淺議雷諾護墊在庫區(qū)防護工程中的應用

鄒建

江西省建洪工程監(jiān)理咨詢有限公司,江西 南昌 330029

1 概述

于都縣躍洲水利樞紐工程是一座集水力發(fā)電、改善河段水環(huán)境質量、旅游、航運等效益為一體的綜合性中型水利工程，隨著社會經濟的不斷發(fā)展，對環(huán)境尤其是水環(huán)境的要求越來越高，在新建水利工程中對現(xiàn)狀河道進行生態(tài)型河道整治勢在必行。生態(tài)型河道的要求，首先是河岸能滿足防洪抗沖標準要求，主要是構建能透水、透氣、生長植物的生態(tài)防護平臺；另一個要求是河道護岸能滿足生態(tài)平衡要求，建立良性的河岸生態(tài)平衡系統(tǒng)，對河道的生態(tài)系統(tǒng)起到修復和改善的作用。即改造自然但又不破壞自然生態(tài)平衡，二者的結合體現(xiàn)了“人與自然和環(huán)境協(xié)調發(fā)展和諧相處”的理念。

傳統(tǒng)的護岸結構在結構穩(wěn)定性、水土保持以及防洪治澇方面取得了較好的效果，但與周邊的生態(tài)環(huán)境、人文環(huán)境、社會環(huán)境等方面不太協(xié)調，對河道生態(tài)平衡和水環(huán)境凈化產生了一定影響，使得河道天然的自凈能力以及自然河流的生物鏈受到較大影響，傳統(tǒng)的護岸結構帶來的環(huán)境問題越來越引起重視。而雷諾護墊生態(tài)護岸結構在防侵蝕或防沖刷保護河岸方面不僅能滿足工程安全穩(wěn)定的要求，同時兼顧環(huán)境保護和生態(tài)修復的功能，彌補傳統(tǒng)的護岸結構的不足，躍洲水利樞紐工程進水渠護岸就是根據雷諾護墊以上特點和優(yōu)點選用雷諾護墊這種護岸結構型式。

2 雷諾護墊護岸概述

護岸設計的基本原理是防護材料的抗沖能力要大于水流的沖刷能力，當防護材料的抗沖流速大于水流的沖刷流速時，防護材料可視為穩(wěn)定的防護體，不會在水流的沖刷下發(fā)生位移，從而起到防治沖刷的發(fā)生，保護基礎層的穩(wěn)定，從而達到維持岸坡穩(wěn)定的作用。雷諾護墊是由特殊防腐處理的低碳鋼絲經機器編制成的六邊形絞合鋼絲網，在工廠做成符合工程要求的網箱結構，具有較優(yōu)的網箱結構力學性能，在施工現(xiàn)場采用設計級配的石料填充護墊，依靠雷諾護墊內部填石自身的抗沖能力，以及鋼絲網箱所能提供的限制石料位移的能力。達到抗沖和岸坡穩(wěn)定的作用，常用于岸坡防護等防止沖刷的工程。躍洲水利樞紐工程進水渠護岸設計通過多種護岸型式比較，最終選定雷諾護墊護岸的這種型式，雷諾護墊具備天然的透水性和促淤功能，有著與自然河岸相類似的表面，改善了河流水流的運行狀況，可使水流保持良好的均勻流形態(tài)，避免了高速水流的形成，解決了拋石護岸形成局部淘刷問題的難題，有利于自然植被的生長，天然植被的形成，反過來增加了護岸整體的穩(wěn)定性，延長了工程壽命，營造了良好的周邊環(huán)境。而傳統(tǒng)的護岸恰恰相反，如果有雜草生長則意味著工程逐漸老化，隨時有松動垮塌的可能。雷諾護墊作為生態(tài)柔性護坡的一種結構形式，具有環(huán)保、不需或少需維護的工程結構，很好地解決了傳統(tǒng)的剛性護砌護岸存在生態(tài)環(huán)境有破壞及不能適應變形等方面的缺陷。因此這種護岸結構型式是目前生態(tài)護岸的首選型式之一。

3 雷諾護墊的特性及優(yōu)越性

3.1 雷諾護墊的糙率確定

雷諾護墊的糙率主要由雷諾護墊的結構類型和填石的粒徑分布情況以及外包網絲控制。一般情況下不考慮外包網絲的影響。結構類型對雷諾護墊糙率的影響一般是結合工程經驗來取值，為了簡化，雷諾護墊的糙率僅與填石粒徑分布有關。根據工程運行情況總結以下經驗公式：

其中：n-糙率；d90-質量百分含量大于90%的石料粒徑。

雷諾護墊的填石粒徑范圍為70mm～150mm。

采用合適尺寸的卵石、片石或塊石，空隙率不超過30%，要求石料質地堅硬，強度等級MU30，比重不小于2.5t/m3，遇水不易崩解和水解，抗風化。對于尖狀石塊，及風化巖石、泥巖不得用做充填石料。

根據實驗室做原型試驗成果，設計時雷諾護墊參考糙率為0.0277。高于漿砌石和混凝土，其消能效果好，波浪在爬高的過程中能消耗較多的能量，降低了波浪爬高，從而有效地減低了浪壓力向地基的傳遞，更加有效地保證了岸坡土的力學穩(wěn)定性。

3.2 柔韌性與耐久性

雷諾護墊特有的柔性結構設計采用高伸張率的低碳鋼絲，雷諾護墊采用的鋼絲標準及技術參數(shù)：鋼絲抗拉強度350-500N/mm2,伸長率≥10%；網面鋼絲直徑φ2.0mm，公差±0.05mm，最小鍍層量為215g/m2；為加強構件剛度，鋼絲面板邊端采用直徑為φ2.7mm的邊端鋼絲，鍍層鋼絲公差±0.06mm，最小鍍層量為245g/m2；綁扎鋼絲直徑φ2.2mm，公差±0.06mm，最小鍍層量為230g/m2；

根據具體工程需要，鋼絲的防腐處理型式主要有厚鍍鋅、厚鍍高爾凡（5%鋁鋅合金＋稀土元素）、厚鍍鋅覆塑、厚鍍高爾凡覆塑可供選擇。

因此該體系具有很強的柔韌性及適應變形能力強，在北方寒冷季節(jié)冰的凍漲力對其無影響。同時能夠對波浪能量吸收、消散，使水體動能下降，降低了波浪在堤身的爬高以及波浪底流速，能夠有效地輔助護岸系統(tǒng)起到防護作用。

雷諾護墊具有較強的耐久性能。它還由具有優(yōu)良防腐性能的鋼絲經過機械編織，組裝而成，優(yōu)良的鍍層工藝和編織技術，保證了鍍層厚度的均勻性和抗腐蝕性。由于結構的整體性，以及和自然環(huán)境融為整體，所以在鍍層損失的情況下，不影響結構的穩(wěn)定性。

3.3 獨立性和整體性相結合、良好的透水性

雷諾護墊均可在工地現(xiàn)場組裝成型，相互綁扎成整體，連成無構造縫整體，屬于典型的柔性防護結構，具有獨立性和整體性相結合的特點，可以適應地基的不均勻沉降，工程應用中有廣泛適應。

雷諾護墊自身的透水性，一可以迅速降低岸坡后土體內由于降雨等原因嚴生的地下水位，消減孔隙水壓力，維持岸坡自身強度，降低產生滑坡的危險；二無需專門的排水設施，節(jié)省資金，提高施工速度。三可以加強水的交換能力，促進植被生長和生態(tài)系統(tǒng)的恢復。

3.4 施工簡便迅速，效率高

雷諾護墊是按設計要求在工廠生產制作出半成品，施工現(xiàn)場按施工圖進行組裝定型。整體施工操作簡便、工序少、無需特殊的技術工人、受氣候干擾小，整體施工效率頗高且質量易于保證。在有機械進行配合的時候，更加能夠加快施工進度。工人無需特別培訓。同比此類結構的施工效率高（是傳統(tǒng)結構的施工效率3到5倍），也就是說，縮短了施工周期。

3.5 生態(tài)環(huán)保和環(huán)境的和諧性

首先，雷諾護墊結構沒有采用任何污染性材料，結構的主要材料石材均是來源于自然界，輔助性主要材料鋼絲網也沒有任何污染作用。而由于結構內較多的填石孔隙可以實現(xiàn)河水和結構后土體的自由水交換，增強水體的自我凈化能力，改善水質；為各類水生動植物提供生存空間，維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡，是建設生態(tài)型水利工程首選結構型式之一。工程前期可能對自然造成的破壞，但能在較短的時間內得到恢復和改善。

無論是內部的填石還是后期長出的綠色植被，都能夠與自然融為一體，有利于生態(tài)修復與環(huán)境保護；做到了既改造自然又不破壞自然生態(tài)平衡，同時美化了環(huán)境。

4 雷諾護墊施工要點

躍洲水利樞紐工程進水渠護岸雷諾護墊的施工特點步驟分列如下：

雷諾護墊施工首先要進行施工放樣，復測工程樁號，地面高程和水下護底高程。劃定土方開挖。填坡邊界測算，整坡土方，護岸工程量。坡面土壤力學指標復測；然后進行整坡開挖，清理坡面雜物。夯實填方護岸工作面。雷諾護墊的護岸工藝流程包括：首先鋪設土工布；制作成形雷諾護墊單元格；鋪設雷諾護墊單元格；填充級配石料；雷諾護墊單元格覆蓋面網并捆扎成一護岸整體；澆注護岸壓頂抗滑砼并養(yǎng)護達標。

5 結語

我省是水利資源大省，也是深受各種水利災害影響較嚴重的省份，傳統(tǒng)的各種水利防護工程設施往往在保護河岸的同時，也阻斷了水體與地下水間的水交換，影響了植被的自然生長，并最終導致水土流失，泥沙淤積河道，河水水質下降，水體生物鏈也受到一定的破壞，同時對防護工程周邊生態(tài)環(huán)境的恢復和改善產生不利影響。

經過廣泛的理論論證及工程實踐，雷諾護墊等環(huán)保材料具有透水性和結構柔韌性較強，并能生長植被等特點，同時在確保工程自身安全穩(wěn)定的前提下，可有效保證水體與地下水系間的水交換，防止水土流失，減少水利工程建設對于環(huán)境的破壞的不利影響，并促進周邊生態(tài)環(huán)境的恢復和改善，對于目前開展綠色崛起日益重視生態(tài)和環(huán)保問題的我省而言，具有重要推廣的意義。