石籠在清原縣生態(tài)治河中的應(yīng)用

張 晴

(遼寧省清原滿族自治縣河道管理處，遼寧清原113300)

清原滿族自治縣地處遼寧省東部山區(qū)，縣域面積3 921 km2，境內(nèi)擁有大小河流103條，屬典型的山區(qū)性河道，具有河床峻陡，源短湍急，洪水漲落迅速的特點。近年來多采用石籠護岸或護坡，取得了很好的效果，石籠抗沖刷力強;多孔隙構(gòu)造，透水性強，易于生物棲息和植物生長;柔韌性高，能很好的適應(yīng)地基的變形;施工簡便，不需特殊技術(shù)。

1 石籠護坡護岸的特點

石籠護坡護岸有如下幾個方面的特點:

1.1 較好的生態(tài)性

由于石塊間存在的縫隙，非常有利于空氣和水體的自由交換，更接近于原生態(tài)河床，利于動物棲息和植物生長，石塊縫隙還可填塞拌有草籽和灌木種子的土壤，在石籠表面形成茂密的植被覆蓋，植物的根系盤根錯節(jié)，對石籠起到加筋的作用，莖葉可防沖蝕，有效抑制暴雨徑流對邊坡的侵蝕，增加土體的抗剪強度，減小孔隙水壓力和土體自重力，從而大幅度提高邊坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力［1］。

1.2 較強的透水性

由于石籠網(wǎng)箱內(nèi)的填充料為松散體，存在較多的孔隙，可以充分保證河岸與河流水體之間的水分交換和調(diào)節(jié)功能，滯洪補枯 、調(diào)節(jié)水位，增強水體的自凈能力，有利于砌體后土壤中孔隙水的排出，從而減少石籠后的地下水壓力，可以免去排水孔的設(shè)置。同時，地表水一旦入滲石籠后土中，則可以通過砌體較快地排出，有效降低地下水位，有利于建筑物的穩(wěn)定與安全。

1.3 較好的抗沖性

石籠護岸岸面相當(dāng)粗糙化及透水化，增大了糙率，減緩了流速。用作護坡或擋墻工程，結(jié)構(gòu)整體性好。據(jù)有關(guān)試驗證明，石籠防護工程的防沖系數(shù)是一般拋石防護工程防沖系數(shù)的兩倍，且拋石護岸受水流沖擊時，石頭受壓后，一旦產(chǎn)生初始移動，岸坡土壤被沖走，從而導(dǎo)致整個防護工程損壞 。而石籠受沖變形后，通過自身調(diào)整，將達(dá)到新的平衡，而整體不會遭到破壞，從而有效保護岸坡土壤不遭破壞。

1.4 較好的防浪性

由于籠內(nèi)填塊石存在一定空隙，風(fēng)浪、浪峰上拍時，浪花被粉碎，減小了浪壓的沖擊力，風(fēng)浪、浪峰退下時，因箱籠有空隙，破壞了風(fēng)浪的真空吸力，又減小了對防護工程的破壞力度，加之整體結(jié)構(gòu)可在風(fēng)浪力作用時進(jìn)行微調(diào)，避免了墻身出現(xiàn)裂縫的缺點。

1.5 較好的柔韌性

石籠網(wǎng)片的原材料可采用涂膜熱鍍鋅低碳鋼絲，構(gòu)成網(wǎng)格的鋼絲有一定的強度，不易被拉斷，箱籠整體強度較高。低碳鋼絲承受適度的變形特點，可以將全部工程連成整體，不需分縫，即使由于某種原因使結(jié)構(gòu)中斷裂一根網(wǎng)絲，也不會影響結(jié)構(gòu)的整體性?？梢猿惺艽蠓秶淖冃危圆惶?，填充料之間又充滿了空隙，具有必然的順應(yīng)變形的能力。

1.6 較好的耐久性

石籠網(wǎng)絲材料可采用熱鍍鋅低碳鋼絲。采用熱鍍工藝使表面鍍層更加穩(wěn)定，有效減少網(wǎng)線氧化作用。熱鍍鋅鋼絲使用壽命可達(dá)40～50 a以上 。如在熱鍍鋅鋼絲的外面可再加涂塑料高分子優(yōu)化樹脂膜，涂膜鋼絲除防銹功能外，還具有防靜電、耐腐蝕的作用。鋼絲使用壽命還可延長30～40 a以上。涂膜鋼絲適用于高污染地區(qū)河流防護。

1.7 價格較低廉

石籠內(nèi)填充料只要滿足抗風(fēng)化、不溶解、具有一定強度、粒徑大于網(wǎng)孔即可。石塊與鵝卵石可以就地取材，適用于交通不便的山區(qū)施工，也可以用粗加工的小塊石甚至道渣或拆下的舊混凝土碎塊。比之其它工程不需購進(jìn)大量的模板和機械設(shè)備，特別是在土質(zhì)地基基礎(chǔ)較差地段修建防護工程，可以免去地基處理的麻煩。在方便施工、縮短施工工期和避免(剛性結(jié)構(gòu))產(chǎn)生裂縫的同時，可以縮減地基處理的大筆費用，更加體現(xiàn)其價格低廉的優(yōu)越性。

1.8 施工方便

具有低施工經(jīng)費、低技術(shù)性、工期短、利用現(xiàn)場材料等特點。石籠網(wǎng)可工廠化生產(chǎn)制作出半成品，施工現(xiàn)場則按設(shè)計圖進(jìn)行組裝定型，再鋪設(shè)在整理好達(dá)標(biāo)的土坡上或在開挖好的基坑上，鋪成護坡或疊砌成箱籠擋土墻，灌進(jìn)填充料、加上網(wǎng)蓋即成［2］。

1.9 維護簡單

當(dāng)某個部位因網(wǎng)格破壞而引起石塊松動，以致被水流沖走時，只是有限的、局部的。因雙向交織的鐵絲網(wǎng)的局部損壞不易擴展，故維修起來十分簡便。

2 實際應(yīng)用中的石籠結(jié)構(gòu)形式

2.1 網(wǎng)箱石籠擋墻

清原縣夏家堡鎮(zhèn)趙卜橋上下為易沖刷段落，該段采用了網(wǎng)箱石籠擋墻，由高80～120 cm、寬80～120 cm的網(wǎng)箱石籠成階梯狀疊砌而成，然后用拌上紫穗槐種子的土填塞石籠縫隙，這種結(jié)構(gòu)型式適用攔河閘上下、橋梁上下、凹岸、流速高等易沖刷段落。

2.2 網(wǎng)箱石籠護坡

南山城鎮(zhèn)的秀水甸護村堤采用的這種型式。網(wǎng)箱石籠護坡是由厚40～60 cm，高80～120 cm，斷面為平行四邊形的網(wǎng)箱石籠貼坡疊砌而成的，砌筑一層石籠后，覆土移植當(dāng)?shù)匾环N叫柳毛的小灌木柳，再砌筑下一層石籠。該防護形式因是斜坡式防護，穩(wěn)定性和安全性較高，但因其斷面為平行四邊形，施工難度相對擋墻式石籠要大一些。

2.3 貼坡石籠護坡

渾河沔陽段采用的這種防護型式。貼坡石籠護坡是由上寬50 cm，下寬150 cm，厚40 cm的梯型斷面石籠，由迎水坡堤肩護砌到基礎(chǔ)底，一個挨一個擺放的防護型式。石縫間填筑拌有草籽或灌木種子的土，這種防護形式將工程防護與生物防護緊密的結(jié)合在了一起，植物根系盤根錯節(jié)，對石籠起到加固作用，石籠又保護了植物的根系，免受洪水沖刷［3］。

2.4 格柵石籠

渾河北三家東橋段采用的這種防護型式。格柵石籠是由厚50～100 cm，寬50～100 cm的格柵石籠成階梯狀疊砌而成，格柵網(wǎng)內(nèi)填筑卵石并用土填縫，上層土拌上草籽或紫穗槐種子填塞，這種結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)點是卵石可就地取材，缺點是春季冰雪融化時，格柵受順?biāo)碌谋诺淖矒艉颓懈?，易造成破壞?/p>

圖1 柴河趙卜段網(wǎng)箱石籠護岸

圖2 秀水甸河網(wǎng)箱石籠護坡

圖3 渾河沔陽段貼坡石籠護坡

2.5 石籠丁壩群

石籠丁壩群是根據(jù)丁壩的長度選擇適宜的間隔距離，砌筑一組石籠丁壩，兩座丁壩間的堤腳栽植耐澇的當(dāng)?shù)亓鴺?，壩坡栽植耐土質(zhì)貧瘠的刺槐和紫穗槐。生物防護最初幾年沒有發(fā)揮防護作用，石籠丁壩起到了很好的防護作用，隨著時間的增長，生物防護逐漸根系發(fā)達(dá)茁壯起來，生態(tài)和防洪效益越來越大。

圖4 渾河北三家段格柵石籠護岸

圖5 柳河南山城段石籠丁壩群

3 結(jié)語

通過對石籠護岸的實踐應(yīng)用，多孔隙的石籠雖然有很多優(yōu)點，施工簡單，整體性能好，生態(tài)效益顯著，可在自然生態(tài)河道中應(yīng)用，但在施工中一定要做好質(zhì)量控制，石塊要堅固密實、耐風(fēng)化、無水銹，最小塊徑20 cm以上，人工砌筑整齊。采用涂膜熱鍍鋅低碳鋼絲，鋼絲網(wǎng)要雙扣以上，網(wǎng)徑≤15 cm，外露面宜用較大石料，免得石料從孔中流出。石籠縫隙填充利于植物生長的表土，灌水密實。

［1］韓軍勝，李敏達(dá)，馬強.石籠在生態(tài)治河中的應(yīng)用［J］.甘肅水利水電技術(shù)，2005，41(03):281-282.

［2］周積果，李建平.石籠在生態(tài)護岸工程中的應(yīng)用［J］.中國礦山工程，2012，41(03):63-65.

［3］閆玲，趙寶連.生態(tài)格網(wǎng)石籠在水下施工的方法［J］.黑龍江水利科技，2011，39(04):275-276.