玉樹災(zāi)后重建泥石流防治格賓石籠攔擋壩施工技術(shù)

王仲復(fù) 1，郭生秀 1，徐光黎 2，謝書萌 2，石維棟 1，余德利 1

（1.青海省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院，青海 西寧 810008；2.中國地質(zhì)大學(xué) 巖土鉆掘與防護(hù)教育部工程研究中心，湖北 武漢 430074）

2010年4月14日，青海玉樹發(fā)生里氏7.1級地震，城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施和生命線工程系統(tǒng)遭受嚴(yán)重破壞。在災(zāi)后重建階段，結(jié)合當(dāng)?shù)啬嗍靼l(fā)育的具體情況，首次將格賓石籠攔擋壩引入到泥石流治理的工程治理中。玉樹災(zāi)后重建的工程實(shí)踐表明，該新技術(shù)的工程治理措施是非常成功的，在重建工程中得到了一致好評，目前該項(xiàng)技術(shù)在當(dāng)?shù)氐玫酱罅客茝V。因此，將該地區(qū)格賓防護(hù)工程的具體施工及注意事項(xiàng)系統(tǒng)的總結(jié)，對后續(xù)重建工作的開展及其他地區(qū)相似工程的施工具有十分重大的意義。

1 格賓石籠結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

（1）格賓石籠結(jié)構(gòu)。格賓石籠結(jié)構(gòu)物是用雙絞合六邊形金屬網(wǎng)片拼裝成箱籠，然后裝填石料堆筑而成，可用于河流護(hù)岸以及邊坡支擋等。金屬網(wǎng)片采用高強(qiáng)耐磨防腐的低碳鋼絲（根據(jù)需要鍍鋅或涂樹脂保護(hù)膜）經(jīng)專用機(jī)器編織而成。根據(jù)玉樹地震災(zāi)區(qū)泥石流發(fā)育的情況，首次將格賓石籠技術(shù)引入到泥石流治理的工程治理中，由格賓石籠組成攔擋壩，以攔截上游泥石流物源。

（2）格賓石籠攔擋壩特點(diǎn)。格賓石籠是一種柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)，在河流護(hù)岸、道路、水利、水土保持以及邊坡防護(hù)等工程中得到廣泛的應(yīng)用。作為一種新型攔擋結(jié)構(gòu)主要具有如下特點(diǎn)：①高強(qiáng)耐久性：金屬絲采用高強(qiáng)耐磨防腐的低碳鋼絲，并在表面鍍鋅或涂樹脂保護(hù)膜，具較高的強(qiáng)度和耐久性。同時金屬網(wǎng)孔為六邊蜂巢型，最能符合力學(xué)原理，采用雙絞的方式編織而成，即使一兩根金屬線斷了網(wǎng)狀物也不會輕易解開。具備較強(qiáng)的抵御自然破壞和惡劣氣候影響的能力。②透水性：格賓網(wǎng)箱內(nèi)部石料采用壘砌的方式屬多孔隙結(jié)構(gòu)，具良好的排水性能。既能有效地排水，又能有效地?cái)r泥石流擋固體物源。③整體性和柔韌性：各格賓網(wǎng)箱之間緊密連接形成一個整體的柔性結(jié)構(gòu)，對各種地層結(jié)構(gòu)均具有良好地適應(yīng)性。無結(jié)構(gòu)通縫，整體具較好的延展性，地震發(fā)生時網(wǎng)箱內(nèi)的松散石料會通過自身調(diào)節(jié)適應(yīng)變形，整體結(jié)構(gòu)不會被破壞，非常適用于地震區(qū)域。④施工簡便環(huán)：與鋼筋石籠攔擋壩相比，格賓網(wǎng)箱編制簡單，網(wǎng)眼小，無需鋼筋石籠的電焊縫接，這對山區(qū)泥石流治理是非常有利的。

2 格賓石籠施工流程及技術(shù)要求

（1）施工準(zhǔn)備：依據(jù)設(shè)計(jì)文件對相關(guān)材料進(jìn)行采購并安排人員、儀器、設(shè)備等的進(jìn)場。

（2）基礎(chǔ)開挖：采用機(jī)械和人工的方式對格賓石籠的基槽進(jìn)行開挖與修整。不得超挖，一般機(jī)械開挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高上50cm時，然后采用人工配合機(jī)械的形式進(jìn)行修正。保證在允許誤差范圍內(nèi)（平面位置允許誤差±40mm、高程允許誤差±30mm、坡面不平整度的相對高度差允許范圍±30mm）。

（3）格賓組裝與就位：格賓在運(yùn)輸搬運(yùn)過程中難免會有所變形，因此在組裝前需采用鉗子等工具對格賓單元進(jìn)行校正，校正過程中避免損壞網(wǎng)線表面鍍層。格賓網(wǎng)片組裝時應(yīng)注意：①間隔網(wǎng)與網(wǎng)身應(yīng)成90°相交；②綁扎線必須是與網(wǎng)線同材質(zhì)的鋼絲，且每一道綁扎必須是雙股線并絞緊；③間隔網(wǎng)與網(wǎng)身的四處交角各綁扎一道，與網(wǎng)身交接處每間隔25cm綁扎一道。相鄰網(wǎng)箱之間應(yīng)在四角處，框線及折線每間隔25cm處各綁扎一道，且網(wǎng)片結(jié)合面每平方米綁扎2處，力求形狀規(guī)則、整體連接、絞合牢固。

（4）石料填充：所填充石料應(yīng)位堅(jiān)固密實(shí)，耐風(fēng)化，級配良好的碎石或卵石，重度大于17kN/m3，切忌使用風(fēng)化石。裝填時應(yīng)注意如下事項(xiàng)：①向各個格賓內(nèi)投料時應(yīng)同時均勻，不可一次性投滿單格網(wǎng)箱；②一次投料厚度應(yīng)控制在30cm以下，1m高箱籠應(yīng)以4次投滿為宜，每層石料投放后應(yīng)在前后面板間設(shè)加強(qiáng)鋼絲，保證格賓為一連續(xù)的整體結(jié)構(gòu)。同時為防止石料沉降導(dǎo)致箱籠松弛，石料填充應(yīng)有2～3cm的適宜超高，空隙處以小碎石塞滿；③格賓四周應(yīng)填充塊徑較大的石料，中間部分可相對較小，石料間應(yīng)相互搭接，可防止石料的擠出增強(qiáng)穩(wěn)定性；④石料應(yīng)填充密實(shí)，外露面應(yīng)平整美觀。

（5）封閉箱蓋：對蓋板邊緣與豎直面板、蓋板面與隔板上邊緣之間采用與網(wǎng)線同材質(zhì)的鋼絲進(jìn)行一孔繞一圈接一孔繞二圈呈螺旋狀穿孔絞繞聯(lián)結(jié)。箱蓋封閉之后，各絞合邊緣應(yīng)是一條直線且緊密靠攏。

（6）壩肩護(hù)坡：在格賓石籠攔擋壩壩肩一定范圍內(nèi)，設(shè)置漿砌石錐坡護(hù)坡，以提高攔擋壩間的抗侵蝕性。

3 格賓石籠施工質(zhì)量控制

（1）材料質(zhì)量控制：①格賓網(wǎng)金屬絲的化學(xué)性能、力學(xué)指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。網(wǎng)片網(wǎng)孔必須均勻，不得扭曲變形，網(wǎng)孔孔徑偏差應(yīng)小于設(shè)計(jì)孔徑的5%。鋼絲與樹脂膜必須緊密結(jié)合，去5cm長度以手指扭轉(zhuǎn)，不可有轉(zhuǎn)動現(xiàn)象。涂膜質(zhì)量、厚度必須符合設(shè)計(jì)規(guī)定。涂膜材料抗拉強(qiáng)度應(yīng)不小于25MPa，斷裂伸長率不低于180%。②填充料必須堅(jiān)固密實(shí)、耐風(fēng)化，應(yīng)采取粒徑級配好的碎石或卵石、以及砼碎塊。填充料（碎石、卵石或砼碎塊）的最小粒徑應(yīng)大于5cm，最大粒徑一般應(yīng)小于30cm，網(wǎng)箱必須有80%以上大于網(wǎng)孔孔徑，并必須滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的粒徑要求。

（2）格賓石籠基礎(chǔ)質(zhì)量控制：①鋪設(shè)格賓基礎(chǔ)位置、高程、平整度以及基礎(chǔ)密實(shí)度、基底的承載力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，需要時應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)處置。②格賓石籠開挖的基礎(chǔ)幾何尺寸應(yīng)在允許偏差范圍內(nèi)：高度±10%，寬度±3%，長度±3%。面層平整度應(yīng)在3cm以內(nèi)。

（3）格賓石籠質(zhì)量控制：①網(wǎng)箱的幾何尺寸應(yīng)在允許偏差范圍內(nèi)：高度±5%，寬度±3%，長度±3%。墻面平整度應(yīng)在5cm以內(nèi)，擋墻垂直度應(yīng)滿足傾斜度≤0.5%的要求。②格賓石籠壩頭，應(yīng)深入壩肩巖土體不小于0.5m。

4 結(jié)語

（1）格賓石籠作為一種新型防護(hù)結(jié)構(gòu)主要具有高強(qiáng)耐久性、透水性、整體性和柔韌性以及環(huán)境親和性等，廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐，對玉樹地震災(zāi)區(qū)具有較好的適應(yīng)性。

（2）格賓石籠施工流程主要分為施工準(zhǔn)備—測量放線—基礎(chǔ)開挖—格賓組裝與就位—石料填充—封閉箱蓋—臺背回填等。

（3）為確保格賓石籠施工質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格控制格賓材料質(zhì)量、格賓護(hù)墊質(zhì)量以及格賓石籠質(zhì)量，并做好壩間的護(hù)坡。

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