岸坡防护工程中钢丝网石笼的使用探析

岸坡防护工程中钢丝网石笼的使用探析摘要：针对河道中砂性土质边坡抗雨水冲刷能力差，易发生岸坡失稳坍塌的问题，文章以实际工程为例，通过对几种生态护岸类型适用性进行分析，详细阐述了沙河流域岸坡防护工程中钢丝网石笼的施工技术要点，对施工中常见质量问题，采取相应的防治措施，可以保证岸坡防护的安全性。关键词：砂性土:生态护岸:防护工程:钢丝网;石笼;在河道治理中，岸坡防护工程能够减少甚至避免水流、雨水对边坡的冲刷，提高提防边坡的稳定性[1]。砂性土质边坡由于结构疏松、黏聚力低和透水性大的特点，极易在水流冲刷和振动作用下发生坍塌、剥落、液化、管涌等破坏，给人民的生产、生活造成重大影响，甚至会对生命和财产带来损失，因此工程中对砂性土质岸坡防护形式的选择和施工尤为重要。1、工程概况遵化市沙河水平口引滦水源地保护工程的主要任务是通过河道综合治理、人工湿地建设，改善河道水质，提高河道行洪能力[2]。其中沙河险工段岸坡防护1.05km、沙河生态岛险工段岸坡防护0.2km、魏进河险工段岸坡防护0.6km；均采用高镀锌钢丝石笼防护，边坡坡度1∶3。钢丝石笼防护由1m水平坡顶段、斜坡段及5m坡脚段构成，石笼上回填50cm壤土，种植与后期绿化工程设计相结合。2、地质条件及生态护岸形式选择2.1、工程地质条件分析河道两岸边坡为杂填土层、粉质黏土素填土层、细砂素填土层、细砂层、中砂层、卵石层。现状河道无衬砌，除局部出现坍塌，堤防未见其他明显变形、裂缝等；边坡基本稳定，属于表层黏性土、里层砂性土斜坡。河道基底以细砂及其夹层为主，局部为淤泥、粉质黏土，河道内的尾矿砂及局部砂土层的抗冲刷能力较弱，下部卵砾石抗冲刷能力相对较好。钢丝网石笼施工基础面大部分为砂性土，局部为杂填土和淤泥，石笼施工前对岸坡杂填土和河道基底淤泥采用中粗砂进行换填。2.2、生态护岸形式选择常见的生态护岸形式有纯植物护岸、植物与工程相结合护岸、生态护岸3种。纯植物护岸是指从坡顶到坡脚种植植物，适用于植被稀少、品种单一的河段，对环境和土壤要求较高且耐冲刷能力有限；植物与工程相结合护岸材料为植物与块石（或混凝土块），适用于土壤肥沃，水流不大的河段；生态护岸利用金属网笼内置坚硬石材对岸坡表面进行保护[3]，水流对岸坡进行冲刷时，石块能消耗水流冲击能量，能有效保护砂性土质边坡不被波浪淘刷。分析后确定对沙河流域岸坡防护工程采用钢丝网石笼的方案。3、施工技术要点由于岸坡防护工程施工主要位于河道内及边坡，钢丝网石笼的施工尽量选择枯水期，当存在河道水量较大或者汛期施工时，应修筑临时围堰，避免水流对边坡及坡脚的冲刷且围堰内置一层复合土工膜，阻挡水流渗透进入开挖工作面，同时准备4台管径200mm水泵备用，以提供干燥良好的施工环境。见图1。图1河道岸坡防护结构3.1、材料选择1）高镀锌钢丝网具有很强的抗腐蚀性，强度高、延展性好。选用10%铝锌合金钢丝网，钢丝抗拉强度>400MPa，伸长率≥10%，抗腐蚀性须经国家级试验室盐水喷雾试验1000h以上的检测，镀层腐蚀量≯170g/m2[4]。镀层质量>275g/m2，钢丝镀层均匀度要求最薄厚度≥30μm。2）石料。粒径≯250mm，保证80%以上填充石料大于钢丝网孔径。3）石笼网箱。网箱长×宽×高为5m×3m×0.5m，钢丝网孔目尺寸80mm×100mm，网丝?2.8mm，边丝?3.2mm。3.2、平整石笼铺设面先采用挖机对斜坡段进行削坡，坡顶和坡脚基面挖去杂填土和淤泥层，设计标高以下局部软土地基挖除并回填中粗砂处理，再采用人工修整精平。由于河道边坡多为砂性土，施工时需避免工人或机械设备对已清理基面的破坏，基面要求平整[5]，无杂质、较密实，水准仪与GPS(RTK）随时测量开挖深度及高程控制。石笼铺设面施工完成后，及时铺设一层长丝纤维土工布，土工布铺设搭接必须符合设计和规范要求。3.3、组装钢丝石笼网箱钢丝石笼网网箱为现场组装，网孔大小不一、镀锌层破损及网片严重扭曲变形的，严禁使用，先铺放地层网箱，网箱布置时，不得形成纵向贯通缝（水流方向），将单个网箱连接成整体，保证石笼网施工的整体稳定性[6]。网箱沿长度方向间距1.0m放入间隔网，每个网箱设置5道间隔网，隔片与网身应垂直相交，绑扎后形成长方形网箱。绑扎的钢丝必须与网箱同一材质，网片边线之间的绑扎十分重要，其中网箱角部和网片角部是否绑扎牢固，对网箱影响很大。网片其他交界处每25cm一道进行绑扎，绑扎均为双股线绞紧。见图2。图2岸坡网箱布置形式注：网箱长边为水流方向3.4、石笼网填充料施工前进行区段划分，不可全面铺开；先上游后下游，从坡脚向坡顶施工。填料原则为先铺砌首层，再施工边部，然后逐层水平码砌或填料，铺砌的石料应平整密实，最后铺砌顶层。其中首层、顶层及边部石料为大块石，石块尺寸为网孔的1.5～2倍，石笼网缝隙采用小石料填满密实。边部垂直码砌应交错搭接施工，上下层错位1/3～1/2石块长度。为保证外形美观，施工时不得破坏网边线形，顶层填料选择表面较平整的大块石铺砌。3.5、钢丝网石笼封盖石笼网箱封盖前，检查面层石块是否平整，经监理单位验收合格后再施工下道工序，钢丝网封盖表面应平整，先将封盖四周绑扎牢固，再对边线以每25cm一道绑扎，绑线头折弯向下。4、施工中常见质量问题及解决措施钢丝网石笼施工质量不合格，会导致边坡抗冲刷能力减弱，影响岸坡防护工程的使用寿命。常见施工质量问题：1）石料颗粒小、材质差易冲刷，造成石笼网脱空；2）石笼表面平整度差，高度不一致，凸出的石笼容易被冲毁；3）坡脚石笼防护不稳定，造成护坡石笼撕裂甚至整体结构滑塌。采取的质量控制措施包括：1）选用密致坚实、抗风化、耐久性良好的石材，粒径大小符合设计要求并提供石料的产品合格证明，检查钢丝网的网孔尺寸，是否存在断丝、锈蚀等，发现钢丝网存在质量问题，禁止施工使用；2）施工时，网箱边部必须用大石块人工码砌平整、密实，石块上下层交错搭接，不得使用小粒径石料码砌边部，禁止使用挖机随意铺料；3）及时复核坡面和石笼表面的平整度和高程，控制在允许误差范围内；4）表层石料选择具有大致平行面的石块铺砌；5）水流方向网箱连接不得形成通缝；6）对于地质条件差的坡脚石笼段，采取换填或者抛石挤淤措施进行处理，保证石笼基础面稳定，必要时可以在坡脚处打入圆木抗滑桩，