石籠工藝在公路水毀工程中的應(yīng)用分析

李錚

（焦作市交通運輸綜合行政執(zhí)法支隊，河南 焦作 454152）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟和交通事業(yè)的不斷發(fā)展，高速公路的建設(shè)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(wǎng)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(wǎng)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(jié)構(gòu)符合現(xiàn)代護坡工程項目建設(shè)的環(huán)保要求，石籠網(wǎng)與石料組合可以形成穩(wěn)定的擋土、擋水結(jié)構(gòu)，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(wěn)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(xiàn)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(jié)合石籠網(wǎng)的基本構(gòu)造，就其在公路水毀護坡工程中的應(yīng)用問題進行探討，旨在能夠借助石籠網(wǎng)有效保證護坡工程的安全穩(wěn)固。

1 石籠網(wǎng)

石籠網(wǎng)是近年來水利水電工程、堤防加固工程、水毀應(yīng)急修復(fù)工程、生態(tài)綠色護坡護岸的新型環(huán)保材料，是用不同鍍鋅層重量的低碳鍍鋅鋼絲經(jīng)過專業(yè)機器編織成六角形的網(wǎng)片，根據(jù)施工的要求制作成不同尺寸的網(wǎng)箱、卷網(wǎng)或者網(wǎng)片。石籠網(wǎng)根據(jù)鋼絲材質(zhì)的不同，抗腐蝕能力和使用壽命也不同。石籠網(wǎng)也受到當?shù)丨h(huán)境的影響：干燥環(huán)境下，石籠網(wǎng)的使用壽命就遠遠大于潮濕環(huán)境；同時，水質(zhì)也會影響石籠網(wǎng)的壽命。

因此，石籠網(wǎng)圖紙一般會要求鋼絲的材質(zhì)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(guī)格常見的要求，對低碳鍍鋅鋼絲經(jīng)過表面處理，鋼絲表面覆上1mm 的PVC，加強石籠網(wǎng)的防腐能力。

與一般性的工程施工相比，石籠施工呈現(xiàn)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(yīng)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(nèi)展開。第二，組合性能良好。石籠網(wǎng)的加工運輸十分方便，在具體操作的時候能夠按照規(guī)范的設(shè)計要求綁扎成各種形狀，適合山坡、堤壩等各個區(qū)域。第三，經(jīng)濟性能良好。石籠網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)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(dǎo)水流的同時還會節(jié)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(fā)展來說，公路的防護工程和加固工程十分重要。在自然環(huán)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(zhì)環(huán)境的影響。基礎(chǔ)防護工程在被沖刷之后會出現(xiàn)傾倒、沖毀的情況。而出現(xiàn)這個問題的原因是路基基礎(chǔ)沒有打好，軟土層較厚，基礎(chǔ)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(xiàn)在有山洪的山地。在出現(xiàn)山洪暴發(fā)之后，洪水會快速掏空橋基，沖毀涵洞。出現(xiàn)這個現(xiàn)象的原因是涵洞設(shè)計不合理、孔徑大小不科學(xué)、點位設(shè)定不當?shù)取?/p>

2.3 路基沉降

路基是公路工程的基本結(jié)構(gòu)，路基沉陷主要表現(xiàn)為路基在垂直方向上出現(xiàn)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(xiàn)的原因是路基結(jié)構(gòu)的設(shè)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(shù)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(shè)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(xiàn)，而是多出現(xiàn)在山區(qū)。山區(qū)公路勘察要避免在土質(zhì)不良的地段上進行，路塹上還需要設(shè)置邊溝和縱坡，并采用加固加深急流槽的方式來完善設(shè)計。在路塹挖方上側(cè)距離挖方開口線外的適當位置上要設(shè)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(qū)公路需要每間隔300m 設(shè)置一個涵洞，一般情況下，涵洞會設(shè)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(shè)置涵洞，涵洞結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)設(shè)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(shè)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(shè)置急流槽或者跌水等構(gòu)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(jù)水流情況來修建導(dǎo)流壩等構(gòu)造物，確保橋梁在設(shè)計洪水位的時候不被沖毀。

4 格賓網(wǎng)石籠重力式擋土墻概述

格賓重力式擋墻具備良好的穩(wěn)定性，其使用操作和屬性發(fā)揮與混凝土材質(zhì)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(wěn)定的狀態(tài)。

從實際設(shè)計應(yīng)用的角度來看，這類擋土墻包含內(nèi)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(fā)揮出材料應(yīng)有的作用，需要相關(guān)人員按照規(guī)范的標準去計算重力擋墻的基本設(shè)定模式，在此基礎(chǔ)上根據(jù)不同行業(yè)的發(fā)展需要來選擇不同形式的擋墻。

格賓網(wǎng)石籠擋墻技術(shù)要求具體表現(xiàn)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(wǎng)面裁剪之后需要嚴格按照規(guī)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(wǎng)面和邊端翻絲的順利連接，需要使用專業(yè)的翻邊機來將鋼絲纏繞在邊端鋼絲上，纏繞的圈數(shù)至少為兩圈。第三，絞邊要求。鋼絲必須采用與網(wǎng)面鋼絲一樣材質(zhì)的鋼絲，為了能夠保證連接的質(zhì)量，需要在二者之間預(yù)留一定的孔隙大小。第四，加強筋設(shè)置要求。為了避免壓力大對面板的干擾，每層格賓靠近外側(cè)一面都需設(shè)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(yǎng)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(wǎng)石籠施工工藝

格賓網(wǎng)石籠施工主要工序：首先，開挖并進行反濾料的鋪設(shè)；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(shè)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(chǔ)的沖刷程度，基礎(chǔ)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(zhì)地堅硬且無草根等有機雜質(zhì)的粗砂，可確保不會因草根腐蝕形成基礎(chǔ)坍塌，將粗砂鋪設(shè)10cm厚。第二，鋪設(shè)無紡?fù)凉げ伎梢詫崿F(xiàn)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(shè)，后鋪土工布應(yīng)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(shè)依據(jù)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(shè)，確保完整和連續(xù)性。第三，鋪設(shè)粗砂反濾層（厚10cm）。第四，鋪設(shè)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(yīng)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(xiàn)松動現(xiàn)象。

5.2 格賓單元的組合、連接

把片狀式格賓網(wǎng)運送至工地之后進行現(xiàn)場組合拼裝。為了能夠提升拼裝的質(zhì)量，要在正式施工之前，在石籠的最底部設(shè)置格賓網(wǎng)，之后使用14 號鐵絲按照50cm 的間隔距離來對格賓網(wǎng)的四周實施牢固處理。對于長條形大格賓網(wǎng)，其內(nèi)部均依照1m 左右的間距進行隔板網(wǎng)片的安裝，并要與兩側(cè)豎直隔板網(wǎng)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(yīng)用同步后退方法。先鋪設(shè)一層反濾墊層，然后在反濾墊層實施格賓網(wǎng)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(wǎng)箱側(cè)擋板20～30mm的范圍。填充石塊時應(yīng)注意石粒徑與設(shè)計要求相符合，并在填充操作之后需要相關(guān)人員按照規(guī)范的標準來檢查填充石塊的縫隙，確保填充得均衡、穩(wěn)定。各箱格內(nèi)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(wǎng)箱填石完之后，用細碎石修正網(wǎng)箱頂部，然后封蓋并檢查封蓋之后的高度是否與設(shè)計要求相符合。

5.4 加蓋

加蓋是實施的最后一道工序。從發(fā)展實際情況來看，蓋板格賓網(wǎng)會呈現(xiàn)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(jīng)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(cè)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(wǎng)片控制在1.5m 的高度上。

6 案例分析

G207 山區(qū)段災(zāi)毀恢復(fù)重建項目位于焦作市修武縣境內(nèi)，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(jīng)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(xù)強降雨的影響，G207 烏海線山區(qū)段水毀嚴重，沿線地段出現(xiàn)了多個坍塌、滑坡和泥石流，最后導(dǎo)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(shè)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(fā)現(xiàn)原有擋墻基礎(chǔ)穩(wěn)固，原設(shè)計的嵌巖樁擋土墻設(shè)計變更為格賓網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)箱錯臺寬度88cm。網(wǎng)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(yīng)0.06mm、0.07mm 和0.06mm 的鋼絲直徑公差；分別對應(yīng)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(jīng)過編織加工的成品鋼絲的延伸率≥7%，沒有經(jīng)過編織的鋼絲確保其延伸率≥12%。采用經(jīng)過機器編織形成的低碳鋼絲六邊形雙絞合鋼絲網(wǎng)做網(wǎng)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(wǎng)箱重力式擋土墻在山區(qū)災(zāi)毀恢復(fù)重建過程中發(fā)揮了較好的經(jīng)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(shè)計的嵌巖樁施工工期6 個月，變更為格賓網(wǎng)石籠擋土墻砌筑1 個月就完成了，充分節(jié)約了搶險救災(zāi)時間，而且就地取材，利用山石施工，充分節(jié)約了成本，表明格賓網(wǎng)石籠應(yīng)用防護工程具有顯著的經(jīng)濟、社會效益。

8 結(jié)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(shù)，在石籠工藝的支持下，能夠有效確保公路邊坡的安全、穩(wěn)定。文章結(jié)合石籠網(wǎng)的基本構(gòu)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(yīng)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(guān)人員結(jié)合公路工程發(fā)展實際情況，就石籠工藝的使用做出進一步的創(chuàng)新優(yōu)化，旨在能夠為公路工程的發(fā)展做出更多的貢獻。