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生态格网在龙潭河治理工程中的运用

时间:2015-08-01 09:05 作者:晟江格宾网www.gabionchang.com 点击:

摘要: 传统河道堤防护坡以石料、水泥等硬性材料为主要建材,在设计上主要考虑边坡的稳定性和功能性,而忽略了生态环境的恢复和保护。在龙潭河治理工程中,采用了生态格网护坡工程措施,较好地实现了工程结构与生态环境的有机结合,建立起水、河堤、土壤、植物、生物之间互惠共存的河流生态。 

1、概况:
   龙潭河是珠江源头南盘江上段左岸一级支流,发源于曲靖市麒麟区白水镇的响水洞。龙潭河全长 43.1km,集水面积 546km2,控制灌溉面积 1.46万亩。并承担着麒麟区茨营乡政府驻地、茨营坝子 3.7 万人、4.2 万亩耕地及黄罗公路(黄泥堡-罗平县)、越州钢铁厂的防洪保护任务。 
   龙潭河堤防现状为土堤,大部分堤段堤身低矮、残破、单薄、淘脚严重,沿岸出现多处河岸滑坡,堤顶高程低于设计洪水位,部分河段断面小,现状防洪标准较低仅为 2~5年一遇,河道上附属建筑物年久失修,行洪受限。严重影响了河道的防洪灌溉, 威胁着防护区人民生命财产安全。 
  本次治理河段总长 7.1Km(其中龙潭河 6.6Km,格浪河 0.5Km),治理河堤总长度13.962Km(其中龙潭河 12.962Km,格浪河 1.0Km)。治理工程设计防洪标准为 10年一遇,堤防工程级别为 5级。工程治理主要内容为:疏通开挖河道,加高培厚、护砌河堤,阻水建筑物的改建或重建。 

2、治理河道护坡设计:
   龙潭河治理工程,设计选用生态格网进行河堤护坡,网格分别为格宾网垫和格宾笼。设计河堤护坡断面有两种,一种为梯形断面,2 年一遇常遇水位以下迎水坡采用格宾网装填30cm 厚块石护岸,格宾笼装块石护脚,2 年一遇常遇水位以上采用植草护坡,河堤迎水坡坡比为 1:1.5,背水坡坡比 1:1.5。标准横断面见下图: 
标准横断面图


对穿过人口居住密集的茨营乡集镇河段,为减少占地和房屋拆迁,设计河堤护坡断面为矩形。2年一遇常遇水位以下采用格宾笼装块石挡墙,2年一遇水位常遇以上采用植草护坡。标准断面见下图: 
标准断面图
3、设计选用生态格网 :
   根据工程实际,为保证工程质量,加快施工速度,提高工程安全可靠度。在龙潭河治理工程,设计选用生态格网为格宾网垫和格宾笼。技术参数如下: 
3.1、格宾网垫网丝直径为 2.2mm,边丝直径为 3.2mm,扎丝直径为 2.2mm;网孔尺寸为 80×100mm,格宾笼网丝直径为 2.5mm,边丝直径为 3.2mm,扎丝直径为 2.2mm。网孔尺寸为 80×100mm。边丝、网丝材料均为钢丝,钢丝抗拉强度为 350MPa~500MPa,断裂伸长率不小于 12%,抗扭测试按现行国家标准《金属材料线材第二部分:双向扭转试验方法》GB/T239.2执行。 

3.2、格宾网垫与格宾笼采用热镀 10%铝锌合金钢丝镀层重量达到以下要求: 
10%铝锌合金钢丝镀层重量要求
3.3、热镀 10%铝锌合金钢丝镀层的结合牢固性符合 GB2976-88标准规定,钢丝在自身缠绕八圈以上后,对钢丝表面放大拍照(放大到 12倍),镀层不得出现裂痕。 

3.4、热镀 10%铝锌合金钢丝镀层厚度均匀测量四点数值(上下左右),其中最厚处与最薄处的比值不得大于 2,且钢丝最薄处镀层厚度达到以下要求:
且钢丝最薄处镀层厚度达到要求

3.5、钢丝外包 PVC护膜厚度为 0.4mm~0.6mm,PVC原材料的密度为 1.30kg/m3~1.35 kg/m3,PVC 原材料的邵氏 D 硬度为 50~60,脆化温度不应高于-90C,抗拉强度不应低于 20.6MPa,断裂伸长率不应小于 180%。弹性模量不应低于 18.6 MPa。 

3.6、PVC 原材料的性能和耐盐雾性能和抗老化性能应满足以下要求:3000h 盐雾曝光和紫外线曝光型式试验后,PVC性能变化要求应控制在以下范围:密度不超过 6%,邵氏硬度不超过 25%,抗拉强度变化不超过 25%,耐磨损性变化不超过 10%。 

4、生态格网的优点 :
   传统的硬质护坡以石料、水泥等材料为主要建材,将河岸表面封闭起来,达到了河岸免受冲刷的目的,却阻隔了水土交换的关系,破坏了河流生态平衡,影响了河道的自净能力的发挥;同时河道高直的岸墙拉远了人与水之间的距离。而生态格网护坡将工程措施与植被措施很好的结合起来,恢复和保护了河流的生态。生态格网用于龙潭河治理工程,总结起来具有以下优点。 

4.1、生态效果好:
   生态格网其内部充填的是天然石料,具有全透水性及过滤功能,由于网箱的过滤作用,水流中的淤泥得以沉淀于网箱内的石缝中,可以促进水生植物在其中生长,还可以有针对性地在其上播种合适的植物,在保护堤岸的同时使水体与土体间的水源得以循环,不但可以促进水生植物的生长也有利于鱼、虾类生存和繁衍,促进了水体自我净化也同时改善了河流水质。所以,生态格网护坡恢复了河道的自然生态。 

4.2、稳定性好,抗变形、抗冲刷、抗震性能力强:
   生态格网其内部结构填充料之间存在大量的空隙,有利于边坡后土体内孔隙水的排出,有效地降低边坡后的地下水位,解决了孔隙水压力的影响,有利于护坡的稳定。基础格宾笼箱与护坡格宾网是通过扎丝紧密连接在一起,成为一个整体的柔性结构。能很好的适应地基变形,不会削弱整体结构,更不易断裂破坏。  
   生态格网格宾网垫抗冲流速可达 6m/s~8m/s ,比较适用于流速较高的河流护坡。在高速水流下,格宾网内的填充石料即使有小的位移,也不会被水流带走,而是经过自身的调节达到新的平衡。同时因为箱体之间的紧密连接,具有独特的抗风浪能力,格网内填充料的空隙可以粉碎浪花,分解浪压力,破坏真空吸力。由于基础格宾笼箱与护坡格宾网是一个整体的柔性结构,具有较强的抗震性。受震后不会影响其完整性,不会产生裂缝。 

4.3、耐久性好,使用寿命长,造价经济合理 :
   生态格网采用热镀锌工艺制成的高镀锌低碳钢丝,使用寿命可达 40~50年,如果在外表加塑料高分子优化树脂膜(pvc),使用寿命可延长 50~70年,并且防锈,防静电。网箱的长寿命使工程寿命延长,工程建设上上节约了投资。生态格网结构对地基处理要求较其他结构低,因而在土质、基础较差的地段,可以大大节约地基处理费用。通常情况下“生态格网”护坡工程造价低于混凝土造价,低于或接近于浆砌石造价。 

4.4、施工简便易维护、可塑性强 :
   生态格网施工快、简便。生态格网制作可在工厂完成,施工现场能组装成各种形状网箱。格网网箱安放就位,就可填筑石料进行护砌,当基础开挖完成后格网建筑物即可一次建成。施工中受气候的影响很小,不需使用大量的模板和机械设备。 
   生态格网结构易维护,各个网箱是一个个独立的立方体,当某个立方体一旦因网格破坏而引起石块松动,甚至被水流冲走时,只是有限的、局部的。又因生态格网双向交织的钢丝网的局部损坏不易扩展,维修十分简便。仅须把局部损坏的网格修铺好重新填满石料即可继续使用。 
   生态格网结构可塑性强,可在已有结构基础上进行增加或延伸,很便于在堤岸护坡中进行维修、改建和扩建。 

4.5、美化环境,改善景观,带动集镇发展:
生态格网工艺与传统工艺对比
生态格网工艺与传统工艺对比
   龙潭河穿过茨营集镇及茨营镇的 4 个村委会,治理河堤两岸村庄较为集中。通过生态格网结构的护堤护岸,在稳定河道堤岸的同时,避免了传统圬工工程带来的负面作用,改善了生态,恢复和提高了河道的基本功能。生态格网结构内由于人工覆盖或自然沉积的土壤,为人工植被或植物自然生长提供了条件,恢复了水边生态环境。下步,茨营镇将以龙潭河治理段为中心进行集镇总体规划建设,届时,已治理构筑亲水的河道生态环境,将成为人们休闲娱乐的理想场所。 
   通过龙潭河治理工程,生态格网工艺与传统工艺优缺点对比如下。  

5、生态格网在河道治理中应重视的问题:
   与传统的河道治理护坡技术相比,生态格网技术除了具有岸坡稳定性、满足河道防洪排涝、防止水土流失等功能外-,还成功解决了“绿化与硬化”的矛盾,对营造河流生态环境起到了积极的作用。结合龙潭河治理工程中生态格网技术的运用,应对以下问题引起重视。 

5.1、应对河堤的冲刷深度给予高度的重视,因为堤脚的毁坏是河岸不稳定的重要原因之一,应选用大小合适的石料装填生态格网设置到足够的深度,保证堤防稳定的同时,延长河岸生物工程的寿命。 

5.2、植被下限设置在水中太低时,多年生植被不可能沿河生长,相反,过分保守的将植被下限设置得很高时,则要处理裸露的河堤。因此,生态格网用于河道治理中,要认真进行现场调查,综合水文、水力分析,设计优化确定河堤植被下限。 

5.3、生态格网新技术在河道治理施工中尚不成熟,针对粉砂类土流失严重、淤泥类土沉降变形、护坡安全性不高、建设初期水位变化处土层支护不足等问题,应在工程建设中,不断完善设计和施工技术加予解决。 

6、结语:
   在经济发展、环境问题日益突出的今天,生态格网护坡作为一种新材料、新工艺、新技术,较好地实现了工程结构与生态环境的有机结合,具有广阔的发展前景。生态格网在治理保护河道、治理滑坡、防治泥石流、植被绿化、生态环境保护中可作为首选结构型式,在今后的河道治理中应积极推广生态格网的运用。通过格网结构工程与河道生态的有机结合,既能满足河道泄洪排涝和稳定河床,又能恢复和保护河流生态 .
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