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格宾石笼护坡技术在水库塌岸中的应用

摘 要:主要通过边坡加固方案的选择施工工艺及可能存在问题的分析，阐述了格宾石笼护坡技术在水库塌岸边坡中的应用，较好的加固了库区边坡，保证了新建道路的正常使用，达到了预期的目的

1   工程概况

溪洛渡水电站渡口乡—新市镇辅助道路全长58.894km，位于金沙江峡谷区，地形起伏较大，坡陡沟深，施工条件较差。全段均属于金沙江水系，其支沟发育，地层主要为第四系全新统坡积碎石土亚粘土块石土。下伏基岩为三叠系上统的砂岩夹页岩、泥岩夹砂岩。水库蓄水后，引用向家坝水库( 干流库区) 回水计算成果表( 泥沙淤积30年)：20年一遇的回水位在381m～387m之间，是影响坍岸的最高洪水位。根据铁路工程地质手册，结合枯水季节河岸天然稳定坡角确定松散碎石土: 水上稳定坡角β=35°，水下稳定坡角δ=25°，浅滩磨蚀角α=15°; 块石土: 水上稳定坡角β=40°，水下稳定坡角δ=29°，浅滩磨蚀角α=22°。

2   边坡加固方案选择在水库蓄水运营后，坡面加固应能保证该道路的正常使用，防止边坡冲刷及坍塌根据工程地质，工点所在地段，施工难易以及投资大小等因素，提出几种加固措施，主要为: 护面墙护坡格宾石笼护坡及重力式挡土墙护坡，见表1。

表 边坡加固方案优缺点比较

由于各工点的地质情况长度防护高度不一，各种措施的适用性不相同，针对防护高度大段落较长的工点，推荐采用重力墙和格宾石笼相结合的处理措施; 针对少数坡面较陡流速大冲刷严重段落的工点，采用护面墙防护的处理措施整个坡面加固必须要有一个稳固的基础，由于金沙江两岸坡面较陡，为减少刷坡，所以采用在坡面防护最下端设置挡土墙，挡土墙基础放置在基岩上，墙顶至坍岸线以上5m采用格宾石笼防护。

3   工程措施

在坡面防护最下端设置挡土墙，挡土墙沿线路方向每隔15m～20m设伸缩缝一道，缝宽0.02m，其中挡土墙沿墙顶内外三边用沥青麻筋填塞。挡墙背后设置0.3m厚砂夹碎石反滤层 挡土墙地面以上部分每隔2m上下左右交错设置泄水孔，其尺寸为直径0.1m的圆孔。

挡土墙墙顶至坍岸线以上5m采用格宾石笼防护，格宾石笼规格采用长3m，宽1m，高0.5m的长方形格宾石笼，原地面挖2m宽的台阶，沿台阶坡面设置砂夹碎石反滤层，反滤层厚0.5m。

采用格宾石笼进行坡面防护时，其尺寸为5m×3m×0.5m，并沿边坡每隔3m高分别采用两层5m×1.5m×0.5m格宾石笼垂直边坡载砌，最下3m高范围铺设两层箱笼，相互间进行绑扎以增加稳定整体性。格宾石笼要求使用年限不低于50年，采用蜂巢式网孔，箱线含锌量大于250g/m单根强度大于450MPa 延伸率大于15%，相对误差±2 cm，填石粒径要求为120 mm～250mm。沿原地面坡面设置砂夹碎石反滤层，反滤层厚0．5m［2］( 见图1)。

4    施工

1) 首先应根据放线位置确定挡土墙的位置，然后开挖挡土墙基础并施工挡土墙。2) 当下部基础施工完成后，应先对边坡坡面整平，对凹凸不平处或予削坡或予回填补平，并清除坡面上的植物根系，由于格宾石笼结构的自重较大，填石属松散体，在较陡的条件下容易失稳，所以采取边坡坡率缓于1∶1．5，以使坡面达到牢固稳定。在平整夯实的坡面上，先铺一层砂夹碎石反滤层。3) 格宾石笼施工。a． 绑扎间隔网: 以人工掀开格宾网大约成90°，绑扎间隔网成为箱形。绑扎线采用同材质钢丝，双股以上绑扎并绞紧。间隔网上下左右四处固定并绑扎绞紧。b． 铺设格宾石笼核定铺设位置后，开始安放格宾石笼在垂直方向上，绑扎所有相邻格宾框线，整组格宾下方如有相邻网，须将下方一并绑扎，以求一体连接。在水平方向上，绑扎所有相邻格宾框线。第二层铺设后( 上方层) ， 须将相邻处一并绑扎，以求整体连接。相邻网身，平均每平方米绑扎4处。每层整体格宾连接后，才可投入填充石料 格宾石笼施工时，横层纵层交错，逐层施工，层层绑扎连接，形成整体。c． 填装石块。首先用脚手架固定格宾钢丝网，以免其变形。采用机械或人工进行石块填装，填充石料不得一次填满一格，以保证格宾形状完整; 每组格宾空格须同时均匀投料，以保证格宾方正0.5m高格宾分两次投料，并每格均匀投入。石料按设计要求进行验收，严禁使用锈石风化石垃圾石，石料粒径不得大于网孔直径的两倍。石料投入时，先在箱底用粒径200mm～250mm的石块均匀摆设，再开始从箱笼的四个角隅处码砌粒径250mm左右的石块，然后用级配合适的石料分层摆设，大小搭配填充箱体中间，填充完成后固定箱体。在填充过程中当填料达到箱体1/4时，用小碎石或砂粒填充空缺，并用钢钎夯密实一次，调整箱体线条。外部裸露部位，须以人工砌垒，整齐填塞密实，以求美观。并根据实际需要设置适量拉筋。d． 扎封箱盖。盖前，须将顶部石料铺砌平整，检查每个箱笼填充石料的高度，其高度偏差在±5cm内长度偏差在±3cm以内时，即可用扎线扎封箱盖扎封箱盖时，从下向上，封口边连接闭合后，箱体四周的框线按不小于15cm的间距再次进行绑扎，横竖线条基本一致，使所有箱笼连成一排整体，对河岸边坡进行整体防护。e． 种植草坪。在格宾石笼护坡表面覆盖种植土50cm，用机械分两层铺设并分层夯实，找平后在季节适宜时种植或铺设草皮，并及时灌溉。

5   施工中应该注意的问题

    施工完成的坡面防护，可能会出现几种形式的破坏［3］，主要有:1) 格宾石笼离开原来的位置，稳定性被破坏，或格宾石笼结构因沉降而破坏。在格宾石笼结构中笼和地基之间的接触问题十分重要，尤其当结构体处于流水之中，流水会导致格宾石笼周围土壤的流失，这种现象主要是由于石头间有空隙，流水在这些空隙所形成的管道中产生局部加速度从而导致土壤的大量流失，少数情况下格宾石笼结构会最终稳定下来，但多数情况下格宾石笼结构会因此失去平衡，最终导致整个格宾石笼结构溃塌。所以在流速较大的地方采用护面墙防护，防止水流冲刷防护结构下方的地基; 在流速较小冲刷较弱的地方，采用挡土墙和格宾石笼加固防护，格宾石笼下设碎石反滤层2) 还有一种破坏形式，格宾石笼虽然完好无损，可里面的石头却没了，这主要是由于水流流速过高，而充填的块石质地不够坚硬或体积较小，随着水流的不断冲蚀，块石之间不断摩擦，体积不断减小，最终从格宾石笼网孔中流出，所以填充的块石必须达到一定的标准。3) 格宾石笼格网破裂。这并不是由于石笼的金属线的老化锈蚀造成的，而主要是由于石笼中的石头在水流的作用下不断的摩擦金属网，从而导致了

石笼网格的破裂。所以，格宾石笼铺设好以后，可以在石笼上加设一层厚约20cm的混凝土，并要预留一定的伸缩缝。为了加强稳定以防滑动，要在混凝土层中竖直均匀布置一系列钢筋，并且钢筋要一直伸到下面的石笼中，将末端固定在石笼中。

6   结语

由于格宾石笼具有抗变形能力强，增加护坡整体性和稳定性的作用，有较强的抗冲刷能力，同时也不受施工季节的限制，特别是冬季也可以组织施工，施工期限短，节省资金。通过采用该技术，可以较好的加固库区边坡，保证了新建道路的正常使用，达到了预期的目的随着新工艺新技术的不断发展，格宾石笼除了在水库塌岸边坡加固方面应用外，还广泛用在柔性支挡防护河道加固等，相信该技术将会为国民经济建设发挥更大的作用。

格宾石笼是由金属网编织而成的六边形蜂巢形网箱,格宾石笼所用金属丝采用高镀锌加工，以提高抗腐蚀能力。在一些水质不太好(如p H 值过低) 且对工程寿命、质量要求高的地方,也可以在镀锌线上再包覆上一层经特殊优化的抗腐蚀聚氯乙烯树脂( PVC) 。成品结构具有防锈,防静电,抗老化,耐腐蚀,高抗压,高抗剪等特点，能有效抵抗咸水或高度污染的侵蚀。

  常见格宾规格（mm) 

镀锌格宾石笼  涂（PVC）格宾石笼 

标准网孔大小 网格线直径 标准网孔大小 网格线直径 

80X100 2.7 60 ×80 2.2 

80X100 3.0 80 ×100 2.2 

100X120 3.0 80 ×100 2.7 

100X120 2.7 100 ×120 2.7 

   格宾石笼的结构特点：格宾石笼通常是由金属网编织而成的六边形蜂巢形网箱,中间被横隔栅分成几个部分 ,横隔栅的多少由石笼大小所决定,标准人造石笼尺寸和隔垫(栅) 　

标准的人造石笼尺寸和隔栅数量（M） 

尺寸(/ m) 隔片数 容量(/ m3) 

2 ×1 ×1 1 2 

3 ×1 ×1 2 3 

4 ×1 ×1 3 4 

2 ×1 ×0. 5 1 1 

3 ×1 ×0. 5 2 1.5 

4 ×1 ×0. 5 2 2 

2 ×1 ×0. 5 1 1 

格宾石笼网优势:

1、柔性结构能适应变化在边坡不被破坏,所做的准备要比刚性结

构的安全性和稳定性。

2、抗冲刷能力强,能承受最大的流动速度可达6米/秒;

3、结构本质上是地下水、渗透率的自然功能和过滤函数具有较强的包容、水和泥土移动事物挂在填补石缝中,沉淀了生长的天然植物偏袒,逐步恢复原有的生态环境