雷諾護(hù)墊在河道治理工程中的應(yīng)用.doc

雷諾護(hù)墊在河道治理工程中的應(yīng)用李 杰 薛文斌 趙龍飛 梁向峰 朱 楠摘 要 混凝土結(jié)構(gòu)、漿砌石結(jié)構(gòu)的河道防護(hù)為傳統(tǒng)的剛性或半剛性結(jié)構(gòu), 在應(yīng)用中易出現(xiàn)不能完全克服后期不均勻沉降對(duì)結(jié)構(gòu)的影響、而且植物無法在堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)坡面上生長、同時(shí)混凝土、漿砌石等結(jié)構(gòu)表面色調(diào)為灰色、質(zhì)感生硬、破壞水體親和性等問題。而雷諾護(hù)墊結(jié)構(gòu)在工程安全性、經(jīng)濟(jì)性、施工進(jìn)度控制和生態(tài)性方面都要優(yōu)于混凝土、漿砌石等剛性結(jié)構(gòu)。本文重點(diǎn)介紹了雷諾護(hù)墊在河南省欒川縣伊源河河道治理中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞 混凝土 漿砌石 雷諾護(hù)墊結(jié)構(gòu) 河道治理 1 工程概況本文以河南省欒川縣伊源河河道治理工程為例，該工程位于豫西深山區(qū)。本次治理段從寨溝上游0+000樁號(hào)開始至金洪洛河河口下游200m，樁號(hào)5+900，全段長5.9km。圖1 設(shè)計(jì)斷面示意圖該河段的整治采用雷諾護(hù)墊防護(hù)方案，設(shè)計(jì)斷面見圖1；由于河底及岸坡坡腳處受沖刷破壞嚴(yán)重，河底采用厚50cm雷諾護(hù)墊進(jìn)行治理保護(hù)，岸坡上從河底至設(shè)計(jì)洪水位采用厚30cm的雷諾護(hù)墊，且護(hù)墊下鋪設(shè)土工布（300g/m2）。設(shè)計(jì)洪水位以上部分，只做植草防護(hù)。2 雷諾護(hù)墊護(hù)坡2.1 歷史起源雷諾護(hù)墊是一種生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，由于人們對(duì)水環(huán)境越來越高的要求以及對(duì)與自然和諧相處的追求，促使了該技術(shù)的發(fā)展。該技術(shù)由馬克菲爾公司在1894 年最先提出，并在意大利雷諾河的河道整治工程中應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)有整體性、柔性、經(jīng)濟(jì)性及施工便捷等。相關(guān)理論研究與設(shè)計(jì)方法亦日趨成熟。時(shí)至今日，其主要應(yīng)用于堤坡、岸坡坡面防沖刷護(hù)砌和河（渠）床底、坡腳等淘刷防護(hù)。2.2 自身特點(diǎn)和優(yōu)越性雷諾護(hù)墊，是以低碳鋼絲機(jī)編雙絞合成六邊形的網(wǎng)狀組合體結(jié)構(gòu)，內(nèi)填石料，主要用于水利堤防岸坡海漫的防沖刷，具有顯著的自身特點(diǎn)。（1） 柔韌性：以低碳鋼絲為組合體的結(jié)構(gòu)，使其具有很強(qiáng)的柔韌性，也使其能夠適應(yīng)局部沉陷變形，且可自行調(diào)整愈合，阻止進(jìn)一步的變形。（2）耐久性：加上硬質(zhì)石塊的機(jī)編六邊形低碳鋼絲網(wǎng)面形成一個(gè)大的耐久性強(qiáng)的整體。（3）環(huán)保性：產(chǎn)品的防護(hù)效果是通過石料填充來達(dá)到，在臨水環(huán)境中，經(jīng)過泥沙的自然沉積，其表面很容易生長植被并促進(jìn)周邊微生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)，保證了護(hù)墊的完美環(huán)境親和性。（4）透水性：因?yàn)楫a(chǎn)品具有較好的自然透水性，雷諾護(hù)墊安裝后，護(hù)墊后的水頭并不會(huì)明顯增加。該結(jié)構(gòu)同時(shí)也能夠保證天然水體與地下水的自然交換。（5）整體性：產(chǎn)品每個(gè)相鄰單元間通過鋼絲絞合，良好的整體性得到保證。（6）經(jīng)濟(jì)性： 護(hù)墊所需石料可以采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)無法利用但成本較低的碎石、片石或鵝卵石，作為填料。不需要排水系統(tǒng)，施工時(shí)只需要有限的機(jī)械設(shè)備、不需要熟練工。如果設(shè)計(jì)和施工合理，該結(jié)構(gòu)使用壽命長，且無需維護(hù)。而混凝土結(jié)構(gòu)、漿砌石結(jié)構(gòu)岸坡防護(hù)為傳統(tǒng)的剛性或半剛性結(jié)構(gòu)，易出現(xiàn)以下問題：工程結(jié)構(gòu)對(duì)于軟弱地基, 基礎(chǔ)處理難度大的工況, 不能夠完全克服后期不均勻沉降對(duì)結(jié)構(gòu)的影響；工程結(jié)構(gòu)與自然生態(tài)相矛盾，植物失去了原有的泥土環(huán)境, 無法在堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)坡面上生長；混凝土、漿砌石等結(jié)構(gòu)色調(diào)灰色、質(zhì)感生硬, 令人感覺毫無靈性。雷諾護(hù)墊結(jié)構(gòu)不僅可以克服傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)所帶來的問題，而且，在工程安全性、經(jīng)濟(jì)性、施工進(jìn)度控制和生態(tài)性方面都要優(yōu)于混凝土、漿砌石等剛性結(jié)構(gòu)。3 施工中的應(yīng)用情況3.1 工程以往應(yīng)用比例2012年9月期間，對(duì)近兩年來在中小河流治理工程中采用的護(hù)坡型式進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查結(jié)果見表1護(hù)坡類型調(diào)查表。 表1 護(hù)坡類型調(diào)查表 編 號(hào)調(diào)查項(xiàng)目護(hù)坡型式岸坡護(hù)岸的設(shè)計(jì)與施工現(xiàn)狀分析工期（月）單價(jià)（元/m3）工程量（m3）總價(jià)（萬元）1蔣溝河博愛金城鄉(xiāng)段河道治理工程漿砌石2210120025.22許昌市雙洎河治理工程漿砌石2210120025.23泌陽縣泌陽河治理工程漿砌石2210120025.24伊川縣白降河治理工程漿砌石2210120025.25商丘市洛溝（永城段）治理工程混凝土1.5350600216商丘市東沙河(梁園區(qū)段)治理工程混凝土1.5350600217新安縣澗河城區(qū)段河道治理混凝土1.5350600218衛(wèi)輝市滄河治理工程雷諾護(hù)墊1.21001200129欒川縣伊源河河道治理工程雷諾護(hù)墊1.2100120012注：調(diào)查中的河道流域面積均在500km21000km2的中小型河道；表中工程量為河道治理斷面面積相同的情況下（治理斷面河道長度=4km2）各種材料用量，工期為同工程總量條件下的施工時(shí)間。由表1可知，前期約有70%的中小型河道治理工程采用的護(hù)坡型式為漿砌石護(hù)坡，20%采用混凝土護(hù)坡，10%采用雷諾護(hù)墊護(hù)坡。3.2 工程設(shè)計(jì)的認(rèn)可本次雷諾護(hù)墊防護(hù)設(shè)計(jì)方案在河南省水利廳專家評(píng)審過程中，得到專家和相關(guān)水利管理部門的一致認(rèn)同，并推薦在河道治理系列工程中推廣雷諾護(hù)墊護(hù)坡的工程應(yīng)用。通過以上行政管理部門的認(rèn)可及對(duì)施工現(xiàn)場的走訪調(diào)查，目前河道治理工程應(yīng)用雷諾護(hù)墊護(hù)坡治理的案例大幅度上升，所占比重由原來的10%，到現(xiàn)在的40%。3.3 施工工藝?yán)字Z護(hù)墊的施工順序，大致分為四個(gè)步驟：組裝將雷諾護(hù)墊單元鋪展到設(shè)計(jì)位置填充石料蓋板。參見圖2。圖2 雷諾護(hù)墊施工順序示意圖3.3.1 組裝：從捆扎包中，將折疊的單位取出并放置在平整的地面上，地面需有一定堅(jiān)實(shí)度，然后展開并壓平成原形狀。前、后和尾板應(yīng)該翻開至垂直位置完成一個(gè)敞開的盒子形狀。側(cè)翼應(yīng)適當(dāng)?shù)恼郫B并互相交迭。所有的間隔板和尾板都要固定系緊在護(hù)墊的前、后板上。雷諾護(hù)墊在組裝后，側(cè)面，尾部和間隔都應(yīng)豎立，并確保所有的折痕都在正確的位置，每個(gè)邊的頂部都水平。最后用絞合鋼絲把雷諾護(hù)墊的邊連接。3.3.2 擺放到設(shè)計(jì)位置：將護(hù)墊完成組裝以后，并列地?cái)[放在設(shè)計(jì)位置。然后用鋼絲或鋼環(huán)把所有相鄰空護(hù)墊沿其接觸面的邊聯(lián)接，以保證其完整的結(jié)構(gòu)。在比較陡的坡面上，建議用硬木栓將護(hù)墊最上面的面板固定在地面。雷諾護(hù)墊的曲率半徑為18m21m，并可剪開做成曲線或斜角。3.3.3 填石：可以用任何合適的采石方法獲取，按照分級(jí)要求生產(chǎn)成所需的大小。但必須保證填石的硬度，而且在水環(huán)境的情況下不分解或在護(hù)墊結(jié)構(gòu)使用壽命之內(nèi)不風(fēng)化?？刹捎寐咽驂K石作為填充物，石料粒徑70150mm。硬度34，比重不小于2.6t/m3，抗壓強(qiáng)度大于600kg/cm2。根據(jù)護(hù)墊的不同的高度，超大的石塊不得妨礙用不同大小的石塊在護(hù)墊內(nèi)至少填充兩層的要求?？紤]到石料沉降，填充石料高出網(wǎng)格約23cm。3.3.4 蓋板：將護(hù)墊蓋鋪上，用適當(dāng)?shù)墓ぞ甙炎o(hù)墊蓋和即將被連接的邊拉近。護(hù)墊蓋和所有的邊、尾端和間隔板緊緊地絞合在一起?？梢允褂媒换サ碾p的和單的鋼絲圈結(jié)或鋼環(huán)加固的方法，將護(hù)墊蓋連接在雷諾護(hù)墊的端板，邊板和隔板上。3.4 工程效益雷諾護(hù)墊護(hù)坡方案可使分部工程工期縮短30%。雷諾護(hù)墊可按設(shè)計(jì)要求，工廠化生產(chǎn)制作出半成品，施工現(xiàn)場按施工圖進(jìn)行組裝定型。操作簡便、工序少、無需特殊的技術(shù)工人、受氣候干擾小，整體施工效率頗高且效果易于保證。在經(jīng)濟(jì)效益方面，雷諾護(hù)墊護(hù)坡方案可降低分部工程投資的20%。雷諾護(hù)墊所需石塊可以采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)無法利用的碎石或鵝卵石，石塊成本較低。不需要排水系統(tǒng)，只需要有限的機(jī)械設(shè)備、不需要熟練工。如果設(shè)計(jì)和施工合理，該結(jié)構(gòu)使用壽命長，且基本無需維護(hù)。在生態(tài)效益方面，雷諾護(hù)墊后期綠化率可達(dá)到100%。雷諾護(hù)墊具有自然透水性，安裝后，護(hù)墊后的水頭不會(huì)增加。同時(shí)能夠保證天然水體與地下水的自然交換，進(jìn)一步加強(qiáng)了環(huán)保效果。在臨水環(huán)境中，經(jīng)過泥沙的自然沉積，其表面可以較迅速地生長植被, 并促進(jìn)周邊微生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)，具有完美的環(huán)境親和性。4 成本與工期單位面積情況下漿砌石用量與雷諾護(hù)墊基本相同，但材料施工單價(jià)漿砌石是雷諾護(hù)墊的3.5倍，且比雷諾護(hù)墊多用了40%的工期；單位面積情況下現(xiàn)澆混凝土板用量與雷諾護(hù)墊要少，但材料施工單價(jià)比雷諾護(hù)墊多2.1倍，總價(jià)比雷諾護(hù)墊高，且用雷諾護(hù)墊相比現(xiàn)澆混粘土板可節(jié)約20%的工期。5 結(jié)語水利工程與環(huán)境的融合，越來越受到關(guān)注和重視，是水利建設(shè)發(fā)展到一種相對(duì)高級(jí)形態(tài)的必然結(jié)果。雷諾護(hù)墊是一種兼?zhèn)淙嵝耘c整體性的護(hù)砌結(jié)構(gòu),其良好的護(hù)坡與防沖性能，以及極佳的與環(huán)境的融合性, 在保護(hù)環(huán)境、防止水土流失