了格賓石籠護坡技術在中小河流治理工程中的實踐應用要點，旨在為類似中小河流治理工程有效應用格賓石籠護坡技術提供參考。

關鍵詞：格賓石籠護坡技術；中小河流；治理

中圖分類號：TV87 文獻標志碼：B文章編號：2095–3305（2024）03–0-03

近年來，水利部持續發布有關水生態文明建設的工作意見，2023年全國各地積極踐行“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水思路，推動河湖保護、管理、治理工作高質量推進[1]。在此背景下，中小河流治理工作引起了社會的廣泛關注。

為有效維護河流生態系統平衡，需緊緊圍繞安全、生態、自然、和諧的目標，營造人與自然和諧共生的水域空間。傳統的護坡技術已經難以滿足中小河流治理的生態要求，作為一種常用的生態型護坡技術，格賓石籠護坡技術在中小河流治理工作中得到了廣泛應用[2]。不同中小河流河道治理工程，因受河流大小、流速、流量、流域地形、地質條件、生態環境要求等因素的影響，存在較大差異。在應用格賓石籠護坡技術時，需要根據具體情況進行靈活調整，確保河道治理工程既有效又經濟，同時對環境的影響最小。研究已有工程對格賓石籠護坡技術的成功應用經驗，有助于類似工程更加高效地應用該生態護坡

技術。

1 格賓石籠護坡技術與傳統護坡技術的區別

以往很多水利工程對硬質護岸技術的應用頻率相對較高，硬質護岸技術雖然可以保障工程建設水安全目標的有效實現，但在生態性方面存在一定的短板[3]。相比于傳統的硬質護岸技術，生態護岸技術不僅可以保障水安全，還能夠兼顧水體和周邊河岸生態環境的物質交換，在一定程度還有利于河流生物的棲息等。格賓石籠護坡技術將工程技術和環境保護有機融合，施工較為簡單，無需復雜的機械設備，可以根據地形靈活鋪設，適應各種復雜的地形條件，且具有良好的生態效果。加上經濟和效率方面的優勢較為突出，受到了諸多中小河流治理工程的青睞[4]。現將格賓石籠護坡技術與常用的護坡技術進行對比，為工程實踐應用提供技術依據和參考。

2 工程概況

某中小河流治理工程的河道治理長度8.62 km，河道落差在3.3 m左右，平均坡降大概為0.4‰。該河道因為現狀防洪標準相對較低，與防洪標準相比，相去甚遠，整體防洪能力相對較差，每次洪災的發生對周邊村莊及農田等都會產生明顯威脅，進入每年汛期還需要投入較多人力、物力進行抗洪搶險等工作，要求對河道護岸重新設計和建造，以提升河道治理能力。

結合工程勘察結果可知，該河流水流速度相對較緩，局部具有軟弱地基、石料相對豐富。政府部門對該河道治理工程主要提出了施工周期短、造價低、生態性優良等要求。經過綜合對比多種護岸技術，最終決定應用格賓石籠護坡技術建造護岸。

3 格賓石籠護坡技術在中小河流治理工程中的實踐應用要點

3.1 參數設計要點

參數設計主要包含明確護頂高度和護腳寬度，其中，前者主要是指以護坡頂部為起始點，以垂直河岸方向為走向，朝著河岸灘延伸的具體距離。護坡與河岸灘之間的結合緊密程度與護岸工程的安全性、穩定性息息相關。

在明確石籠尺寸時，需要參考《生態格網結構技術規程》的具體要求。在明確護坡頂高時，需要充分考慮現狀灘頂高程，如果其在5年一遇洪水設計水位以下，應當保證直接護坡頂高到岸坡的頂部位置；如果其在5年一遇洪水設計水位以上，需保證護坡頂高在5年一遇洪水設計水位以上0.5 m，還應充分考慮岸坎上下高度關系，并以此為依據，有效布置對岸線防護高度，有效提升工程治理的經濟性和合理性。

在明確護腳寬度時，結合公式（1），計算防護工程產生的沖刷深度：

（1）

式（1）中，a代表岸坡與水流流向之間的交角，單位°；m代表迎水面邊坡系數；d代表坡腳位置土壤計算粒徑，單位為m；Vj代表水流的局部沖刷速度，單位為m/s；

g代表重力加速度，單位為m/s2。

結合沖刷深度實際的計算結果，針對本工程格賓石籠護岸護腳水平防護寬度最終設計值為5 m。在設計工作中，綜合分析格賓石籠的孔隙率相對較大，為此，針對格賓石籠擋墻背水側設計了1層土工布，以便開展反濾處理，其規格控制在400 g/m2。此外，針對該項目擋墻基礎，進一步設計鋪設了厚度大約10 cm的砂墊層。該項目最終選擇的單體格賓石籠網箱規格控制在2 m×1 m×1 m。

3.2 基礎處理要點

在實際開展格賓石籠護坡施工時，先安排人員對基礎進行全面、徹底、認真的清理，確保將草皮、腐殖土等全部清理出施工現場。考慮格賓石籠在延伸性方面具有其他護坡技術難以比擬的優勢，一般情況下，將清基范圍控制在基面線的30～50 cm之間，平均深度控制在20 cm以上，以確保結構坐落在穩定土體之上，并有足夠的空間鋪設和固定格賓石籠。在完成基礎清理工作之后，還需安排人員進一步平整和壓實基面，將壓實寬度控制在填土邊界以內，需在30 cm以上，同時全部清除基礎范圍之內的樹根和垃圾等雜物，以防止這些物質影響地基的均勻性和結構的穩定性。嚴格依據設計要求完成回填工作，包括選擇合適的回填材料、控制回填厚度、確保回填材料的級配和質量等。在具體開挖施工時，應當先開挖下游再開挖上游。針對河道內局部存在的軟土地基，可以應用拋塊石處理，該工程選擇應用換填80 cm左右進行夯實處理。夯實后，應進行檢查，以確保塊石層均勻、穩定，并達到設計的壓實度。必要時，可以進行試夯或試驗段施工，以確定最佳的夯實方法和參數。考慮到填筑厚度相對較薄，對施工的要求較為嚴格。在具體運輸填筑料時，主要采取車輛運輸的方式，運輸至填筑區域之后，沿著底開始翻卸。此外，針對實際的施工區域，還應當安排人員開展深度整平和規范填筑。針對施工相對困難的位置，并不適合應用車輛運輸，可以選擇人工運輸代替。為了保證整體填筑施工精度滿足要求，在具體施工時要求控制每層填筑厚度在10 cm以內。

3.3 土工布鋪設要點

完成堤防面整體處理工作，確保處理工作滿足要求后，安排人員繼續進行土工布的鋪設施工。為了保證土工布的鋪設質量和效果，應當選擇在干燥、無風、無雨的天氣條件下進行。在實際鋪設土工布的過程中，具體的鋪設順序最好是先完成上部分的鋪設，再繼續鋪設下部分，確保整體鋪設坡面具有較高的平整度，將雜物清理干凈。

將土工布全部運送至施工現場后，不能夠直接鋪設，應安排人員先進行嚴格的質檢，合格之后才能繼續鋪設工作。為了大幅度避免土工布變形或硬化等問題的發生，應當嚴格控制，盡量縮短土工布鋪設完成之后與下一階段施工的間隔周期。土工布的鋪設應按照從上到下、從內到外的順序進行，避免出現空鼓、褶皺等現象。為了確保接縫位置的密封性和穩定性，應采用專用膠水或熱熔焊接的方式連接土工布接縫處。鋪設完成后，應對土工布進行保護處理，避免后續施工過程中對其造成損壞。

3.4 格賓石籠組裝和填裝要點

在實際組裝格賓石籠的過程中，為保證組裝質量，提前分析可能影響施工的因素發現，完全裝填狀態的格賓石籠質量相對較大，控制具有一定難度，因此，最終決定將作為骨架使用的鋼絲網提前在平坦、堅硬的地面上打開。

為了有效防護籠體和鋼絲網，將各類損壞問題控制在最小范圍之內，在其表面鋪設PVC保護層。格賓石籠各個單元的網箱和網身在實際連接的過程中，要求施工人員將兩者的相接角度保持為90°，確保經綁扎后形成的是標準的長方形網箱組或網箱。間隔網和四面夾角在固定連接時，主要選擇應用雙股綁扎的方式。綁扎間距主要控制在30 cm以內，在實際綁扎時，可以根據施工情況靈活調整綁扎方式，既可以采取連續纏繞的方式，又可以采取間距綁扎的方式。

完成上述基礎處理工作之后，在原本設計好的位置繼續安裝已經完成組裝的格賓石籠體，針對相鄰的籠體進行綁扎連接，具體組裝效果詳情見圖1。

完成格賓石籠組裝施工之后，安排施工人員在石籠中有序填充規格與質量滿足要求的石塊，填充施工應滿足均勻一致的要求，若單個網格中的填料存在不均勻的情況，會加大偏重等問題的發生概率。一般建議先從石籠的底部開始填充較大塊的石頭，然后向上逐漸填充小塊的石頭，以確保結構的密實度和穩定性。每個石籠的填充高度要適當，不能過高或過低，以確保與相鄰的石籠連接緊密，形成整體穩定的結構。

在具體填料的過程中，可以做一定程度的碼排，有效滿足設計密度。填料與施工質量具有緊密聯系。一般施工情況下，對于具有較大粒徑的塊石，應分布在籠子的周邊，避免凹凸線性等問題的發生，中間部位填塞時主要應用粒徑相對較小的石塊。其中，選擇粒徑最小的石塊，其粒徑應當在格賓石籠最小孔徑以上。在擺放最后一層石塊的過程中，可以依據大面朝上、小面朝下的原則進行擺放，還需要確保施工人員嚴格依據平整度要求控制石塊的擺放。

最后，還需要進行封蓋施工，在封蓋之前，必須仔細檢查石料的填充情況，確保石料的大小、形狀、硬度、填充的均勻性等滿足要求。在確保石料填充施工完全滿足要求后，應對最上層的石料進行整平處理，以確保封蓋能夠平整鋪設，有助于減少后期維護工作并提高外觀質量。當應用分體式的籠蓋時，應在完成所有籠子全部填充之后，再開展封蓋施工，并且應當以籠體和隔片邊線為走向，開展綁扎施工。

3.5 施工注意事項

在實際施工時，應當重視格賓石籠錯縫搭接，在鋪設各層格賓石籠時，要保證上下兩層之間的石籠錯開，形成縱橫交錯的樣式，這有助于分散荷載和提高整體結構的穩定性，避免通縫的出現。各層格賓石籠的擺放形式要保證為“丁”字箱體，即相鄰石籠的拼接方式要形成“丁”字形，這樣可以有效增加結構的整體性和抗剪切能力。此外，還應當預留合適的沉降量，工程施工時，在監測擋墻沉降的過程中，發現局部沉降量在300 mm左右，在進行基坑開挖施工時，預留沉降量應控制在300 mm左右。即使預留了沉降量，在工程完工后也應繼續進行定期的沉降監測，確保工程使用過程中的穩定性。

4 結束語

在中小河流治理中，河道護岸建設對河岸穩定性、抗沖刷能力具有決定性影響。綜合分析常用的護坡技術，結合中小河流治理工程實際情況，選擇應用最為適合的格賓石籠護坡技術，在完成護頂高度和護腳寬度等重要參數設計之后，實際施工時，需要將基礎處理、土工布鋪設、格賓石籠組裝及填裝作為質量控制工作的要點，最終建造的格賓石籠護坡在滿足設計洪水標準洪水不越堤要求的同時，還能夠為河道水體和周邊自然環境實現物質自由交換提供保障，為維持生態平衡提供助力，同時促進水生生物的棲息和繁衍、保護河岸免受水流侵蝕。

參考文獻

[1] 江冬建.農田防洪工程格賓石籠護坡的應用分析[J].黑龍江水利科技，2023，51（6）：148-150，188.

[2] 劉芳.格賓石籠生態護岸在河道治理中的應用[J].黑龍江水利科技，2023，51 （6）：141-143，159.

[3] 孟登斐.論防洪工程中格賓石籠的施工技術[J].大眾標準化，2023（6）：57-59.

[4] 胡震和.格賓石籠在農村水系治理中的應用[J].湖南水利水電，2023（2）：67-69.