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摘 要：将格宾石笼护坡技术应用于水利工程，有利于水生植物的生长繁衍、物种多样性的增加、河流系统与周边环境的信息交流，以及形成良好的水生态景观。文章首先论述了格宾石笼网的技术优势，其次分析了技术要求，然后结合实例对该技术应用要点进行了总结。
关键词：格宾石笼;技术要求;施工要点
中图分类号：TV861 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）07-001-02
DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.07.001
水利工程在满足防洪与结构安全的条件下，应充分利用当地材料选择生态护坡，以满足美化环境、降低成本和维护水系统循环的要求，实现人水和谐、固脚护岸、生态景观效果和抗冲刷能力显著增强的目的。文章以格宾石笼网技术为例进行探究。
1 格宾石笼网生态护岸技术概述
格宾石笼网是将符合要求的块体材料填充于网格组装成的箱体内，形成耐久性、安全性的柔性结构[1]。实际工程中，格宾石笼生态护岸存在造价低、施工方便、生态环保性和安全性好等优点，详细如下：造价低，石块、格宾网等工程量为格宾石笼挡墙的主要构成，可就地取材;施工便捷，机械设备和原材料无须电力供应，有利于节约资源，格宾网材不需要特殊培训就能在工地上组装，按要求设计指标进行填料、绑扎即可;生态环保性，高透水性和高孔隙率为格宾石笼结构的典型特征，生物、水流与土壤之间可以相互涵养，并且对原生物栖息环境产生的影响较低，本土生物能够较好地生存于完工后的环境内，此外可使用河内块石，方便就地取材，可防治土壤侵蚀、减少对土体的干扰;安全性，格宾石笼结构不仅存在较好的基础变形适应性、柔韧性，而且可以形成有效固坡、护坡的整体透水结构，在一定程度上抵抗冲刷和风浪冲击。
2 格宾石籠网生态护岸技术要求
格宾石笼网采用普通锌-5%铝-混合稀土合金钢丝，合金钢丝有3种类型，分别是网丝、边丝及绑丝。网丝直径2.7mm，边丝直径3.4mm，绑丝直径2.2mm，钢丝的抗拉强度400MPa～500MPa，镀层重量不小于230g/m2，钢丝镀层应连续均匀。格宾石笼内填充的卵石，要求粒径大于100mm，超径不大于15%，孔隙率不大于20%。在连接网垫各单元格时，采用绑扎连接相邻角点和边线，且保障网格距离低于20cm。在组合邻近石笼网组的网片时，要保障绑扎2处/m2。同时，在完成绑扎工作后，要在内部添加适宜的石块，一般粒径要控制在80cm～120cm，且含量达到90%以上。需要注意的是，在添加石料时，要保障每组护坡网垫网格的均衡性，且符合预期填料密实度的要求[2]。
3 实例分析水利工程生态护坡中格宾石笼网的运用
某堤防工程主要用于阻挡洪水，该段现状没有堤防，设计新建堤防沿保护区边界，对流速较大、冲刷较严重的堤段迎水侧堤坡进行防护，将堤顶进行整治并新作路面。设计新建堤防沿保护区边界，新建堤防长2.797km，对应桩号为0+000～2+797，上游接到高地，下游与支流堤防相接，形成封闭的防洪体系。对流速较大、冲刷较严重的堤段迎水侧堤坡进行防护，将堤顶进行整治并新作路面。该段堤防设计防洪标准为20年一遇，设计洪峰流量1 010m3/s，堤防级别为4级。
3.1 方案比选
目前，护岸型式主要有墙式、坡式两类。考虑到河段比降大、水流流速大的特点，墙式护岸结构型式选取要充分考虑抗冲刷的特点，因此选取格宾石笼网、浆砌石挡墙进行比选。结合工程现场实际情况，从工程角度分析，格宾石笼网方案优点较多，抗冲性好，不易产生断裂等破坏，对基础要求较小、耐久性好、对施工人员要求不高，在河道的上中下游中适用范围较广;从改善生态环境的角度分析，易于植被生长，因此选择格宾石笼网方案。
3.2 参数设计
护脚宽度确定，取3～5倍的斜冲的冲刷深度。根据相关规范，按照以下公式确定防护工程产生的冲刷深度：
式中：α为岸坡与水流流向的交角，°;?hp为局部冲刷深度，m;m为迎水面边坡系数;d为坡脚处土壤计算粒径，m;g为重力加速度，m/s2;Vj为水流的局部冲刷流速，m/s，结果如表1所示。
根据冲刷深的计算结果，确定各段护岸护脚的水平防护宽度为5m。
格宾石笼网挡墙背水侧铺设400g/m2的土工布进行反滤，格宾石笼网挡墙基础下设100mm砂垫层，格宾石笼网网箱单体规格为2.0m×1.0m×1.0m，网箱沿水流方向上每隔1.0m设置一道隔片。网箱采用机械编制网笼，网孔尺寸130mm×150mm。护脚防护型式采用绿滨垫水平防护，水平防护宽度为5m。绿滨垫水平防护网箱单体规格分别为5.0m×2.0m×0.45m，网箱沿水流方向上每隔1.0m设置一道隔片，下设400g/m2的土工布进行反滤、100mm砂垫层。
3.3 施工要点
3.3.1 铺设土工布
在河堤顶面、石笼底层加设一层土工布，目的在于稳定、约束石笼的位移，并将土壤的局部应力传递或分散于大面积中，从而增强土体与土工布间的摩擦阻力。同时，土工布对土体或水面可以起防护和防冲作用，还可以阻挡土壤颗粒通过，减少因土粒流失引发的土体结构破坏问题。铺设土工布前，将布下基面铲平，土工布质量也经检验合格;自下侧开始，依次向上侧平展铺设，避免土工布打皱;土工布接缝与坡面线相互交错，水平接缝距离不得小于1.5m。对于坡面，应对土工布的一端进行锚固处理，并铺开卷材，确保土工布为紧固状态，同时还需在土工布上方均匀铺设砂袋。土工布铺设时，两端拉紧，没有褶皱。铺设完毕后，及时施工垫层，以防止土工布长时间暴露。
3.3.2 格宾网箱组装
网箱隔网为单层，隔网沿长度方向布置，间距1.0m。网片网孔为13cm×15cm，采用锌-5%铝-混合稀土合金钢丝，网面钢丝直径2.5mm，边丝直径3.0mm，扎丝直径2.2mm;钢丝直径2.2m、2.5m、3.0m，镀层重量≥215g/m2、230g/m2、245g/m2。网身与间隔网之间垂直相交，绑扎后构成正方形或长方形的网垫。单独的网箱中各网片按要求位置用绑丝固定在边网上，绑扎丝间距25cm。单独网箱成型后，将各网箱前后左右并排，各网箱之间确保四角位置也用绑丝连接，网箱间连成一体。
3.3.3 填充卵石
该工程的块石料场与项目距离较远，而地区河道河床与周边的卵石较多，质地坚硬。网箱采用符合设计要求的卵石填充，填充时采用挖掘机分层填充，每层的厚度控制在25cm以下，不得一次填满。考虑到石头的沉降问题，表层填石适当高出网箱约5cm。每组格宾网箱应同时进行投料，确保格宾笼形状时刻保持方正状态[3]。在投料过程中，需先在箱底部铺设粒径为70mm～100mm的卵石，在箱笼的四个边角位置堆砌粒径为100mm的卵石，使用适宜级配的石料分层铺设。当石料填充高度达到箱体设计高度时，再选用比例为20%的颗粒级配较好的砂砾进行填充，确保填充密实，无空隙。对于外露部位，需施工人员整平，确保外部美观。
3.3.4 扎封箱盖
在封盖前，顶部石料必须堆砌平整。施工单位使用封盖夹对各端的结点进行固定，后绑扎。封盖与网箱的边框线必须相交，间隔25cm绑扎一道。
4 结语
综上所述，格宾石笼网具有生态环保、适应性强、便于施工、经济合理等优点，在生态环境保护、防洪安全等工程中发挥着巨大作用。文章所述工程采用该技术，可以有效控制河势，加大河道行洪断面，平顺河势;同时，可以防护两岸耕地、林地、植被滩地岸坎，保护生物多样性的植被缓冲带不被侵蚀，为减少水土流失、防止河床冲刷，稳定河流流域内良好的生态系统奠定坚实基础。
参考文献
[1] 李建杰.铅丝格宾石笼在东碾河治理工程中的应用[J].水利技术监督，2015，23（4）：92-94.
[2] 张志学.格宾石笼在内陆河防洪工程中的应用[J].云南水力发电，2018，34（2）：93-95.
[3] 刘彦昌.浅谈格宾石笼的施工方法[J].黑龙江水利科技，2018，46（6）：188-189.
关键词：格宾石笼;技术要求;施工要点
中图分类号：TV861 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）07-001-02
DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.07.001
水利工程在满足防洪与结构安全的条件下，应充分利用当地材料选择生态护坡，以满足美化环境、降低成本和维护水系统循环的要求，实现人水和谐、固脚护岸、生态景观效果和抗冲刷能力显著增强的目的。文章以格宾石笼网技术为例进行探究。
1 格宾石笼网生态护岸技术概述
格宾石笼网是将符合要求的块体材料填充于网格组装成的箱体内，形成耐久性、安全性的柔性结构[1]。实际工程中，格宾石笼生态护岸存在造价低、施工方便、生态环保性和安全性好等优点，详细如下：造价低，石块、格宾网等工程量为格宾石笼挡墙的主要构成，可就地取材;施工便捷，机械设备和原材料无须电力供应，有利于节约资源，格宾网材不需要特殊培训就能在工地上组装，按要求设计指标进行填料、绑扎即可;生态环保性，高透水性和高孔隙率为格宾石笼结构的典型特征，生物、水流与土壤之间可以相互涵养，并且对原生物栖息环境产生的影响较低，本土生物能够较好地生存于完工后的环境内，此外可使用河内块石，方便就地取材，可防治土壤侵蚀、减少对土体的干扰;安全性，格宾石笼结构不仅存在较好的基础变形适应性、柔韧性，而且可以形成有效固坡、护坡的整体透水结构，在一定程度上抵抗冲刷和风浪冲击。
2 格宾石籠网生态护岸技术要求
格宾石笼网采用普通锌-5%铝-混合稀土合金钢丝，合金钢丝有3种类型，分别是网丝、边丝及绑丝。网丝直径2.7mm，边丝直径3.4mm，绑丝直径2.2mm，钢丝的抗拉强度400MPa～500MPa，镀层重量不小于230g/m2，钢丝镀层应连续均匀。格宾石笼内填充的卵石，要求粒径大于100mm，超径不大于15%，孔隙率不大于20%。在连接网垫各单元格时，采用绑扎连接相邻角点和边线，且保障网格距离低于20cm。在组合邻近石笼网组的网片时，要保障绑扎2处/m2。同时，在完成绑扎工作后，要在内部添加适宜的石块，一般粒径要控制在80cm～120cm，且含量达到90%以上。需要注意的是，在添加石料时，要保障每组护坡网垫网格的均衡性，且符合预期填料密实度的要求[2]。
3 实例分析水利工程生态护坡中格宾石笼网的运用
某堤防工程主要用于阻挡洪水，该段现状没有堤防，设计新建堤防沿保护区边界，对流速较大、冲刷较严重的堤段迎水侧堤坡进行防护，将堤顶进行整治并新作路面。设计新建堤防沿保护区边界，新建堤防长2.797km，对应桩号为0+000～2+797，上游接到高地，下游与支流堤防相接，形成封闭的防洪体系。对流速较大、冲刷较严重的堤段迎水侧堤坡进行防护，将堤顶进行整治并新作路面。该段堤防设计防洪标准为20年一遇，设计洪峰流量1 010m3/s，堤防级别为4级。
3.1 方案比选
目前，护岸型式主要有墙式、坡式两类。考虑到河段比降大、水流流速大的特点，墙式护岸结构型式选取要充分考虑抗冲刷的特点，因此选取格宾石笼网、浆砌石挡墙进行比选。结合工程现场实际情况，从工程角度分析，格宾石笼网方案优点较多，抗冲性好，不易产生断裂等破坏，对基础要求较小、耐久性好、对施工人员要求不高，在河道的上中下游中适用范围较广;从改善生态环境的角度分析，易于植被生长，因此选择格宾石笼网方案。
3.2 参数设计
护脚宽度确定，取3～5倍的斜冲的冲刷深度。根据相关规范，按照以下公式确定防护工程产生的冲刷深度：
式中：α为岸坡与水流流向的交角，°;?hp为局部冲刷深度，m;m为迎水面边坡系数;d为坡脚处土壤计算粒径，m;g为重力加速度，m/s2;Vj为水流的局部冲刷流速，m/s，结果如表1所示。
根据冲刷深的计算结果，确定各段护岸护脚的水平防护宽度为5m。
格宾石笼网挡墙背水侧铺设400g/m2的土工布进行反滤，格宾石笼网挡墙基础下设100mm砂垫层，格宾石笼网网箱单体规格为2.0m×1.0m×1.0m，网箱沿水流方向上每隔1.0m设置一道隔片。网箱采用机械编制网笼，网孔尺寸130mm×150mm。护脚防护型式采用绿滨垫水平防护，水平防护宽度为5m。绿滨垫水平防护网箱单体规格分别为5.0m×2.0m×0.45m，网箱沿水流方向上每隔1.0m设置一道隔片，下设400g/m2的土工布进行反滤、100mm砂垫层。
3.3 施工要点
3.3.1 铺设土工布
在河堤顶面、石笼底层加设一层土工布，目的在于稳定、约束石笼的位移，并将土壤的局部应力传递或分散于大面积中，从而增强土体与土工布间的摩擦阻力。同时，土工布对土体或水面可以起防护和防冲作用，还可以阻挡土壤颗粒通过，减少因土粒流失引发的土体结构破坏问题。铺设土工布前，将布下基面铲平，土工布质量也经检验合格;自下侧开始，依次向上侧平展铺设，避免土工布打皱;土工布接缝与坡面线相互交错，水平接缝距离不得小于1.5m。对于坡面，应对土工布的一端进行锚固处理，并铺开卷材，确保土工布为紧固状态，同时还需在土工布上方均匀铺设砂袋。土工布铺设时，两端拉紧，没有褶皱。铺设完毕后，及时施工垫层，以防止土工布长时间暴露。
3.3.2 格宾网箱组装
网箱隔网为单层，隔网沿长度方向布置，间距1.0m。网片网孔为13cm×15cm，采用锌-5%铝-混合稀土合金钢丝，网面钢丝直径2.5mm，边丝直径3.0mm，扎丝直径2.2mm;钢丝直径2.2m、2.5m、3.0m，镀层重量≥215g/m2、230g/m2、245g/m2。网身与间隔网之间垂直相交，绑扎后构成正方形或长方形的网垫。单独的网箱中各网片按要求位置用绑丝固定在边网上，绑扎丝间距25cm。单独网箱成型后，将各网箱前后左右并排，各网箱之间确保四角位置也用绑丝连接，网箱间连成一体。
3.3.3 填充卵石
该工程的块石料场与项目距离较远，而地区河道河床与周边的卵石较多，质地坚硬。网箱采用符合设计要求的卵石填充，填充时采用挖掘机分层填充，每层的厚度控制在25cm以下，不得一次填满。考虑到石头的沉降问题，表层填石适当高出网箱约5cm。每组格宾网箱应同时进行投料，确保格宾笼形状时刻保持方正状态[3]。在投料过程中，需先在箱底部铺设粒径为70mm～100mm的卵石，在箱笼的四个边角位置堆砌粒径为100mm的卵石，使用适宜级配的石料分层铺设。当石料填充高度达到箱体设计高度时，再选用比例为20%的颗粒级配较好的砂砾进行填充，确保填充密实，无空隙。对于外露部位，需施工人员整平，确保外部美观。
3.3.4 扎封箱盖
在封盖前，顶部石料必须堆砌平整。施工单位使用封盖夹对各端的结点进行固定，后绑扎。封盖与网箱的边框线必须相交，间隔25cm绑扎一道。
4 结语
综上所述，格宾石笼网具有生态环保、适应性强、便于施工、经济合理等优点，在生态环境保护、防洪安全等工程中发挥着巨大作用。文章所述工程采用该技术，可以有效控制河势，加大河道行洪断面，平顺河势;同时，可以防护两岸耕地、林地、植被滩地岸坎，保护生物多样性的植被缓冲带不被侵蚀，为减少水土流失、防止河床冲刷，稳定河流流域内良好的生态系统奠定坚实基础。
参考文献
[1] 李建杰.铅丝格宾石笼在东碾河治理工程中的应用[J].水利技术监督，2015，23（4）：92-94.
[2] 张志学.格宾石笼在内陆河防洪工程中的应用[J].云南水力发电，2018，34（2）：93-95.
[3] 刘彦昌.浅谈格宾石笼的施工方法[J].黑龙江水利科技，2018，46（6）：188-189.