格賓網生態擋土墻在景寧縣鶴溪河治理中的應用
摘 要：以浙江省甌江治理工程景寧縣鶴溪河治理工程為案例，研究格賓網生態擋土墻的結構和特性及其在水利工程中的施工技術，分析格賓網生態擋土墻的應用效益，探討格賓網生態擋土墻在各類工程領域中的應用前景。
關鍵詞：生態擋土墻；格賓網；河道治理
工程概況
浙江省甌江治理工程景寧縣鶴溪河治理工程位于景寧畬族自治縣鶴溪鎮。鶴溪河是甌江的二級支流，全長 15.32 km，流域面積 51.1 km2。當地水文資料記載顯示，20 世紀 60 年代至今，鶴溪河發生過多次大型洪澇災害，對兩岸畬族人民生命財產安全構成嚴重威脅。 工程任務：抗洪防汛排澇，提升河岸景觀生態效果。建設內容：鶴溪河（永安橋至鶴苑橋段）沿岸總長 4.77 km 的防洪堤，其中東岸防洪堤長 2.23 km，西岸防洪堤長 2.54 km。工程目標：東岸城區具備抵御 50 a 一遇特大洪水的能力，西岸城區具備抵御 20 a 一遇大洪水的能力。 鶴溪河夏季汛期水流湍急，對河底及駁岸的侵蝕十分嚴重。綜合考慮現場實際情況、工程耐久性等因素，本工程的防洪堤選用格賓網生態擋土墻。
2.1 格賓網生態擋土墻結構
格賓網是低碳鋼絲由特殊機器編織而成的雙絞合六邊形網格金屬網 [1]。將鋼絲網片綁扎成格賓網箱，箱內填充級配碎石和卵石，網箱交錯堆疊，就構成了一種柔性重力式支擋結構 — 格賓網生態擋土墻 [2]。
2.2 格賓網生態擋土墻特性
格賓網生態擋土墻能與自然環境和諧共處、融為一體，在水利、公路、市政、園林工程中均有應用，相比于目前廣泛應用的剛性結構擋土墻，格賓網生態擋土墻擁有下列優點：（1）結構穩定。格賓網生態擋土墻屬于柔性結構，能 （1）結構穩定。格賓網生態擋土墻屬于柔性結構，能根據外力變化產生相應的位移和形變，不易發生傾覆、滑移、折斷等結構破壞，能有效地抵抗洪澇、地震、塌方、滑坡等自然災害。
�。�2）透水透氣。格賓網箱碎石和卵石填料間的空隙能保證土壤中的水分與河水自由交換，避免擋土墻背受到額外的水壓力。
�。�3）生態環保。石籠擋墻所用的鋼絲與石料均為環境友好材料。石料間的孔隙是動物理想的棲息地，也為植物生長提供了有利條件。石籠擋墻中的動物、植物、微生物能起到改善水質，凈化空氣的作用。
�。�4）美化環境。石籠擋墻的墻面適宜種植植物，可以構建具有觀賞價值的植物景觀配置，在發揮防洪護岸作用的同時，也起到裝飾造景的效果。
�。�5）施工便捷。石籠擋墻施工技術簡單易學，對施工人員專業技術水平要求低�，F場環境條件對施工的影響也相對較小。
�。�6）經久耐用。所選用的鍍鋅低碳鋼絲具有強度高、韌性好、耐銹蝕、耐損耗等優點 [3]。填料所用的塊石和卵石結構密實，抗侵蝕，難水解。本工程的設計使用年限為 50 a。
�。�7）造價低廉。由于格賓網生態擋土墻屬于柔性結構且透水性好，故無需設置伸縮縫和排水系統。本工程格賓網箱石料采用現場挖掘的碎石和卵石，因地制宜，變廢為寶。
3 格賓網生態擋土墻施工技術
3.1 格賓網生態擋土墻設計參數
3.1.1 格賓網片
本工程所使用的格賓網片網格編織采用 12# 鋼絲，直徑 φ2.05 mm，截面積 3.30 mm2。網片邊框制作采用 10# 鋼絲，直徑 φ2.59 mm，截面積 5.26 mm2。鋼絲抗拉強度不小于 420 N/mm2，延伸率不低于 10%。鋼絲表面采用熱鍍鋅保護，鍍鋅量不小于 275 g/m2。鍍鋅鋼絲直徑容許誤差為±0.06 mm。格賓網片規格有 2 m×1 m 和 1 m×1 m 兩種。網片由廠家預制，尺寸允許誤差為 ±10 mm。格賓網片網格尺寸為 80 mm×100 mm 的六邊形（見圖 1），網格尺寸允許誤差為 ±3 mm。 圖 1 格賓網格示意圖 單位：mm 3.1.2格賓網箱
本工程所使用的格賓網箱規格為 2 m×1 m×1 m( 長 × 寬 × 高 )，由 2 種規格的格賓網片綁扎而成。網箱用網片分隔成 2 個獨立單元（見圖 2）。
圖 2 格賓網箱規格示意圖 單位：mm 3.1.3 網箱填料
填料采用級配碎石和卵石，石料強度等級 MU60，密度不小于 2.6 t/m3，粒徑范圍 D = 80 ~ 200 mm，粒徑小于網孔尺寸（80 mm）的石料應少于 15%。 3.1.4 擋墻尺寸
石籠擋墻防洪堤的斷面結構見圖 3。墻體高度 3.0 m，墻頂寬度 1.0 m，墻底寬度 3.0 m，墻面、墻背傾斜坡度均為 3 000 圖 3 防洪堤斷面示意圖 單位：mm 3.1.5 反濾層
擋土墻墻背滿鋪規格 50 m×5 m，單位面積質量 450 g/m2 的滌綸短纖針刺無紡土工布作為反濾層。 3.2 施工順序
施工測量 → 土方開挖 → 地基處理 → 墊層施工 → 網箱綁扎 → 石料裝填 → 網箱堆砌 → 整體固定 → 反濾層鋪設 → 土方回填 → 植被種植 → 后期養護。 3.2.1 施工測量
本工程采用實時動態控制系統（RTK）測量放樣，在施工中對擋土墻的坐標位置及高程進行實時動態控制，測量放樣測點密度：直線段 5 m/ 個，曲線段 1 m/ 個。 格賓網擋土墻軸線偏位誤差≤ 15 mm，用 J6 經緯儀檢查。 3.2.2 地基處理
本工程使用 PC - 200 反鏟挖機進行土石方工程施工。挖掘土方到設計高程后夯實整平，地基壓實系數不小于0.95。地基上鋪 150 mm 厚碎石墊層，夯實后進行后續施工。 基底高程允許誤差 ±20 mm，用 DS3 水準儀檢查。 3.2.3 網箱綁扎
將網片兩兩垂直展開，用鋼絲綁扎網片邊框組成網箱。網箱的每個角點、每條邊框都要均勻綁扎。綁扎采用 12# 鋼絲，雙股鋼絲綁扎并絞緊，每處綁扎長度不小于 15 cm，相鄰兩處綁扎間距不大于 20 cm。 網箱綁扎完畢后，用鋼卷尺檢查其尺寸。網箱長度和寬度允許誤差 ±15 mm，高度允許誤差 ±10 mm。 3.2.4 石料裝填
石料裝箱以機械作業的方式為主，輔以人工夯實。首先將現場開挖的石料清洗干凈，剔除風化石、腐殖質、建筑垃圾等。機械裝填時將粒徑較大的石料填在網箱外圍，較小的填在網箱中央。石料裝填分層進行，每層裝填高度不超過 0.25 m，每層裝填完成后人工用碎石填充石料間隙并夯實，著重夯實網箱邊角處，以確保網箱填充密實不變形，石料空隙率控制在 15% ~ 25%。格賓網箱裝滿后，人工將頂面碎石攤鋪整平。頂面碎石可高出網箱上口約 2 ~ 3 cm（預留沉降量）。石料頂面高度和平整度驗收合格后封閉網箱蓋 ·87· 板并綁扎固定，綁扎材料、長度、間距同網箱綁扎要求。 工前清理擋墻墻背，去除雜物、尖銳物等。無紡布按照從 3.2.5 網箱堆砌 [6] 下游至上游、從墻底至墻頂的順序攤鋪，搭接接縫垂直于 下層網箱封箱固定完畢后方可布置上一層網箱。相鄰 坡度線，搭接接縫寬度不小于 30 cm。 兩層網箱之間互相交錯，呈“品”字形堆砌，不會產生“通 無紡布底端埋入最底層網箱箱底，長度不小于 0.5 m， 縫”[7]。 頂端超出墻頂，長度不小于 0.3 m。 網箱堆砌時隨時注意檢查立面的垂直度、外露面平整 施工完畢后 12 h 內回填 200 mm 厚砂石覆蓋保護無紡 度、箱頂高程。垂直度允許誤差＜ 15 mm，平整度允許誤 布，以免施工機械和人為破壞。 差≤ 20 mm，頂部高程允許誤差為 ±15 mm，用垂線、2 m 3.2.7 土方回填 直尺、水準儀檢查。 土方回填在每層網箱及反濾層施工完畢后及時跟進施 每一層網箱施工完畢后，檢查擋土墻的斷面尺寸及外 工。分層回填土方并壓實，單層回填高度不超過 0.3 m，壓 露面平直度，斷面尺寸允許誤差為 ±15 mm，平直度允許 實系度不小于 0.92。 誤差＜ 30 mm，用鋼卷尺、建筑弦線檢查。 3.2.8 綠化栽植 驗收合格后對上下兩層網箱的接觸面進行綁扎固定。綁 回填土施工完畢后，表層覆蓋栽植土，土層厚度不 扎密度不低于 5 處 /m2，以確保格賓網生態擋土墻的整體性。 小于 40 cm。按照景觀設計要求進行綠化栽植，具體植物配 3.2.6 反濾層鋪設 置見表 1。 無紡布采用人工鋪設，機械縫合的方法進行作業。施 表 1 格賓網生態擋土墻植物配置表 4 格賓網生態擋土墻應用效益分析
4.1防洪效益
自2015 年 3 月完工以來，工程已經安全度過了 7 — 8 月的主汛期。經過半年的沉降、傾斜、滑坡等變形觀測，未發現石籠擋墻防洪堤存在質量問題和安全隱患。 石籠擋墻防洪堤在鶴溪河邊構成了一道堅固的屏障，保證了兩岸人民的生活生產安全。 4.2 景觀生態效益
經過綠化栽植及后期養護，不到 1 a 的時間，格賓網擋土墻墻頂、墻面、墻趾的綠化覆蓋率均已超過 50%。防洪堤形成了整體景觀效果，與自然環境相得益彰，成為鶴溪河岸一道亮麗的風景線。擋土墻的孔隙成了魚類和小動物的棲息地，河道水質明顯改善。格賓網擋土墻真正做到了融入環境、美化環境、改善環境。 4.3 經濟效益
石籠擋墻就地取材、施工便捷，總長 4.77 km 的石籠擋墻防洪堤實際工期僅用時 6 個月，比原計劃工期提前了 3 個月。工程總投資 2 237 萬元，參考麗水市 2015 年 3 月的建筑工程信息價，與傳統的漿砌塊石擋土墻相比，格賓網擋土墻節約了 8% 的工程造價，經濟優勢明顯。 5 結 論
格賓網生態擋土墻在浙江省甌江治理工程中尚數首次應用，獲得了良好的應用效益，也存在著諸多不足。本工程為周邊地區甌江流域治理提供了經驗： （1）石籠擋墻石料用量大，應盡量考慮就近取材，可大大節省運輸成本。
�。�2）格賓網箱尺寸固定，河床地形起伏較大時網箱堆砌會遇到一定的困難，應根據現場實際情況定制特殊尺寸的網箱。
�。�3）堤頂路面（即網箱頂面）布滿卵石和碎石，平整度難以與石材鋪裝面相媲美，人行走時的安全性與舒適度受到一定影響，宜設置防護欄和游步道。
�。�4）目前格賓網箱綁扎主要依靠人工操作，若能使用新工藝新設備（如焊接、自動捆扎機等）施工，可大大提高施工效率。
�。�5）鋼絲的耐久性是保證工程質量的關鍵，在腐蝕性較強的環境中可考慮采用 PVC 涂層或高爾凡鍍層（5%Al - Zn 合金 + 稀土元素）等新技術以進一步提高鋼絲的耐久性。
在水利工程中，石籠擋墻不僅可充當防洪堤，還可以作為水壩，起到泄洪、導流的作用。此外，在公路、市政、園林等工程領域中，石籠擋墻也具有廣闊. ·88· 左岸壩肩的可能滑動棱體由 f11 斷層、f12 斷層和水平方向剪斷巖層組合切割而成。左岸壩肩穩定安全系數見表 5。 表 5 左岸壩肩穩定安全系數表 4.2計算結果分析 （1）常規計算中，右岸壩肩可能滑動棱體 1 的安全系數能滿足規范要求；可能滑動棱體 2 的安全系數在基本組合下為 2.72，特殊組合下為 2.30，不能滿足規范要求，需采取以下工程措施進行處理：在 160.0 m 高程做斷面為 2.5 m×3.0 m 的水平混凝土洞塞，穿過 f8 斷層，并沿層間錯動帶向下游方向設 10.0 m 長混凝土洞塞，同時利用該開挖平洞對 f8 斷層和 f7 斷層進行灌漿處理，處理后的右岸可能滑動棱體 2 的安全系數見表 6。 表 6 處理后右岸壩肩滑動棱體 2 穩定安全系數表 可見，采取一定工程措施對右岸壩肩進行處理后，其穩定安全系數可以滿足規范要求。 的應用前景。石籠擋墻作為邊坡、路基的支擋結構，可以充分發揮施工便捷、安全穩定的優勢。園林工程構筑物對結構穩定性的要求往往不高，但對景觀效果要求較高，因此石籠擋墻可以應用在園林工程常見的駁岸、邊坡、景墻等處，有著非常好的景觀效果。 格賓網生態擋土墻在中國的應用方興未艾，但其在景觀性、生態性等方面有著傳統擋土墻無法比擬的優勢。隨著人們生態環保的意識不斷加強，格賓網生態擋土墻終將會被廣泛應用。 （2）左岸壩肩穩定安全系數值都較大，能夠滿足規范要求。 （3）通過仿真計算得出的壩肩穩定安全系數較常規計算值要大。從計算結果看，長潭電站大壩采用外摻 MgO 不分縫拱壩技術，不需對壩肩采取工程處理措施其穩定安全系數也能滿足規范要求，但考慮到該新型拱壩技術尚處于推廣應用階段，為安全起見，仍應對壩肩部位采取必要的抗滑穩定處理。 5 結 語 在長潭拱壩壩肩的三維穩定分析中，分別得出常規計算和外摻 MgO 混凝土快速筑壩仿真計算中的壩肩穩定安全系數，并對二者進行了比較。通過近似比較分析，初步發現外摻 MgO 不分縫拱壩對壩肩巖體穩定是有利的。利用該有利特性可以達到簡化壩肩處理的目的。
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