格賓網(wǎng)在山區(qū)河道治理設計中的運用

【摘要】格賓網(wǎng)由于其結構的優(yōu)越性，使其在河道整治工程中得到充分的利用。本文通過介紹其結構計算內容，來進一步推廣格賓網(wǎng)在山區(qū)河道設計的應用。根據(jù)格賓網(wǎng)在貴州省龍里縣新民河治理工程中的應用情況，可供同類河道治理工程設計參考。

【關鍵詞】格賓網(wǎng)；河道治理；方案選擇；河堤設計計算

貴州省屬于典型山區(qū)，山區(qū)河流流域面積通常較小，河床坡降大，匯流時間短，洪水暴漲暴落，沖擊力強，洪水的沖刷和侵蝕毀壞能力強，導致小流域洪水破壞性大，暴雨之后極易發(fā)生洪澇災害。在大力倡導人與自然和諧相處的今天， 河道生態(tài)問題倍受關注。格賓是一種將鍍膜鋼絲網(wǎng)片組裝成箱籠， 并裝入塊石等填充料后， 用作護岸或代替?zhèn)鹘y(tǒng)擋土墻的一種新型砌石結構。在山區(qū)河道整治程中，為了解決生態(tài)效果、防沖、后期維護等問題，采用了新型護砌材料格賓網(wǎng)。格賓網(wǎng)具有安全性、柔性、環(huán)保性、經濟性及施工便捷性等諸多優(yōu)勢，目前已在國內工程中得到了廣泛應用。

1、工程概況

貴州省龍里縣新民河五里橋至牛關堡段河道治理工程位于龍里縣麻芝鄉(xiāng)。地屬龍里縣東部，距離龍里縣城7公里，處于東經107°01′—107°07′，北緯26°27`—26°30`，東鄰麻芝鄉(xiāng)，西連龍山鎮(zhèn)，區(qū)位優(yōu)勢獨特。鄉(xiāng)境內黔桂及湘黔鐵路，廈蓉高速公路橫貫境內，交通運輸條件好。

新民河五里橋至牛關堡段河道，現(xiàn)有防洪能力低，洪災頻繁，水災損失大。由于城鎮(zhèn)防洪缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃和建設，長期以來河床淤積嚴重，河道兩岸雜草叢生，河道狹窄，大部分河段無河堤，致使河道行洪能力每年降低。為了確保人民生命財產安全，確保城鎮(zhèn)建設及全縣經濟的快速發(fā)展，該河段的治理，已勢在必行，刻不容緩。

2、工程標準和等別

龍里縣麻芝鄉(xiāng)新民河五里橋至牛關堡段治理工程治理河段為麻芝鄉(xiāng)五里橋至牛關堡段，總長5275m，兩岸建堤總長10412m。

本工程保護農田0.35萬畝、受益人口0.376萬人。對照《防洪標準》（GB50201—2014）、《堤防工程設計規(guī)范》（GB50286—2013）， 貴州省龍里縣麻芝鄉(xiāng)新民河五里橋至牛關堡段治理工程防洪堤等級為Ⅴ級，防洪標準為5年一遇，治理河道堤防工程建筑物級別為5級。

3、河道整治建筑物方案比選

方案設計遵循的原則是：

安全可靠：即不管采用何種結構、何種方法，必須滿足規(guī)范要求，經得起實踐檢驗。

經濟節(jié)約：以全壽命周期成本為原則，以采用新技術、新材料、新方法為手段，以資源節(jié)約為目標。

技術創(chuàng)新：以新理念為指導，以創(chuàng)新應用為宗旨，探索應用新材料、新結構、新工藝。

生態(tài)環(huán)保：改造自然但不破壞自然的平衡，實現(xiàn)人與自然和環(huán)境協(xié)調發(fā)展。

和諧自然：以構筑物融入自然為出發(fā)點，實現(xiàn)人與自然和諧、物與自然和諧。

如果采用漿砌石重力堤硬質渠化了河道，阻斷了水土交換，喪失自凈功能，破壞了生態(tài)平衡，違背實現(xiàn)人與自然和環(huán)境協(xié)調發(fā)展。經綜合比較，本工程按生態(tài)型土堤（格賓擋墻+草皮護坡）設計，河道深2～3m，下部斷面底凈寬為2m，高3.2m，護堤為直立格賓重力式擋墻，頂寬1m；高出常年水位護堤部分采用草皮護坡，以滿足過洪和施工斷面為準，需河寬為15.1～16.1m。

4、工程設計計算

4.1 設計基本資料

4.1.1氣象

麻芝鄉(xiāng)多年平均氣溫14.8℃，最熱月（7月）均溫23.6℃，最冷月（1月）均溫4.7℃，極端最高氣溫34.4℃（1988年5月6日），極端最低氣溫-9.2℃（1970年1月5日）；多年平均日照時數(shù)1241.6h，日照百分率28%；多年平均風速2m/s。多年平均降水量為1078mm。年平均霧日數(shù)18.4d，大風日數(shù)2.4d，冰雹日數(shù)1.1d，雷暴日數(shù)46.8d，無霜期287.6d。

4.1.2地質特性及參數(shù)

為泥盆系上統(tǒng)高坡場組（D3g）及石炭系下統(tǒng)大塘組（C1d）地層，巖性為中至厚層白云巖及少量砂巖夾煤層。巖石堅硬完整，風化較弱，強風化層厚約0.5～1m。第四系殘坡積層（Qdel）粉質粘土及河床沖積層（Qpal）砂、礫石不連續(xù)分布，厚度0～5m，建議河堤基礎置于基巖頂部強風化層上，基礎開挖深度為0.5～1m。下部為第四系沖積砂卵石層，顆粒大小不一，可作為堤基持力層，基礎開挖深度為1.2～2.0。強風化基巖力學參數(shù)建議值：承載力為350～450KPa， 摩擦系數(shù)?=0.45～0.5。砂卵石層力學參數(shù)建議值：承載力為250～350KPa，摩擦系數(shù)?=0.35～0.4。

4.1.3設計參數(shù)

根據(jù)《堤防工程設計規(guī)范》GB50286-2013確定建筑物的抗滑抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)和安全加高值。

4.2設計計算

格賓擋墻穩(wěn)定分析計算

格賓擋墻在進行土壓力計算時，采用庫倫土壓力理論。

1 物理參數(shù)指標：

填土：內摩擦角φ=35°，凝聚力c=28kN， 土濕容重γ濕=18.5kN/m3，土飽和容重γ飽=20.9kN/m3 。

框格填石：容重γ=17.5kN/m3 。

砂卵石層：摩擦系數(shù)f=0.4

2 抗滑穩(wěn)定性分析

格賓重力式擋墻的抗滑穩(wěn)定性與傳統(tǒng)的重力式擋墻一樣，安全系數(shù)：

其中：R —為抗滑力； S—為滑動力；

f—基底摩擦系數(shù)，取0.4～0.6。

經計算滿足規(guī)范要求，結構安全。

5、結語

格賓網(wǎng)具有抗變形能力強， 滲透性好， 抗腐蝕和防沖能力強， 有利于生態(tài)環(huán)境保護， 造價較低， 施工方法簡易等顯著優(yōu)點， 是山區(qū)河道整治工程中很有前途的護坡材料。采用格賓網(wǎng)護坡， 既能解決河道沖刷問題， 同時又能解決人與環(huán)境和諧、共生的需求。格賓網(wǎng)作為一種新型的護坡材料， 在河道治理中應大力推廣使用。為此，首先應加強對格賓網(wǎng)的設計理念及施工工藝的學習，同時應在施工過程中加強質量控制和施工管理。最后格賓作為一種新的技術， 還有許多技術要求尚待完善規(guī)范， 本設計若有不足之處， 敬請批評指正。

參考文獻：

[ 1 ]貴州水利科技開發(fā)有限責任公司。貴州省龍里縣麻芝鄉(xiāng)新民河五里橋至牛關堡段治理工程初步設計

[ 2 ]《堤防工程設計規(guī)范》GB50286-2013

[ 3 ]《防洪標準》（GB50201—2014）

[ 4 ]沈長松、中國水利水電出版社《水工建筑物》

作者簡介：鄧剛（1980—），男（苗族），貴州貴陽人，助理講師，主要從事水利專業(yè)教學工作.