格宾和雷诺护垫在河道治理中的应用

高翠云+翟枫

摘要：水利工程河道治理中采用格宾、雷诺护垫新型护坡结构，既能满足边坡稳定要求，又适合生长植物和水生动植物栖息，有利于保护与修复生态系统，维护河湖健康。以许昌市清潩河治理工程为例，主要介绍了边坡防护设计方案、施工方法、施工质量控制等几方面，详细研究了格宾、雷诺护垫在河道治理中的应用机理。总结实践经验，为类似工程实施提供参考。

Abstract： In the water conservancy project river regulation， the new slope protection structure of Gabion and Reno Mattress is used， because they can meet the slope stability requirements， are suitable for growing plants and aquatic plants and animals habitat， are beneficial to protect and repair the ecosystem and maintain the health of rivers and lakes. This paper mainly introduces the design scheme of slope protection， construction method and construction quality control with the case of Xuchang City Qingyi river regulation project. The application mechanism of Gabion and Reno Mattress in river channel management is studied in detail. The practical experience is summed up to provide a reference for similar projects.

关键词：格宾；雷诺护垫；水利工程；边坡防护；生态平衡

Key words： Gabion；Reno Mattress；water conservancy project；slope protection；ecological balance

中图分类号：TV861 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）18-0115-03

0 引言

近年来，随着国家对水生态建设的高度重视，人水和谐理念深入人心，城市河道治理成为必须完成的建设任务之一，格宾、雷诺护垫作为柔性防护结构应用在河道治理中，与传统的刚性结构相比，不仅满足河道边坡稳定的要求，还兼顾生态系统的自我调节功能，将过去的混凝土或浆砌石硬性护坡改造成适合植物生长，水生动植物栖息，水体、土体、植物相互涵养的近自然河岸结构，有利于保护环境，修复生态平衡。

1 工程概况

清潩河属淮河水系，发源于郑州市新郑境内，由北向南流经许昌市区境内，本次治理的范围从永昌西路（桩号11+915）至瑞贝卡大道（桩号20+454），治理总长8.539km。治理河段由北向南分2段：景观样板段（11+915～14+249m），永昌西路～天宝路，长度2.334km；提升改造段（14+249～20+454m），天宝路～瑞贝卡大道，长约6.205km；横向景观设计红线宽度140～440m。

许昌市属北温带大陆性季风气候，热量资源丰富，降水充沛，光照充足，无霜期长，全年无霜期214天，多年平均降水量683.9mm，汛期降水量占全年降水量的65%以上。设计洪水：20年一遇、50年一遇设计流量分别为676m3/s、839m3/s。工程安排在非汛期11月～次年4月施工，施工期流量标准为5年一遇，设计流量为28m3/s。

清潩河本段工程区地貌单元属冲积地貌，地势总体北高南低，现状河道底高程为58.45～65.20m，左岸沿河路堤顶面高程65.89～75.44m，右岸沿河路堤顶面高程67.06～75.09m，地面整体较为平坦，局部因人为挖掘、堆填，略有起伏，工程区受人工活动影响强烈。场区内无断层通过，未见不良地质现象。

工程区两岸河堤沿线地下水位埋深6.40～9.85m，地下水位高程为59.31～66.97m，水力坡降与地势坡降相符，顺清潩河方向北高南低。设计开挖河底高程为58.45～65.04m，均位于地下水以下。

以永昌西路～天宝路即景观样板段（11+915～14+249m）为对象，分析探讨格宾和雷诺护垫在边坡防护中的应用情况。

2 边坡防护设计方案

2.1 边坡防护设计要求

河槽的横断面采用复式断面，设有深槽和浅水区，深槽边坡为1：2，河底寬度为20m，正常蓄水位为70.00m，正常蓄水位以下0.5m设有浅水区，浅水区宽度不少于3m，河道的设计纵比降为1/1500。在现状河流的基础上疏挖河槽，使水流顺畅，增强河道的行洪能力。防止河槽被水流淘刷，对疏挖后的河槽边坡进行防护，深槽的防护沿疏挖后的主河槽岸线进行布置，边坡采用0.23m厚的雷诺护垫，护根部位采用1m宽、1.5m深的格宾石笼；浅水区的防护主要结合景观岸线的设计，沿正常蓄水位的水边线进行布置。标准断面图如图1所示。

2.2 雷诺护垫、格宾及填充材料要求

①格宾、雷诺护垫均采用热镀锌掺加5%铝锌合金和稀土元素处理过的低碳钢丝。

②格宾网面抗拉强度值为50kN/m，雷诺护垫网面抗拉强度值为300kN/m。

③填充石料必须坚硬密实，耐风化性好，填料施工时，应同时均匀的向一组格宾网垫内填，严禁集中往单个网格内填料，填充石料的容重应达到1.7t/m3。

④雷诺护垫的填充的卵石粒径为8～12㎝；格宾石笼内填充的块石粒径为8～25㎝，其中60%的石料粒径宜为10～20㎝。

3 边坡防护施工方法

施工步骤：导流、降水→格宾护脚基础开挖、验槽→测量放线→土工布铺设→格宾网箱安装→填充块石→网箱封盖并绞扣→填充级配碎石→雷诺护垫基底开挖、验收→土工布铺设→雷诺护垫安装→格宾石笼与雷诺护垫绞扣连接→填充卵石→护垫封盖绞扣。

3.1 导流、降水

施工处于枯水季节，河道流量不大，水位相对较低，但施工场区设计开挖河底高程位于地下水位以下，需要在导流的同时降低地下水位，依据设计水文地质资料结合现场实际，决定采用纵向围堰与横向围堰相结合半幅施工导流方案，在河道顺水流方向设置纵向围堰，分段流水施工。在格宾网基础开挖线以外3m设置纵向围堰，堰顶高程保证在施工期间围堰安全，堰顶高程为正常流水位+波浪爬高+安全超高=正常流水+0.5m+0.5m。每150m左右分段设置集水坑，以便排出地下水、圍堰渗水、基础以上土体渗水、施工期间雨水等。坑底高程必须低于格宾网基础底高程0.5～1.0m，采用两台7.5kW污水泵把集水排出顺河道流向下游。基础开挖至格宾网基础底高程后，在基础外0.5m用人工开挖一条纵向0.2m×0.2m排水沟，采用自流方式排出基础渗水，渗水流入集水坑后用水泵抽出围堰外，保证干地施工。

3.2 格宾石笼安装

根据事先定出的开挖轮廓线进行基础开挖，挖至格宾网基础底高程后，由建设单位、设计单位、监理单位等共同参与验收，验收合格后，依据设计图纸提供的坐标定出控制线并铺设土工布。

护脚基础共三层格宾石笼，每层0.5m高。第一层格宾石笼笼子按照控制线进行安装，笼子之间按照设计要求进行连接，在第一层格宾石笼完成一个单元工程量后，验收合格，开始填充块石，采用人机结合填充块石，待网箱平整度及垂直度达到规范要求后，按照设计要求进行格宾石笼绑扎连接（包括单个笼子及相邻的笼子之间），该单元第一层格宾石笼完成后，在格宾石笼与1：1的护坡形成的三角区域回填级配碎石，整平压实后按照第一层的控制线错开0.5m，安装第二层格宾石笼，依次安装第三层格宾石笼。

3.3 雷诺护垫安装

按照设计要求开挖并整坡为1：2的边坡，平整压实使得压实度不小于0.91，经参建各方验收合格后铺设土工布。从护坡底部开始安装0.23m厚的雷诺护垫，第一个雷诺护垫单元格安装完之后，先进行格宾石笼与雷诺护垫的绑扎连接，然后再填充卵石，人工整平后封口绑扎，依次进行下一个单元格安装。

4 施工质量控制

4.1 原材料质量控制

严格执行材料进场验收制度，杜绝不合格材料用于工程施工中。格宾、雷诺护垫的规格以及用于编织材料的化学性能、力学指标、网孔孔径等均按照设计技术参数选购；填充石料必须坚硬密实、新鲜，无杂物，格宾粒径控制在8～25㎝范围内，雷诺护垫粒径控制在8～12㎝范围内，所有原材料进场外观检验合格之后，再抽检复试合格方可使用。

4.2 工序质量控制

严格执行三检制，重要隐蔽、关键部位工序必须联合验收，基础面、坡面、铺设面等建基面的平整度、坡度、土体密实度必须经过有关参建方验收合格符合设计要求，方可进入下一道工序施工，雷诺护垫厚度偏差不超过2.3cm，格宾网的高度不超过5cm，每个单元格宾网箱安装之后，用2米靠尺检查外露面平整度和垂直度，允许偏差5cm以内，雷诺护垫坡面平整度控制在3cm以内，格宾护脚的长和宽偏差按小于5%控制。每个单元工程施工完毕自检合格后，及时报监理复核合格才能继续下一个单元施工。

4.3 薄弱环节质量控制

网面裁剪后与端丝的连接处需要加强，用专业的翻边机把网面裁剪后的钢丝缠绕在端丝上不小于2.6圈，翻折长度≥8㎝。所有外露面在高度方向要设置加强筋，每平方米面板均匀布置4根加强筋。相邻箱体（包括箱盖）用双胶钢丝绑扎牢固，绑扎间距不大于50㎝。对薄弱环节的施工过程加强旁站监督，确保边坡结构稳定。

4.4 施工质量评定

本工程于2014年10月开工，于2015年10月完工，完工验收结果：格宾、雷诺护垫护坡段共120个单元工程全部验收为合格，其中90个单元验收为优良，单元工程优良率75%。

5 结语

①在河道护岸施工过程中，必须保证护岸本身的施工质量，再加上格宾和雷诺护垫自身的特点，优质低碳钢丝网面，具有抗老化、防锈、耐腐蚀、高抗剪、高抗压等优势，网箱与网箱连成一体形成强大的抗冲刷结构，满足了边坡的稳定性要求。②格宾、雷诺护垫护坡施工过程中不需要设置沉降缝，是典型的柔性结构，柔韧性好，靠自我调节适应地基的不均匀沉降，攻克了混凝土硬板板底脱空造成水土流失的难题，维护与修复了生态平衡。③护坡施工过程中，不需要任何水泥浆液体粘连，石笼间的多空隙、透水透气有利于植物生长和水生动物栖息，促进水土循环，增加了绿化效应，水土绿和谐一体，形成了一条会呼吸的河流，给人类以美的感受。④施工实践证明，操作简便，工序少，技术不复杂，施工效率高，进度快。施工每平米雷诺护垫（材料+人工+机械）和每平米混凝土（材料+人工+机械）比较，具有明显成本低的优势。⑤实施效果表明：通过工程措施将河流构建成一条生态文化景观廊道，满足防洪排捞的前提下，保护与修复了水生态系统，维护了清潩河的健康生命，实现美丽、生态、宜居的许昌梦。

参考文献：

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