格宾石笼挡墙在城市防洪工程中的应用.pdf

消 防 安 全Maritime Safety 水上安全103作者简介：杨文宏，男，本科，初级工程师，研究方向为水利水电工程。格宾石笼挡墙在城市防洪工程中的应用杨文宏（酒泉市党河流域水资源管理局，甘肃 酒泉 736200）摘要：目前，格宾常见于各类防洪工程当中，用于构建重力式筑墙，应用时在河道、水库等领域加固以及工程防洪等取得了理想效果，由于格宾石笼在防洪领域发挥了显著优势，因此近些年开始应用至城市防洪工程建设当中。基于此，本文主要对格宾技术的特征及优势展开分析，探究其在城市防洪工程中的应用措施与施工流程，并为类似工程提供格宾石笼挡墙修筑经验。关键词：格宾石笼挡墙；城市防洪；应用举措0 引言格宾也叫做格宾网或者格宾石笼，是一类由低碳钢丝制作而成的网状材料，格宾网优势较多，尤其是凭借较强防腐能力而广泛应用至防洪工程领域。格宾石笼网的网状与蜂窝相似，格宾网可以制成格宾网箱，而格宾石笼挡墙主要由格宾网构成，是新技术、新材料的代表且优势极多，因此现阶段被广泛应用于水利工程、堤防工程以及城市防洪当中。1 格宾石笼的应用技术特征1.1 格宾石笼的应用特征目前格宾石笼已经广泛应用到生态护坡和城市防洪房中，在防洪应用过程中格宾石笼具有以下优势：1）格宾石笼的制作方式非常简单，对于技术人员的要求不高，施工人员仅仅需要将提前准备好的格宾网进行编制后便可投入使用，通常情况下格宾石笼由1 人操作即可完成，但是由于格宾网在编制完成后需要填充石块以形成格宾石笼挡墙，因此在填充阶段时若使用的填充石块过大，那么就需要大量劳动力配合完成。在格宾石笼的堆积成墙主要借助机械操作，格宾石笼的构成形式非常简单，仅包括钢丝网和石头两部分，因此材料获取非常便捷1。2）格宾石笼的抗腐蚀能力较强，在城市防洪过程中面临的主要问题之一就是材料不耐腐蚀，由于防洪工程材料需要长时间浸泡在水中，因此材料的防腐能力必须满足应用需求。农田水利工程生态护坡养护工程中所使用的材料同样应当具备耐腐蚀能力，一旦工程材料出现锈蚀，那么便会对工程的整体质量造成影响。格宾石笼中所使用的钢丝和石头均具有较强抗腐蚀能力，且不受暴雨等极端天气的影响，因此能够成熟应用到防洪工程当中。3）格宾石笼的稳定性和韧性较强，能够适应护坡土体的变化，此外格宾石笼也不会出现大型离地间隙，这将会使得防护防洪工程更加可靠2。1.2 格宾石笼挡墙的技术特征与传统抛石固基技术相比较，格宾重力挡墙具有以下技术特征：1）格宾石笼挡墙的耗材要远低于抛石固基技术耗材，但是效果却要高于传统工艺，这不仅能够提升生产效率，而且还能够降低工程开支。2）格宾石笼挡墙的韧性较好，这得益于格宾网良好的韧性，使用格宾网制作的挡墙能够完美应对变形、下沉和洪水冲刷，且墙体的基本性能不会发生改变。3）整体性较好，格宾重力挡墙是由碎石聚合而成，并使用绞合钢丝等将碎石连接成整体，整体结构不存在薄弱点，这能够消除墙体中的接合隐患。4）挡墙的耐久性较强，墙体中格宾网钢丝由于镀锌工艺制作而成，这能够极大延长格宾网的使用寿命，即便是在非常恶劣的环境下，格宾网钢丝仍然能够正常使用 50 年以上，而作为挡墙材料之一的石块使用寿命则更长3。5）格宾石笼当前的修复方式非常简单，若格宾网出现断裂或者需要增加减少时，只需要调整格宾网即可，具有灵活方便的特性。6）墙体的施工非常方便，既可以通过机械，也可消 防 安 全水上安全 2023 年 第12 期104以通过半人工、半机械的方式施工，且对人工经过简单培训以后便可以展开施工作业。7）可以就地取材，格宾石笼挡墙的材料来源非常广泛，仅需要尺寸为 100250 mm 的石块即可，除了石块以外也可以使用石片或者鹅卵石，这有效控制了墙体修建的成本。2 格宾网材料质量控制2.1 格宾网质量、尺寸控制格宾网是构成格宾石笼墙体的主要材料之一，由低碳钢丝制造而成，经过在网内填充石块材料后便可形成防护防洪墙体。目前市场中格宾网销售渠道较多，质量也参差不齐，虽然格宾石笼挡墙具备一系列优势，但是这些优势均以材料质量为基础。市场中格宾网以镀锌低碳钢丝工艺为主，但是也存在 10%铝锌合金、聚合物镀锌镀铝类工艺等等，采购人员可以按照工程实际需求选择定制格宾网，同时按照工程要求确定钢丝的直径。在格宾网选择过程中需要通过以下几个方面做好质量控制：首先，整体网面必须整洁无异物，没有断点、破损和生锈情况。其次，确定格宾网网孔的尺寸和网丝、边丝等直径，在网孔测量过程中需要精确到毫米，且在测过程中应当测量大于等于 10 个连续网孔双绞合轴线距离，并得出平均值供工程施工参考，上述测量内容需要分别满足 YB/T 41902018、YB/T 42212016 中的尺寸偏差要求4。2.2 格宾网网丝、网片抗拉能力测试采购之前需要按照工程需求做好格宾网网丝和网片的抗拉能力，通常情况下格宾网钢丝的抗拉强度为350500 MPa，断裂伸长率12%，网孔80 mm 100 mm，网片网丝直径为2.7 mm，边丝直径为3.4 mm，绑丝直径为2.2 mm，网片的抗拉强度应35 kN/m。在现场测试抗拉能力过程中应按照以下要求：1）所使用的格宾网必须随机选择，同时尺寸不能低于 400 mm400 mm，只有随机选择才能够代表网面最为真实的水平。2）严格限制试验环境的温度湿度，温度应为1035，湿度应当超过 50%。3）试验人员需要将加载速率控制在 6 mm/min。4）试验人员应当提前施加 4 000 N 荷载，目的为保证格宾网每一根钢丝受均匀拉力。5）在试验过程中若出现钢丝断裂情况，那么在首根钢丝断裂以后就应当立即停止试验，但是如果网面钢丝没有断裂而是呈现出向外分散的状态，那么应当继续测试且直至拉力峰值出现，若网面外翻时钢丝断裂，则需要立即停止试验。6）为了确保格宾网受力均匀，试验阶段需要将整个网面固定在装置当中，试验样品上下需要翻边，确保样品满足设计指标5。2.3 格宾网网片盐雾试验通过盐雾试验可以迅速检测格宾网内存在的孔隙以及损坏的缺陷等等，由于能够引起金属腐蚀的因素较多，因此，仅通过盐雾实验可能无法确保格宾网钢丝对外界环境的抗性但是盐雾试验检测格宾网抗腐蚀能力的效果是值得肯定的，在试验过程中需要重视以下几点：1）试验中所应用于试验的设备的材料必须具备抗盐雾腐蚀能力，确保设备材料不会对试验的结果造成影响，且盐雾箱的容积需要大于 0.4 m3。2）做好加热系统的控制工作，确保箱内的问题，温度测量区间与箱内壁的距离应当保持在 100 mm 以上。3）试验过程中需要将喷雾的压力控制在 70 170 kPa，若压力难以控制则需要安装压力调节阀，试验时空气压力波动需要控制在 0.7 kPa，避免喷嘴在临界压力下工作。2.4 石块填充要点在石块填充前首先要检查无盖网箱，尤其是要检查网箱的捆扎质量；在石块填充过程中还需要进行试验检测：1）填充人员需要依据工程实际需求选择石块的尺寸。2）对填充石块材料进行随机抽样检测，检测的重点为样本干燥状态下的抗压强度和密度等等，只有满足设计标准以后才能够填充。城市河道防洪工程所使用的填充石尺寸通常为 120200 mm，多使用天然石块或者鹅卵石。3）在填充过程中可能会出现过度填充而导致土体承载量过大问题，因此需要采用分层分级填充方式。4）填充完成后必须保证格宾石笼内孔隙率低于30%，在填充过程中时刻注意石笼内的平整度，这是确保石笼稳定性的基础。3 格宾石笼挡墙在城市防洪工程中的施工流程3.1 施工前的准备工作格宾石笼挡墙施工前的准备工作包括测量放线、技术和施工人员准备三部分：首先，在放线阶段，需要按照从整体到局部的原则，通过做好后碎步控制工作降低测量误差，而后检验图纸，确保总尺寸和分尺寸相互统一，最后在施工区域构建统一的平面控制网、高程控制网。其次，在技术准备阶段，工程单位需要制定详细的施工计划，同时确保施工区域内所有管理层均能够掌握设计意图，以便能够将施工方案贯彻落实到工程施工当中，同时还应当组织形成施工部门，如技术部门、管理部门和施工部门等等。消 防 安 全Maritime Safety 水上安全105最后，做好施工人员的准备工作，通常情况下每个施工小组人数不能低于 20 人，在准备阶段施工作业部门需要按照现场基槽长度、格宾石笼的排数以及石块填充量等因素确定工程施工人员数量，避免由于施工人员数量不足对工程进度造成影响。3.2 施工测量施工测量包括中线测量、水平测量以及复测等等。中线测量需要对格宾石笼挡墙面层基线展开测量，直线段测量时每间隔 20 m 设定一测量桩，曲线段测量时每间隔 10 m 设定一桩，测量人员需要依照地形地势科学设定固定桩数量。在水平测量中需要设置格宾石笼挡墙的施工水准线；最后，测量人员需要复测中线桩，核对横断面并依照相关需求增加或者减少横断面的测量。3.3 开槽施工人员使用机械开槽设备开槽，人工配合清理开槽垃圾。开槽时在槽底预留 10 cm 由人工负责清理，避免超出开槽深度。开槽时做好槽底高程控制工作，两侧按照 1 1.5 比例放坡，外侧预留 8 m 左右用于运输，槽底向内放坡，中间预留排水沟，宽度为 1.5 m，深度为 80 cm，通过排水沟排出多余积水。3.4 土工布填筑铺设土工布，施工人员需要按照 SL 26098堤防工程施工规范进行铺设作业。3.5 组装格宾石笼1）组装前需要设定一块地面坚硬且空间较大的地区，便于石笼组装，同时还要避免组装对其他工作造成影响。2）从网箱内取出完整格宾单元，并使用工具校准格宾单元的弯曲变形部分。3）稳定格宾单元的四角点，将隔板竖立，所有隔板上端边缘需要位于统一水平线。4）按照一条竖直线绞合，经过绞合后的隔板处于同一竖直面。5）弯曲部位的网箱不对前面板绞合并将其折放至底板下。3.6 格宾石笼安装1）在安装前应当先放线，以此保证格宾外边沿线和地基倾斜水平满足安装要求。2）将格宾石笼按照要求摆放在特定位置，摆放时面对面、背对背，为后期填充石块提供便利。3）将不绞合前面板应用到弯曲拐角处。4）临近石笼边缘应当使用长钢丝绞合固定。5）二层以上的底部边缘与下层顶部边缘绞合在一起。6）绕紧边缘突出钢丝。3.7 格宾石笼石块填充1）所填充的石块需满足质量需求。2）填充前需要做加固处理，待石料填充完毕后去除加固装置。3）按照分层分级原则填充石料，避免一次性填充。4）填充过程中每一层的填充厚度应当控制在30 cm 左右，每填充 1/3 石料时加装 2.5 m 左右加筋拉丝两根。5）填充的石料可以适当高出石笼顶端。6）做好填充石料密度检测，整体密度需要大于1.70 t/m3。7）整平裸露石料，石料之间需要相互搭接6。3.8 封盖施工1）在绞合前需要检查整体结构，尤其是要完善石笼网弯曲、变形的区域。2）若隔板出现弯曲，那么应当将鼓出的石块拿出，并将弯曲处扳直。3）降低石头孔隙率，确保表面平整。4）盖板绞合之后，所有绞合边缘成一条直线，而且绞合点的几根钢丝紧密靠拢，绞合不拢的地方必须用钢钎校正。5）同一层面的表面必须在同一水平面上。3.9 墙后填土墙体填土同样需要按照分层原则，首先使用震动压路机静压，而后弱震、强震，最后确保压实度满足工程需求。4 结束语综上所述，格宾网石笼挡墙属于新式生态环保技术，目前已经广泛应用到城市防洪工程当中，格宾网使用寿命较长、抗腐蚀能力较强且成本较低，因此成为众多城市防洪工程的首选。格宾石笼挡墙施工技术含量较低，对施工人员的能力要求不高，仅需简单培训即可施工，同时所需要的石块材料来源非常广泛，因此性价比极高，能够满足城市防洪工程的实际需求。5 参考文献1 孟登斐.论水利防洪工程中格宾石笼的施工技术 J.大众标准化,2023(6):57-59.2 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