大兴安岭格宾笼护坡在河道治理中的应用

摘要：以西和县六巷河东沟河道重金属综合治理工程中软基处理方案为例，依据河道格宾笼的特性，提出了格宾笼护坡方案在河道治理中的适用范围、相应的设计方案和施工控制要点。

1 工程概况

 西和县六巷河东沟河道重金属综合治理项目．通过对工程区所有涉重企业及其周边环境隐患进行全面排查，摸清重金属污染现状；充分利用社会各方力量，多举措筹集专项治理资金对六巷河流域历史遗留环境问题进行整治．使重金属污染工程区的环境质量逐步改善。本项目工程措施包括清理河道两岸历史遗留的尾矿堆，消除河岸尾矿堆对河水水质的直接威胁；在关键区域修建拦渣堤，防止尾渣进入河道。对堆放淤泥、历史遗留尾矿的尾矿库采取闭库措施，防止二次污染。

六巷河东沟河道重金属综合治理工程主要建设内容有：

(1)花桥河三羊坝段工程区：修建201 m防护墙对堆放淤泥、历史遗留尾矿库采取闭库措施，防止二次污染。

(2)花桥河左岸下巷村段工程区：修整河道左岸历史遗留的尾矿堆积体。消除河岸尾矿堆积物对河水水质的直接威胁；修建拦渣堤长1536 m，防止尾渣进入河道。

(3)花桥河右岸下巷村段工程区：花桥河右岸靠路侧修建168 m防护墙；对一期已建拦渣堤的临河尾矿堆积体外露坡体按坡比1：2修整，并采用现浇C20钢筋砼网格梁固坡处理，长度为l 155 m。

(4)六巷河六巷乡焦沟段工程区：修建245 m防护墙对堆放淤泥、历史遗留尾矿库采取闭库措施，防止二次污染。防护墙及拦渣堤工程均采用复式断面，下部采用现浇C20砼仰斜式挡土墙。顶宽0．30m．1临空面外边坡为1：0．3，内边坡为1：0．1，墙趾尺寸0．6 m×0．4m(高×宽)的前趾。防护墙设计中挡土墙地面以上高度2．0 m，基础埋深1．2 m，拦渣堤设计中挡土墙高度由水利计算而定。挡土墙上部采用夯填尾矿砂或尾矿砂削坡，坡面比为1：2。坡面采用C20钢筋砼网格梁固坡，网格梁按1．5 m×1．5 m间开布设，C20钢筋砼网格梁尺寸宽×高为300‘mmx500 mm。由于尾矿砂中S04-2含量较高，砼工程所用水泥均采用抗硫酸盐水泥(MSR42．5中抗水泥)。尾矿砂表面需做防渗处理．防渗材料采用复合土工膜，复合土工膜上覆土厚50 cm，并恢复植被。复合土工膜采用两布一膜，单位面积质量900 g／m2，膜材厚度0．5 mm。

2 格宾笼护坡设计

西和县六巷河东沟河道重金属综合治理项目实施过程中，第V、第Ⅵ标段局部区段拦渣堤堤基持力层为淤积尾砂：第V标段桩号0+766～0+928、第Ⅵ标段桩号1+623～1．+725段原为淘金矿坑。现状为尾砂、砂砾混积体。鉴于以上两段特殊的地基条件，参考类似工程软基处理方法。对两段软基基础进行抛块石处理(图1)，护坡护面采用格宾石笼(图2)。

设计对桩号0+766—0+928、1+623～1+725段护坡地基进行抛块石处理(图1)，抛填厚度1．0 m；0+771～0+923、1+628～1+720段护坡表面护面材料采用格宾石笼。

护坡格宾笼尺寸为1 m  x 0．6 m×4．0 m(宽×高×长)，其顺水流方向长度为4．0 m，在其内部每1．0 m设一个隔板：下部基础底角格宾笼尺寸为2．0 m×0．6 m×2．0 m(宽x高×长)，中间不设隔挡。格宾笼网孔选用14 cm (16～17)cm，材质选用低碳高镀锌钢丝，网线径为2．6 mm，框线径为西3．2 mm，箱体连接线径为2 mm，与编织网同一材质。钢丝单根强度>400MPa，整网强度>28 kN，含锌量每平米>250g，延伸率>1．20／6，符合规范GBT3079-93、GBT228-2002。使用寿命>30年。

格宾笼中装填块石，要求面层石料最小边长不得小于15 cm，内部石料不做控制．但要求孔隙用小碎石填充，孔隙率不大于300／6.两段拦渣堤均采用复式断面，拦渣堤采用格宾石笼护坡，护砌厚度0．60 Ill，迎水面坡度为l：2，堤脚采用0．6 m x 2米高X宽)的格宾石笼基础，拦渣堤上部设计保持原设计不变，坡面采用C20钢筋砼网格梁周坡。混凝土仰斜式挡土墙与格宾石笼护坡式拦渣堤之间由扭面衔接，扭面采用浆砌石进行护砌，护砌厚度为60 em。护砌长度为10 m，也可根据实际地形调整长度。

格宾笼规格及特河道治理项目中格宾笼的应用已趋于成熟。格宾笼是将抗腐、耐磨、高强的低碳高镀锌钢丝或5％～10％铝锌稀合金镀锌层钢丝包塑上一层PVC或者PE．也称高尔凡格宾笼。其成品结构较以往使用的铅丝笼等相似结构将更加具有防锈、防静电、抗老化、耐腐蚀、高抗压、高抗剪等特点，能有效抵抗海水或高度污染环境的侵蚀。格宾笼是由机械将双线绞合编织成多绞状、六边形网目的网片，其双线绞合部分的长度应不小于5 cm，以不破坏钢丝的防护镀层。河道治理格宾笼可根据工程设计要求组装成箱笼．并装入块石等填充料后连接成一体，用做堤防、路基防护、水利建设等工程。主要用作河道、岸坡、路基边坡护坡结构，既可防止河岸遭水流、风浪侵袭而破坏．又实现了水体与坡下土体间的自然对流交换功能。达到生态平衡。

河道格宾笼规格：

网箱型号为：长1～4 m，宽1～2m。高0.4-1m，间隔网片数l一3片；

网垫型号为：长3～6米，宽2m高0.15-0.3 m，间格网片数2～5片：

网片材料为一般采用热镀锌(铝或铝加锌)钢丝、聚酯膜+热镀锌(或铝加锌)钢丝，网丝直径

2．0-4.0mm：钢丝为钢丝包括绑扎丝均为低碳钢丝，牌号和钢丝力学性能符合GBfr700—2006国标。

3.河道治理格宾笼工程结构体具有以下特性：

(1)较好的生态性：在格宾笼中填人适当的石块，石块间可填土料，在填料时可移植草皮、灌木等，并且檄人草籽。当施工完成后石缝间长出植被，ji满足了水土保持、美化环境的要求。而且植物的根系经石块间的土进入坡体也可以起到浅层的、长期的固坡作用.

(2)较好的抗冲及防浪性：格宾笼工程的抗冲刷能力较浆砌石、混凝土等其他工程强．能承受的水流速度最大可达6 m／s：

(3)较强的透水性：格宾笼的特殊结构使其具有良好的排水特性，有利于岸坡的稳定和水土保持；

(4)较好的柔韧性：格宾笼结构抗水流冲刷能力强，笼箱之间没有结构缝，柔韧性较好适应变形、整体结构具有延展性：

(5)较强的耐腐蚀性：格宾笼是将表面经防fu处理的低碳钢丝包塑上一层PVC或者PE保护层。经久耐用，多用于海滩、水质变化大的江河/内陆中小河流岸坡的迎水立面，能有效的抵抗海水或高度污染环境的侵蚀：

(6)施工的便利性：格宾笼在组装和施工过程中不使用水、水泥、模板和电等，施工简单，可以按设计要求组装成多种形状，连接成一体；

(7)便于调整工期、加快进度：格宾笼填充料可充分利用当地石料资源，多个施工组可以同时进行施工，平行、流水线作业可以加快施工进度，利于赶工期。

4、格宾笼护坡施工要点

格宾笼的安装、施工顺序：

①钢丝网成捆运抵施工现场后，要求在平坦坚硬的地面上拆开并展开，将侧面板，背面板以及隔片竖起敞口箱形。

②将网箱背面板，前面板和侧面板以及中央隔片用绑丝连接格宾笼组装起来。按设计要求绑扎组装成各种形状，连接成一体，结合本工程格宾笼护坡设计，在施工过程中提出如下几个施工要点：

(1)软基处理方法：对两段软基基础进行抛块石处理，护坡护面采用格宾石笼。护坡地基块石抛填厚度1．0 m。坡面按设计要求削坡并平整铺设面。抛石面及坡面应平整、密实、无杂质。

(2)铺设砂砾石、复合土工膜施工应符合设计要求以及SL 260—98标准的规定。采用格宾石笼。

(3)格宾笼组装：

①钢丝网要求必须在一块靠近安装位置的平坦坚硬的地面上分组打开．钢丝网要整平折叠的部位。在打开及整平的过程中应避免损伤笼体及钢丝网线表面保护层。

②按设计要求选择绑扎间距及方式，用绑扎丝将笼体组装成设计形状。绑扎间距一般为200～300MM，绑扎方式有连续缠绕和按间距绑扎两种。基础整平处理后将组装好的笼体安装在设计的位置上，相邻的笼体绑扎连接。

（4）填充料施工：将规格、质量符合设计要求的石块填入格宾笼中，

要求同时均匀的向一组护垫的各网格内填料，严禁往单个网格填料。填料要做适当的码排，以达到较高的密度。

石块直径一般需大于网目两倍，空隙用小碎石填塞、整平。填充材料容重应达1．7dm3。

（5）封盖施工：石块填充完毕后，面层石料必须整平，然后盖上笼盖，整齐笼子边缘，并绑扎连接。

如果用分体式笼盖，则需将全部笼子填充后。再铺设笼盖，并沿笼体和隔片边线一次绑扎。

用拉筋来保持笼体形状的规整，间距一般在300 ITlrll左右。

5.结语

河道治理格宾笼适用于水利工程，公路、铁路路基边坡防护，生态边坡治理，海防工程，灾害防护治理，大型边坡支挡工程，生态河道建设。市政园林美化，桥梁桥基保护等。更加适用于基础持力层为特殊的地基，如软基地段；膨胀土地基段；水、电等施工条件不便利及有石料的地区：工程区位于荒山野洼，石料充足，管理难度较大的山坡段；桥梁的桥墩及其上、下游的护岸段，以及出现不均匀沉降的山特殊地段等

西和县六巷河东沟河道重金属综合治理项目在实施过程中拦渣堤局部堤段堤基出现软基．设计软基处理方案为软基中进行抛块石处理。设计软基处理方案为软基中进行抛块石处理。护坡护面采用格宾石笼。

设计充分考虑到格宾笼柔性的结构能适应边坡的变动而不被破坏，比刚性结构具备更好的安全稳定性。而且该结构本质上都具有透水性对地下水的自然作用及过滤作用具有较强的包容性．水中悬移物和淤泥得以沉淀于填石缝中，从而有利于自然植物生长，逐步恢复原有的生态环境。该设计方案避免了常规软基处理后拦渣堤的不均匀沉陷造成的破坏，使拦渣堤具备完整性、安全性、稳定性、生态性，施工完毕后取得了良好的防护效果和生态保护效果。