在溪河治理工程中石籠網(wǎng)生態(tài)檔土墻的技術(shù)應(yīng)用

【摘要】本文以某溪河治理工程為例，論述了石籠網(wǎng)生態(tài)擋土墻的結(jié)構(gòu)和特性，對(duì)石籠網(wǎng)生態(tài)檔土墻在水利工程中的施工技術(shù)進(jìn)行分析，對(duì)其應(yīng)用效益進(jìn)行討論，可供參考。

【關(guān)鍵詞】河道治理；石籠網(wǎng)生態(tài)檔土墻；網(wǎng)箱綁扎；網(wǎng)箱堆砌

一、工程基本情況

某溪河治理工程低處浙江某鎮(zhèn)，該溪河是永安江的二級(jí)支流，全長(zhǎng)15.3km，流域面積51.1km2。20世紀(jì)60年代至今的當(dāng)?shù)厮馁Y料記載顯示，該河流對(duì)兩岸人民生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威肋，發(fā)生過(guò)多次大型洪澇災(zāi)害。工程任務(wù)：提升河岸景觀生態(tài)效果且抗洪防汛排澇。建設(shè)內(nèi)容：該河流沿岸總長(zhǎng)4.77km的防洪堤，其中西岸防洪堤長(zhǎng)2.54km東岸防洪堤長(zhǎng)2.23km。工程目標(biāo)西岸城區(qū)具備抵御20a一遇大洪水的能力而東岸城區(qū)具備抵御50a一遇特大洪水的能力，該河流對(duì)河底及駁岸的侵蝕很嚴(yán)重，且夏季汛期水流湍急。綜合考慮工程耐久性、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況等因素，本工程選用石籠網(wǎng)生態(tài)擋土墻作為防洪堤。

二、石籠網(wǎng)生態(tài)擋土墻結(jié)構(gòu)及特性

1 石籠網(wǎng)生態(tài)擋土墻結(jié)構(gòu)

石籠網(wǎng)是將鋼絲網(wǎng)片綁扎成石籠網(wǎng)箱，網(wǎng)箱交錯(cuò)堆疊且箱內(nèi)填充級(jí)配碎石和卵石，是低碳鋼絲由特殊機(jī)器編織而成的雙絞合六邊形網(wǎng)格金屬網(wǎng)，構(gòu)成了一種柔性重力式支擋結(jié)構(gòu)，就是石籠網(wǎng)生態(tài)擋土墻。

2 石籠網(wǎng)生態(tài)擋土墻特性

石籠網(wǎng)生態(tài)擋土墻相比于目前廣泛應(yīng)用的剛性結(jié)構(gòu)擋土墻，能與自然環(huán)境和諧共處、融為一體，在水利、公路、市政、園林工程中均有應(yīng)用，石籠網(wǎng)生態(tài)擋土墻擁的優(yōu)點(diǎn)如下：

第一，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。石籠網(wǎng)生態(tài)擋土墻屬于柔性結(jié)構(gòu)能有效地抵抗洪澇、地震、塌方、滑坡等自然災(zāi)害，能根據(jù)外力變化產(chǎn)生相應(yīng)的位移和形變，不易發(fā)生滑移、傾覆、折斷等結(jié)構(gòu)破壞。

第二，透水透氣。石籠網(wǎng)箱碎石和卵石填料間的空隙能避免擋土墻背受到額外的水壓力，保證土壤中的水分與河水自由交換。

第三，生態(tài)環(huán)保。石籠擋墻所用的鋼絲與石料均為環(huán)保材料，為植物生長(zhǎng)提供了有利條件，石料間的孔隙是動(dòng)物理想的棲息地而石籠擋墻中的動(dòng)物、植物、微生物能凈化空氣起到改善水質(zhì)的作用。

第四，美化環(huán)境。石籠擋墻的墻面適宜種植植物在發(fā)揮防洪護(hù)岸作用的同時(shí)，可以構(gòu)建具有觀賞價(jià)值的植物景觀配置也起到裝飾造景的效果。

第五，施工便捷。石籠擋墻施工技術(shù)簡(jiǎn)單易學(xué)，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件對(duì)施工人員專業(yè)技術(shù)水平要求低，對(duì)施工的影響也相對(duì)較小。

第六，經(jīng)久耐用。所選用的鍍鋅低碳鋼絲具有韌性好、強(qiáng)度高、耐銹蝕、耐損耗等優(yōu)點(diǎn)。填料所用的塊石和卵石結(jié)構(gòu)密實(shí)，本工程的設(shè)計(jì)使用年限為50年且抗侵蝕，難水解。

第七，造價(jià)低廉。由于石籠網(wǎng)生態(tài)擋土墻無(wú)需設(shè)置伸縮縫和排水系統(tǒng)，屬于柔性結(jié)構(gòu)且透水性好，故本工程石籠網(wǎng)箱石料因地制宜，變廢為寶，采用現(xiàn)場(chǎng)挖掘的碎石和卵石。

三、石籠網(wǎng)生態(tài)擋土墻施工技術(shù)

1 施工順序

施工測(cè)量--土方開挖--地基處理--墊層施工--網(wǎng)箱綁扎--石料裝填--網(wǎng)箱堆砌--整體固定--反濾層鋪設(shè)--土方回填--植被種植--后期養(yǎng)護(hù)。

2 施工測(cè)量

本工程在施工中采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)（RTK）測(cè)量放樣，對(duì)擋土墻的坐標(biāo)位置及高程進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制，測(cè)量放樣測(cè)點(diǎn)密度：曲線段1米/個(gè)，直線段5米/個(gè)。

石籠網(wǎng)擋土墻用幾經(jīng)緯儀檢查，軸線偏位誤差毛5mm。

3 地基處理

本工程挖掘土方到設(shè)計(jì)高程后夯實(shí)整平，使用反鏟挖機(jī)進(jìn)行土石方工程施工且地基壓實(shí)系數(shù)大于等于0.95。地基上鋪150mm厚碎石墊層，夯實(shí)后進(jìn)行后續(xù)施工。基底高程用Ds3水準(zhǔn)儀檢查，允許誤差士20mm。

4 網(wǎng)箱綁扎

用鋼絲綁扎網(wǎng)片邊框組成網(wǎng)箱將網(wǎng)片兩兩垂直展開。網(wǎng)箱的每個(gè)角點(diǎn)、每條邊框都要均勻綁扎且每處綁扎長(zhǎng)度不小于15cm， 綁扎采用12#鋼絲，雙股鋼絲綁扎并絞緊且相鄰兩處綁扎間距不大于20cm。網(wǎng)箱綁扎完畢后網(wǎng)箱長(zhǎng)度和寬度允許誤差士15mm，高度允許誤差士10mm，用鋼卷尺檢查其尺寸。

5 石料裝填

石料裝箱輔以人工夯實(shí)，以機(jī)械作業(yè)的方式為主。首先將現(xiàn)場(chǎng)開挖的石料清洗干凈且機(jī)械裝填時(shí)將粒徑較大的石料填在網(wǎng)箱外圍，剔除風(fēng)化石、腐殖質(zhì)、建筑垃圾等且較小的填在網(wǎng)箱中央。石料裝填分層進(jìn)行每層裝填完成后人工用碎石填充石料間隙并夯實(shí)，每層裝填高度不超過(guò)0.25m且著重夯實(shí)網(wǎng)箱邊角處，石料空隙率控制在20%一25%，以確保網(wǎng)箱填充密實(shí)不變形。石籠網(wǎng)箱裝滿后頂面碎石可高出網(wǎng)箱上口約2一3cm（預(yù)留沉降量）。石料頂面高度和平整度驗(yàn)收合格后人工將頂面碎石攤鋪整平，封閉網(wǎng)箱蓋板并綁扎固定，綁扎要求達(dá)到綁扎材料、長(zhǎng)度、間距同網(wǎng)箱標(biāo)準(zhǔn)。

6 網(wǎng)箱堆砌

下層網(wǎng)箱封箱固定完畢后方可布置上一層網(wǎng)箱不會(huì)產(chǎn)生“通縫”。相鄰兩層網(wǎng)箱之間互相交錯(cuò)，呈“品”字形堆砌且網(wǎng)箱堆砌時(shí)隨時(shí)注意檢查立面的垂直度、外露面平整度、箱頂高程。用垂線、2m直尺、水準(zhǔn)儀檢查垂直度允許誤差不大于15cm，平整度允許誤差士20mm，頂部高程允許誤差為士15mm，每一層網(wǎng)箱施工完畢后斷面尺寸允許誤差為士15mm，檢查擋土墻的斷面尺寸及外露面平直度用鋼卷尺、建筑弦線檢查，平直度允許誤差小于30mm。驗(yàn)收合格后對(duì)上下兩層網(wǎng)箱的接觸面進(jìn)行綁扎固定以確保石籠網(wǎng)生態(tài)擋土墻的整體性，綁扎密度不低于5處/米。

7 反濾層鋪設(shè)

無(wú)紡布采用人工鋪設(shè)施工前清理?yè)鯄Ρ常コs物、尖銳物等。機(jī)械縫合的方法進(jìn)行作業(yè)且無(wú)紡布按照從下游至上游、從墻底至墻頂?shù)捻樞驍備仯罱咏涌p寬度不小于30cm且搭接接縫垂直于坡度線。無(wú)紡布底端埋入最底層網(wǎng)箱箱底，長(zhǎng)度不小于0.3m且長(zhǎng)度不小于0.5m，頂端超出墻頂。施工完畢后12小時(shí)內(nèi)，以免施工機(jī)械和人為破壞回填200mm厚砂石覆蓋保護(hù)無(wú)紡布。

8 土方回填

及時(shí)跟進(jìn)施工，在土方回填在每層網(wǎng)箱及反濾層施工完畢后。分層回填土方并壓實(shí)，單層回填壓實(shí)系度不小于0.92，高度不超過(guò)0.3m。

9 綠化栽植

回填土施工完畢后土層厚度不小于40cm。表層覆蓋栽植土按照景觀設(shè)計(jì)要求進(jìn)行綠化栽植。

四、石籠網(wǎng)生態(tài)擋土墻應(yīng)用效益分析

1 防洪效益

自完工以來(lái)經(jīng)過(guò)幾年的沉降、傾斜、滑坡等變形觀測(cè)，工程已經(jīng)安全度過(guò)了7一8月的主汛期未發(fā)現(xiàn)石籠擋墻防洪堤存在質(zhì)量間題和安全隱患。石籠擋墻防洪堤保證了兩岸人民的生活生產(chǎn)安全，在溪河邊構(gòu)成了一道堅(jiān)固的屏障。

2 景觀生態(tài)效益

經(jīng)過(guò)綠化栽植及后期養(yǎng)護(hù)石籠網(wǎng)擋土墻墻頂、墻面、墻趾的綠化覆蓋率均已超過(guò)50%，養(yǎng)護(hù)不到1天的時(shí)間防洪堤形成了整體景觀效果，與自然環(huán)境相得益彰的是擋土墻的孔隙成了魚類和小動(dòng)物的棲息地，成為溪河岸一道亮麗的風(fēng)景線且河道水質(zhì)明顯改善。石籠網(wǎng)擋土墻真正做到了美化環(huán)境、改善環(huán)境與融入環(huán)境。

3 經(jīng)濟(jì)效益

石籠擋墻就地取材、施工便捷，總長(zhǎng)4.77千m的石籠擋墻防洪堤比原計(jì)劃工期提前了3個(gè)月。實(shí)際工期僅用時(shí)六個(gè)月，工程總投資2237萬(wàn)元，參考該市2015年3月的建筑工程信息價(jià)石籠網(wǎng)擋土墻節(jié)約了8%的工程造價(jià)，與傳統(tǒng)的漿砌塊石擋土墻相比經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯。

五、結(jié)論

石籠網(wǎng)生態(tài)擋土墻的應(yīng)用存在著諸多不足，也獲得了良好的應(yīng)用效益。本工程為周邊地區(qū)流域治理提供了經(jīng)驗(yàn)：

第一，石籠擋墻石料用量大，可大大節(jié)省運(yùn)輸成本應(yīng)盡量考慮就近取材。

第二，石籠網(wǎng)箱尺寸固定應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，河床地形起伏較大時(shí)網(wǎng)箱堆砌會(huì)遇到一定的困難定制特殊尺寸的網(wǎng)箱。

第三，堤頂路面（即網(wǎng)箱頂面）布滿卵石和碎石人行走時(shí)的安全性與舒適度受到一定影響，平整度難以與石材鋪裝面相媲美所以宜設(shè)置防護(hù)欄和游步道。

第四，目前石籠網(wǎng)箱綁扎主要依靠人工操作，若能使用新工藝新設(shè)備施工，如焊接、自動(dòng)捆扎機(jī)等可大大提高施工效率。

第五，鋼絲的耐久性是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵，要進(jìn)一步提高鋼絲的耐久性，在腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)境中可考慮采用PVC涂層或高爾凡鍍層等新技術(shù)。

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