摘要：文章以云南省玉溪市九溪河道综合治理工程为实例，根据格宾石笼的技术特点，阐述了河道格宾石笼的基础处理、土工布铺设以及格宾石笼在施工中的组装、安装、石料装填的过程。格宾石笼具有施工简单、经济成本低、抗腐蚀、强度高、延展性好等优点，在完成九溪河河道生态治理工程中对河道的防洪体系得以完善，同时在防洪基础之上，有效的达到了河道的生态平衡维护作用，有效改善了九溪河道的生态环境和东风水库的水质。
关键词：格宾石笼；河道生态治理；工程实践；施工方法
引言：格宾笼是由金属线材编织的角形网(六角网)制成的网箱。石笼网由高抗腐蚀、高强度、具有延展性的低碳钢丝或者包覆PVC的以上钢丝使用机械编织而成，使用该网制作而成的箱型结构就是石笼。格宾石笼在工程施工中有广泛的应用，比如道路防护、岩崩防护、港口工程、海滨防御工程、大桥保护、泄洪工程、固土工程等，它具有施工简单、经济成本低、抗腐蚀、强度高、延展性好等优点。格宾石笼生态河道对水土保持和生态环境稳定起着重要的作用，同时为国家经济发展和人民生产需求提供了保障。随着社会的进步，我国将可持续化发展作为国家发展的战略目标，在促进经济、社会、资源、环境的和谐共荣，格宾石笼具有优良的生态功能，符合时代发展需求，所以其应用前景更加广阔。下面我们将针对格宾石笼生态河道的施工进行探讨。
1 工程概况
九溪河道综合整治工程位于九溪大河中上游段（中营桥——一号拦污闸），全长3.79公里。自南向北贯穿集镇中心区，经过的主要村落有中营村、大村、九溪镇、六十亩村。规划将在九溪大河两侧各设置0-15米的景观绿化带，打造滨河带状公园，为城镇居民提供休闲观光的理想场所，与周边的生态农田一同构成山水田园风光。其中涉及格宾石笼和格宾护垫的区段为K0+299.85—K1+535.64、K1+757.687—K2+443.97两个区段。现状河槽宽度5m--10m左右，岸坡坡度1∶1，两岸均为农田耕地,河槽内大部分杂草丛生、常年有水流淌。根据地勘单位进行调查发现，河槽的两岸均为第四系粉质黏土出露，局部夹粉细砂，厚度达到10－30cm不等，地下水位埋深2.0－3.5m。由于该工程区的地基土中存在粉细砂及砾砂透，天然地基在渗透水流的作用下，可能很大程度会导致土体的渗透变形，从而引发稳定问题，在堤防设计中应采取预防措施。由于河道地基土为低液限黏土，抗冲刷能力差，存在冲刷问题，堤防结构设计中应予重视。
2 格宾石笼的主要功能和技术特点
2.1 技术指标
关于河道治理工程用格宾石笼，网箱型号：长1.0—4.0m，宽1.0—2.0m，高0.4—1.0m；间隔网片数：1—3片；网垫型号：长3.0—6.0m，宽2.0m，高0.2—0.3m，间隔网片数2—5片；网片材料往往采用热镀锌钢丝或者聚酯膜+热镀锌钢丝的方式进行防腐和增韧处理，钢丝直径不得低于2mm，钢丝和网片相关性能应符合EN10223-3中所述的力学性能。
2.2 主要功能和技术特点
根据设计工程要求，格宾石笼装入石料成为一体，通过箱笼型式进行组装连接绞合，不但能够防护河岸避免受到水流和风浪的侵蚀破坏，而且根据格宾石笼具有透水性的特点能够实现水体与坡下土体中水体的自然对流交换，使得生态得到一种较为完美的平衡状态。
（1）生态性
由于格宾石笼是由不同粒径的石块通过填充而成，六角网铺设护坡为了生态的需求和水流的冲蚀作用，石块间隙中会有部分土颗粒储存，因此，后期可以种植草皮、灌木等，植物可以穿过铁丝网生长，不仅能够固定石块，更主要的是有利于绿化环境，用绿色植物来固定土壤保持生态性。
（2）净化水质
钢丝笼或者网垫内石块与石块间的孔隙为水流动创造了条件，实现水体与土壤间的自然交换，为水中生物和微生物创造生存环境，这样就增强了水体自净能力，保护和改善了水质。
（3）稳固性
网笼铺设的护坡，由于网笼内的填充料为块状固体，存在较多的孔隙，渗出的水，能够及时排出，降低了结构被破坏的几率，格宾石笼的变形性能够缓冲突发的外力冲击；同时格宾石笼具有良好的渗透性，可防止由流体静力造成的损害。这样石笼网垒砌的结构的寿命长。
（4）美观性
石笼网箱的易结构性和颜色的多样性，可以为我们提供各式各样的造型设计，适合不同地区地域的景观要求。同时结合花卉树木，呈现给广大人民环保的人造景观。
（5）时效性
石笼网的编织钢丝采用镀锌、涂聚氯乙烯、镀高尔凡；还有的是不锈钢等材料，使用寿命长，据试验，将涂层塑料在30℅浓度盐酸中浸泡10天，塑料无变色，无破裂现象。由此可见，即使在高污染地区使用石笼网，耐腐蚀也是可靠的。
（6）简便性
可将其折叠起来运输，在工地上装配；且施工简便，不需特殊技术，只需将石头装入笼子封口即可，可以承受较大变形，而仍不坍塌。
（7）柔韧性
无结构缝，整体结构有延展性。
（8）经济性
节约运输费用，可折叠运输；对工程地质条件要求低；工程投资小。
3 格宾石笼的具体施工方法
3.1 格宾石笼的基础条件保障
（1）测量放样
先放好坡顶线、坡底线，经复测及验收合格后开始开挖。施工过程中严格控制放线误差，严格按图施工。根据设计基础断面图对基础的灰线进行轴线和几何尺寸的复核，并检查方向是否符合图纸的朝向。开挖过程中要定期进行复测，校验控制桩的位置和水准点标高。
（2）基槽开挖
机械开挖从上至下分二大步进行，第一步为机械开挖，先从坡顶开挖线开始开挖，目的在于取走表层无水土层并进一步探明地下情况，第二步为局部加深，开挖至设计标高，预留20cm土层人工清理。在开挖过程中，测量人员抄出两个面控制线，拉通找平，保证坡面比和地基斜度达到设计要求。
然后根据设计要求及行业相关规范要求进行地基的清理；坡面整理工作包括坡面植被及其他杂物的清除以及±50mm内的平整；整坡后的坡比与设计坡比偏差不得大于3%；坡面含草根杂物的表土必须清除干净，清理完成后，对坡面进行夯实。
基坑开挖完成后，进行地基承载力检测，如若达不到地基承载力，按规范要求进行换填、夯实，以达到地基承载力为准。如果开挖断面的土质与勘探报告差异性较大时，应该协同设计、施工、监理等各相关单位进行商讨，重新核定地质情况，并按实际情况申请设计变更，从而确保格宾石笼的施工与规划设计相对应。
（3）土工布铺设
沿着基础表面进行土工布的铺设，相邻土工布的搭接长度不小于0.2m。铺设过程中如出现破损或孔洞时及时进行修补，修补采用与土工布相同的材料，用工业缝纫机和强度≥150N的尼龙线缝合，且缝接宽度不小于设计搭接宽度。
土工布的铺设为了施工方便，保证拼接质量，土工布应尽量采用宽幅，减少现场拼接量，施工前应根据复合土工布幅宽、现场长度需要，在专用场地剪裁，并拼接成符合要求尺寸的块体，人工搬运到工作面铺设。并注意张驰适度，要求土工布与格宾护垫结合面务必吻合平整，避免人为和施工机械的损伤。施工人员均应穿平底布鞋或软胶底鞋进行铺设，严禁穿钉鞋以防踩坏土工膜，土工布铺设要与保护层铺设相协调，做到随铺随压。
施工要求：
1)按先上游，后下游；先边坡，后槽底的顺序分区分块的进行人工铺设。
2)铺设时土工布应适当放松，应预留3%-5%的富余度。做成突起的波浪形松弛方式。以适应气温变化及基础的沉陷。并僻免人为硬折合损伤。
3)坡面上土工布的铺设，接缝排列方向应平行或垂直最大坡度线且应按由上而下的顺序铺设，坡面弯曲处应使膜和接缝连接。
4)土工布应自然松弛与支持层贴实，不宜折皱悬空。
5)按需要尺寸裁剪拼接，两幅连接处要平整无褶皱。
6)土工布应边铺边压，以防止风吹起。未覆盖保护层前应在膜的边角处每隔2-5米放一个20-40千克重的沙袋。
(7)为保证施工方便和拼接质量，土工布应尽量采用宽幅，减少现场拼接量，根据需要在单位内裁剪。
8)铺设土工膜时应在室外气温5摄氏度以上，风力4级以下无雨雪天气时铺设。若遇雨雪天气应停止施工且对已铺的土工布用彩条布或塑料布遮盖。
9)铺设过程中应随时检查土工布的外观有无破损、麻点、孔眼等缺陷。
10)发现膜后有缺陷或损伤，应及时用新鲜母材修补。补疤每边应超过破损部位10-20cm。
3.2 格宾石笼的组装及安装
（1）格宾石笼的组装
格宾石笼由生产厂家按照规划设计需求供货，要严格验收网箱、网垫、扎丝的交付质量，为工程施工清除安全隐患。在具备施工条件后进行组装工作，将网格安装在靠近地面的位置，在坚固的地面上打开，尽可能的避免对石笼造成破坏，。要确保网格折叠部分整体的平整均匀、坚固性及笼体和钢丝完好无损。对于石笼的每一个单元类网箱以及网身都通过采用垂直相交的方式，绑扎石笼的间隔网以及四面夹角，确保其整体的施工连接强度。
格宾石笼按照规划设计的标准结合方法和结合距离进行绑扎，保证各单元格连接网隔和相邻单元格之间的边线、角点均有效连接，一般绑扎间隔不超过20cm，相邻网片结合面每平方米绑扎两处。在进行格宾石笼网垫组装时，要确保间隔网垂直于网身，绑扎用的钢丝需要与网身钢丝一致，网身与间隔网四角均要绑扎，交接处使用螺旋形组合丝，相邻框线使用组合钢丝，格宾石笼的网垫组装要严格按照规范要求执行。组装格宾的原则：形状规则、绞合牢固、所有竖直面板上边缘在同一水平面上并且确保盖板边缘能够与面板上端水平边缘绞合。
（2）河道格宾石笼的安装
1)进行格宾摆放操作前，先放线以确定出格宾摆放的位置。
2)将组装好的格宾按照一定的要求紧密整齐地摆放在恰当的位置上。碰到需要拐角及弧形处理时，可采用组装时不绞合前面板，将前面板折叠到底板下，将格宾套进另一个格宾，底板重叠来完成。
3)用一定长度的绞合钢丝将左右相邻格宾及上下层的格宾链接在一起。绞合严格按照间隔10～15cm单圈－双圈－单圈进行绞合，绞合1m长的边缘采用1.4m～1.5m长的绞合钢丝，且每根的绞合长度不超过1m；
格宾摆放原则：摆放时应面（板）对面（板）、背（板）对背（板）；尽量将边板一侧朝向面墙；摆放好的格宾外轮廓线应该整齐划一，边缘链接、绞合紧密。
3.3 格宾石笼石料填充
（1）格宾石笼石料填充要求
格宾石笼的石块填充需要满足规划设计需求，尺寸在80~160mm之间，石料粒径大于一到两倍网孔，选择30mm以上的小粒石作为密实料，其中含砂量要小于5%，当填充到1/2的时候，用小粒石进行密实填充，用钢钎插入其中进行搅动，确保石笼空隙不大于5cm，石料之间要相互搭接重叠，石料填充的容重要符合规范要求，并且保证面层石料的平整度。为了减小石块对笼体的断裂破坏，施工中可以加强对填充石料的要求，比如表面光滑、耐久性好、抗风化等，力求格宾石笼美观平整。
（2）格宾石笼石料填充流程
1）石料根据当地实际情况，可选择卵石或者片石、块石，石料的粒径需符合设计要求，特殊情况下可以选择格宾网箱四周装填大石料，中间装填适量的小石料。装填方式可以采用人工装填，也可采用半人工半机械化进行装填作业。
2）为了避免单边装填所引起隔板弯曲变形，填充石料必须同时均匀地向同层的各箱格内放入填充料，不能将单格网箱一次性投满。填料施工中，应控制每层投料厚度在33cm左右，一般一米高网箱分三至四层投料为宜。并且往各个方向的格宾单元逐级递推，也就是说，相邻两格宾单元填石高度相差不超过33cm。每装填满三分之一就安装两根加固钢丝(每根长度在2.5m左右)，中间用小木棒或细长石块绕转钢丝，把握松紧尺度:既要避免过于松弛而达不到预期的效果，防止太紧而导致表面往内收缩。
3）考虑到石头的沉降，顶面填充石料宜适当高出石笼2-3cm，且必须密实，而且护垫内装填的石头需用人工摆放，空隙处应以适当的小碎石填塞，减少空隙率，且能增加石笼容重，并确保表面平整。分层装填示意图：
石料装填原则：石料的装填要求密实，面墙平整。
3.4 格宾石笼的盖板绞合
绞合盖子前，要对整体结构进行检查，对一些弯曲变形、表面不平整等不符合施工要求的地方进行校正：出现隔板弯曲的现象，可通过将鼓出一边的石头移到另一方格，然后扳直隔板来加以纠正，或用钢钎扳直，每一层表面的石头必须用人工清平，确保表面平整、尽量减少空隙率、有2.5-4cm的超高，对于顶部被埋到石头下面，绞合不到位的隔板，可用钢钎将其翘起。
用长1.4m的钢丝单、双圈间隔绞合盖板边缘与竖直面板上边缘、盖板面板与隔板上边缘。
靠在一起的竖直面板上边缘与面板边缘要绞在一起(一般有4条边一起绞，把整个结构连成一个整体，另一方面是为了节省钢丝的用量)，绞合严格按照间隔10～15cm单圈－双圈－单圈进行绞合，盖板绞合后，所有绞合边缘成一条直线，而且绞合点的几根钢丝紧密靠拢，绞合不拢的地方必须用钢钎校正，同一层面的表面必须在同一水平面上。
盖板绞合作业原则：所有的边缘需绞合到位，所有绞合边缘成一直线，而且绞合点的几根边缘钢丝紧密靠拢。
结语
格宾石笼生态河道对生态环境和经济发展起着重要的作用，是绿色工程施工的重要体现。在完成本次九溪河河道生态治理工程中，对本河道的防洪体系得以完善，同时在防洪基础之上，有效的达到了河道的生态平衡维护作用，有效改善了九溪河道的生态环境。
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论文作者:杨康
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/20
标签：石笼论文; 河道论文; 石料论文; 钢丝论文; 网箱论文; 土工布论文; 边缘论文; 《防护工程》2018年第31期论文;