雷諾護墊在河道治理工程中的應(yīng)用.doc

雷諾護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結(jié)構(gòu)的影響、而且植物無法在堅硬的結(jié)構(gòu)坡面上生長、同時混凝土、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。而雷諾護墊結(jié)構(gòu)在工程安全性、經(jīng)濟性、施工進度控制和生態(tài)性方面都要優(yōu)于混凝土、漿砌石等剛性結(jié)構(gòu)。本文重點介紹了雷諾護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樁號開始至金洪洛河河口下游200m，樁號5+900，全段長5.9km。圖1 設(shè)計斷面示意圖該河段的整治采用雷諾護墊防護方案，設(shè)計斷面見圖1；由于河底及岸坡坡腳處受沖刷破壞嚴重，河底采用厚50cm雷諾護墊進行治理保護，岸坡上從河底至設(shè)計洪水位采用厚30cm的雷諾護墊，且護墊下鋪設(shè)土工布（300g/m2）。設(shè)計洪水位以上部分，只做植草防護。2 雷諾護墊護坡2.1 歷史起源雷諾護墊是一種生態(tài)護坡技術(shù)，由于人們對水環(huán)境越來越高的要求以及對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)點有整體性、柔性、經(jīng)濟性及施工便捷等。相關(guān)理論研究與設(shè)計方法亦日趨成熟。時至今日，其主要應(yīng)用于堤坡、岸坡坡面防沖刷護砌和河（渠）床底、坡腳等淘刷防護。2.2 自身特點和優(yōu)越性雷諾護墊，是以低碳鋼絲機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。（1） 柔韌性：以低碳鋼絲為組合體的結(jié)構(gòu)，使其具有很強的柔韌性，也使其能夠適應(yīng)局部沉陷變形，且可自行調(diào)整愈合，阻止進一步的變形。（2）耐久性：加上硬質(zhì)石塊的機編六邊形低碳鋼絲網(wǎng)面形成一個大的耐久性強的整體。（3）環(huán)保性：產(chǎn)品的防護效果是通過石料填充來達到，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周邊微生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)，保證了護墊的完美環(huán)境親和性。（4）透水性：因為產(chǎn)品具有較好的自然透水性，雷諾護墊安裝后，護墊后的水頭并不會明顯增加。該結(jié)構(gòu)同時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)濟性： 護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)，施工時只需要有限的機械設(shè)備、不需要熟練工。如果設(shè)計和施工合理，該結(jié)構(gòu)使用壽命長，且無需維護。而混凝土結(jié)構(gòu)、漿砌石結(jié)構(gòu)岸坡防護為傳統(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)濟性、施工進度控制和生態(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，對近兩年來在中小河流治理工程中采用的護坡型式進行調(diào)查，調(diào)查結(jié)果見表1護坡類型調(diào)查表。 表1 護坡類型調(diào)查表 編 號調(diào)查項目護坡型式岸坡護岸的設(shè)計與施工現(xiàn)狀分析工期（月）單價（元/m3）工程量（m3）總價（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墊1.21001200129欒川縣伊源河河道治理工程雷諾護墊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坡型式為漿砌石護坡，20%采用混凝土護坡，10%采用雷諾護墊護坡。3.2 工程設(shè)計的認可本次雷諾護墊防護設(shè)計方案在河南省水利廳專家評審過程中，得到專家和相關(guān)水利管理部門的一致認同，并推薦在河道治理系列工程中推廣雷諾護墊護坡的工程應(yīng)用。通過以上行政管理部門的認可及對施工現(xiàn)場的走訪調(diào)查，目前河道治理工程應(yīng)用雷諾護墊護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 施工工藝雷諾護墊的施工順序，大致分為四個步驟：組裝將雷諾護墊單元鋪展到設(shè)計位置填充石料蓋板。參見圖2。圖2 雷諾護墊施工順序示意圖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，地面需有一定堅實度，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墊的前、后板上。雷諾護墊在組裝后，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，每個邊的頂部都水平。最后用絞合鋼絲把雷諾護墊的邊連接。3.3.2 擺放到設(shè)計位置：將護墊完成組裝以后，并列地擺放在設(shè)計位置。然后用鋼絲或鋼環(huán)把所有相鄰空護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，建議用硬木栓將護墊最上面的面板固定在地面。雷諾護墊的曲率半徑為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，抗壓強度大于600kg/cm2。根據(jù)護墊的不同的高度，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：將護墊蓋鋪上，用適當(dāng)?shù)墓ぞ甙炎o墊蓋和即將被連接的邊拉近。護墊蓋和所有的邊、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，將護墊蓋連接在雷諾護墊的端板，邊板和隔板上。3.4 工程效益雷諾護墊護坡方案可使分部工程工期縮短30%。雷諾護墊可按設(shè)計要求，工廠化生產(chǎn)制作出半成品，施工現(xiàn)場按施工圖進行組裝定型。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)濟效益方面，雷諾護墊護坡方案可降低分部工程投資的20%。雷諾護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)，只需要有限的機械設(shè)備、不需要熟練工。如果設(shè)計和施工合理，該結(jié)構(gòu)使用壽命長，且基本無需維護。在生態(tài)效益方面，雷諾護墊后期綠化率可達到100%。雷諾護墊具有自然透水性，安裝后，護墊后的水頭不會增加。同時能夠保證天然水體與地下水的自然交換，進一步加強了環(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墊基本相同，但材料施工單價漿砌石是雷諾護墊的3.5倍，且比雷諾護墊多用了40%的工期；單位面積情況下現(xiàn)澆混凝土板用量與雷諾護墊要少，但材料施工單價比雷諾護墊多2.1倍，總價比雷諾護墊高，且用雷諾護墊相比現(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)展到一種相對高級形態(tài)的必然結(jié)果。雷諾護墊是一種兼?zhèn)淙嵝耘c整體性的護砌結(jié)構(gòu),其良好的護坡與防沖性能，以及極佳的與環(huán)境的融合性, 在保護環(huán)境、防止水土流失