格賓石籠在信陽市浉河防洪整治工程中的應(yīng)用

單 輝

（信陽市南灣水庫管理局，河南 信陽 464000）

國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、居民生活水平提升，提高了對(duì)河道治理水平的要求。朱焱峰等[1]以上海崇明區(qū)河道治理工程為例，研究生態(tài)河道治理設(shè)計(jì)與應(yīng)用；葉宇潛[2]以永和河流域河道治理工程為例，認(rèn)為生態(tài)修復(fù)理念在河道治理工程中應(yīng)當(dāng)?shù)玫酵茝V；佟志濤[3]從4個(gè)方面分析了3種生態(tài)防護(hù)工程的治理效果，通過選取多個(gè)指標(biāo)，評(píng)價(jià)防護(hù)效果；馬振偉[4]以膘爾托闊依河為例，對(duì)河道防洪治理工程設(shè)計(jì)進(jìn)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(fù)合堤型為河道治理堤型。本文針對(duì)信陽市浉河洪澇頻繁問題，實(shí)施浉河南灣鄉(xiāng)段的防洪整治，探討分析格賓石籠在河道治理中的應(yīng)用。

1 工程概況

浉河位于信陽市南灣鄉(xiāng)，歷史上洪水頻發(fā)，平均1年～2年遇到一次洪水災(zāi)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(yán)重的損失，洪水過境將影響面積約1.2×103km2，因此針對(duì)浉河進(jìn)行防洪整治是十分必要的。本次防洪整治工程規(guī)劃治理長度6.0 km，防洪治理標(biāo)準(zhǔn)50年一遇，工程任務(wù)以河岸防護(hù)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(zhì)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(shè)計(jì)

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(jì)算中的另一參數(shù)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(tài)，河流的水力條件得到了一定的改善。經(jīng)對(duì)各斷面在50年一遇天然水面線高程時(shí)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(shí)，整治前后因?yàn)楹拥勒危ㄐ薜蹋┦苡绊懙臐裰転樵拥罎裰艿?5%左右，因此在干流水面線計(jì)算中對(duì)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(shè)計(jì)洪水水面線采用伯努利方程式進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 浉河整治河段設(shè)計(jì)水面線成果表 單位：m

2.2 防護(hù)堤結(jié)構(gòu)方案比選

1）方案一：格賓石籠防護(hù)堤

臨水側(cè)防護(hù)堤坡比為1∶1.75，河床以上設(shè)計(jì)格賓石籠防護(hù)厚度為0.30 m，防護(hù)結(jié)構(gòu)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(nèi)，粒徑應(yīng)均勻。設(shè)計(jì)防護(hù)堤基礎(chǔ)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(hù)堤

使用現(xiàn)澆混凝土作為河道防護(hù)堤襯砌材料，設(shè)計(jì)護(hù)坡開挖斷面坡比為1∶1.5，基礎(chǔ)邊坡開挖坡比為1∶1.75。設(shè)計(jì)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(shè)0.60 m厚的砂礫石墊層。平行水流方向每間隔5.0 m設(shè)置一道伸縮縫。

3）方案對(duì)比

兩種方案綜合對(duì)比結(jié)果見表2。

表2 不同防護(hù)堤方案比選

通過上述分析，結(jié)合表2兩種方案綜合情況對(duì)比分析以及結(jié)合浉河治理工程實(shí)際投資情況，格賓石籠工程投資低，適應(yīng)不均勻沉降能力較強(qiáng)，因此選擇格賓石籠作為河道治理防護(hù)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(cè)量定位—開挖施工—反濾層鋪設(shè)—格賓安裝—石料裝填—封填。

3.2 施工工藝

3.2.1 護(hù)基施工

①根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙準(zhǔn)，使用專業(yè)的測(cè)量人員準(zhǔn)確定位擋墻設(shè)計(jì)位置，確定擋墻基礎(chǔ)標(biāo)高，確定開挖放線。②使用人工配合機(jī)械開挖基礎(chǔ)，廢渣可直接按照要求堆放至棄渣場(chǎng)。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(jù)設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)反濾層（土工布、砂礫石）。⑤安裝、連接格賓。為方便運(yùn)輸，可在施工現(xiàn)場(chǎng)拼接格賓，在格賓網(wǎng)邊緣，間隔0.5 m使用單股鉛絲固定格賓網(wǎng)，尤其需要提高垂直水流方向格賓網(wǎng)的綁扎質(zhì)量，避免在水流沖刷作用下格賓石籠結(jié)構(gòu)破壞，連接過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制石籠隔板為豎直的，從而保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)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(wǎng)，避免石料過程中造成格賓石籠變形破壞，從而影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和使用耐久性。⑦裝填石料。格賓網(wǎng)邊緣應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)完整的塊石裝填，提高格賓石籠的抗沖刷能力，格賓石籠內(nèi)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(shí)，應(yīng)由人工檢查，保證平整度，塊石面高于側(cè)擋板2.0 cm～3.0 cm較為適宜。⑧封蓋。格賓網(wǎng)填充石料頂部修整平整后，方可進(jìn)行封蓋施工，在每端的相鄰節(jié)點(diǎn)使用封蓋夾固定，間隔0.25 m使用與格賓網(wǎng)同規(guī)格鋼筋綁扎加固[6～9]。

3.2.2 護(hù)坡施工

①使用機(jī)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(shè)土工布。通過鋪設(shè)土工布實(shí)現(xiàn)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(shè)，土工布鋪設(shè)需預(yù)留足夠的變形量，同時(shí)需要保證鋪設(shè)平整度，搭接長度在0.2 m～0.3 m之間較為適宜。③鋪設(shè)墊層。根據(jù)設(shè)計(jì)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(yàn)收合格后，即可開始鋪設(shè)墊層工序，首先將粗礫均勻鋪設(shè)在河岸斜面，為保證墊層平整度，可由人工、機(jī)械進(jìn)行多次夯實(shí)。在堆填石料時(shí)需要格外注意保護(hù)土工布，避免破壞土工布影響土工布排水、加固作用。④護(hù)坡格賓網(wǎng)安裝。與護(hù)基格賓網(wǎng)安裝一樣，采用現(xiàn)場(chǎng)組裝方式安裝格賓網(wǎng)，中間隔網(wǎng)與網(wǎng)身垂直相交，與護(hù)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(hù)基一致，填料順序?yàn)閺南轮辽稀⑺缴仙姆绞窖b填。⑥封蓋施工與護(hù)基一致，此處不再贅述。

3.2.3 格賓石籠施工要點(diǎn)

①墊層鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)避免破壞土工布。②裝填格賓網(wǎng)的石料，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求選取。③護(hù)坡石料裝填時(shí)，避免僅填充單個(gè)格賓籠，且不能一次填滿。④格賓網(wǎng)箱長度誤差控制在±3%、寬度±3%、高度±5%。⑤在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，及時(shí)檢查及時(shí)修正。

4 結(jié)論

結(jié)合浉河防洪整治工程，通過理論計(jì)算獲取河道水位線，對(duì)2種河道堤防結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，選擇格賓石籠作為河道治理結(jié)構(gòu)，具有適應(yīng)不均勻變形能力強(qiáng)的特點(diǎn)，同時(shí)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保,具有顯著的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。