格宾石笼在水利工程中的应用

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【摘要】格宾石笼属于新型的生态型可靠柔性防护材料。本文先简单介绍了格宾石笼，分析了格宾石笼在水利工程中的施工工艺及应用，并通过与工程实例相结合，研究了在水利工程中的作用。

【关键词】格宾石笼；水利工程；施工应用

一、格宾石笼简介

格宾是一种箱形结构，由机编双绞合六边形金属网面形成【1】，采用厚镀锌低碳钢丝制成其钢丝，将钢丝网面板边端均应用大直径钢丝，可以有效提升结构强度；采用厚镀高尔凡处理钢丝可以提升其耐久性。当应用在酸性水质的污染环境里面或土壤中时，还可实施钢丝覆塑措施，以便对其进行保护。由间隔1m的隔板将其分为多个单元格即为格宾网。在格宾网内填充一些石头形成的整体性、透水性、柔性结构为格宾石笼。它具有以下优势特点：①柔性结构。适应变形能力强，可进行大范围的变形；②抗腐蚀、坑自然破坏、坑恶劣气候的 能力较强；③渗透性好，能有效预防流体静力带来的损害；④具有透水性；⑤延展性能良好，可以紧密结合，形成一体；⑥施工简单且成本较低。

二、格宾石笼施工工艺

格宾石笼施工主要工序：①开挖并进行反滤料的铺设；②将格宾单元进行组合、连接；③填充石块；④加盖，和钢丝绞合。

（1）开挖和铺设反滤料

格宾石笼施工时严格要求开挖平整度，以免增加水流对基础的冲刷程度，基础开挖之后需垫上土工布、砂石垫层等，这样可以形成反滤体。详细步骤：①选择质地坚硬且无草根等有机杂质的粗砂，可确保不会因草根腐蚀形成基础坍塌，将粗砂铺设10cm厚。②铺设无纺土工布可以实现加固、补强、反滤、排水、隔离等目的。从上游开始向下游以垂直水流方向进行铺设，后铺土工布应该覆盖在下游土工布上方，确保连接时的搭接长度有20-30cm。铺设依据从一端向另一端进行的原则，先进行端部的铺填，最后进行中间的铺填。需要对端部进行锚固，采用合适的松度进行铺设，确保完整和连续性。③铺设粗砂反滤层（厚10cm）。④铺设级配碎石（厚10cm）。选用强度相对较均匀的碎石，级配未风化石料，选择的最大粒径不能超过垫层厚度2/3。采用粒径为5-25mm的细石子对表面空隙进行填补。粗砂反滤层和碎石垫层均要进行均匀的摊铺，先进行洒水，确保表面保持湿润然后进行压实，应用平板振动器及小型压路机进行振动、碾压，一直到砂石、碎石不再出现松动现象。

（2）格宾单元的组合、连接

把片状式格宾网运送至工地之后进行现场组合拼装。施工之前先在石笼底层铺设格宾网，利用14#铁丝按照50cm间距将格宾网边缘较粗铅丝进行牢固绑扎。底层格宾网和竖向长条隔宾网为垂直水流方向，并需进行牢固绑扎。可利用钢筋支架进行支撑，然后进行单片竖直隔网的安装，这样可以保证隔网垂直度。对于长条形大格宾网，其内部均依照1m左右的间距进行隔板网片的安装，并要与两侧竖直隔板网实施牢固连接。连接过程中要保证石笼隔板为竖直状，避免影响耐久性。

（3）填充石块

填充石块运用履带式吊机吊运块石，块石吊运的过程和反滤层应用同步后退方法。先铺设一层反滤垫层，然后在反滤垫层实施格宾网填充工作。当块石填充基本完成的时候，需要人工捡拾保证填充的平整。块石面高度基本保持在高出格宾网箱侧挡板20-30mm的范围。填充石块时应注意石粒径与设计要求相符合；对外露面的一层实施人工垒砌，确保平整度；在网箱外露一侧设置水平固定丝；各箱格内投料需要分层依次均匀的进行，不能将填料一次性填满；将每一层的网箱填石完之后，用细碎石修正网箱顶部，然后封盖并检查封盖之后的高度是否与设计要求相符合。

（4）加盖，应用钢丝绞合

加盖是实施的最后一道工序，盖板格宾网是成捆状的，长短不一，宽度大约为2-3m。施工现场展开之后，在已经填好的格宾石笼上进行直接的覆盖。采用钢丝对盖板和隔箱竖直挡板交接之处进行绑扎。格宾网加盖施工过程中需要采用履带式吊机进行吊起，由人工将一头展开直接绑扎连接格宾网两侧隔板。要确保履带式吊机控制起吊的格宾网片为1.5m的高度，同时实施绑扎施工，以免造成绑扎工序落后引起盖板网片变形扭曲，降低格宾网耐久性及平整度。

三、工程案例

某市因为受到台风的影响，河流流域因强降雨侵袭，引发了山体滑坡、山洪爆发，使得村镇受淹，居民房屋大面积大范围倒塌，多出桥梁和道路被冲毁，造成交通中断，人员伤亡严重。河道淤积和水利设施出现了严重的损毁现象。为了尽快修复受损毁河道，设立了河道修复应急工程，因格宾石笼网箱具有较好的生态性、透水性、抗冲性及柔韧性，因此在河道的护岸、护底中广泛采用了格宾石笼网箱。

在本次施工中将格宾石笼挡墙分为4层进行施工。施工采用自下而上的方式，尺寸分别为：（1×3×0.5）m、（1×2×1）m、（1×1.5×1）m、（2×1×1）m。护脚石笼的尺寸为（4×1×0.5）m，网孔是（8×10）cm的菱形。网面钢丝、边端钢丝和绑扎钢丝分别为2.7mm、3.4mm和2.2mm；分别对应0.06mm、0.07mm和0.06mm的钢丝直径公差；分别对应245g /m2、265g /m2和230g /m2的最小镀层量。钢丝具有350-550N/mm2的抗张强度，经过编织加工的成品钢丝的延伸率≥7%，没有经过编织的钢丝确保其延伸率≥12%【2】。采用经过机器编织形成的低碳钢丝六边形双绞合钢丝网做网箱，厚镀高尔凡进行防腐处理。确保达到钢丝围绕具有2倍钢丝直径的心轴进行6周缠绕时，手指摩擦钢丝不会开裂、剥落的镀层粘附力。如图1所示。

图1 格宾石笼挡墙设计（高程单位：m；长度单位：mm）

四、效益及分析

格宾石笼网箱在此次河道应急修复中发挥了较好的经济、工程效益。因为没有受到较大的场地、资源影响，所以此次工程的施工进度相对较快，7.03万平米的格宾石笼砌筑仅用了3个月完成，充分节约了抢险救灾时间；而且就地取材，利用山石施工，充分节约了成本。表明格宾石笼应用在水利工程中，具有较大的经济、社会效益。

【参考文献】

[1] 刘彦辉. 格宾石笼护坡技术在水库塌岸中的应用[J]. 山西建筑.2012.38（3）：233-234

[2] 汤树华，付兵. 格宾石笼网在水毁河道修复应急工程中的应用[J]. 广东水利水电.2012（6）：51，54