彭家顺 刘晓君

（江西农业大学森林培育重点实验室，江西 南昌 330045）

1.前言

石笼指的是为防止河岸或构造物受水流冲刷而设置的装填石块的笼子，石笼材料一般为低碳钢丝等材料制成。在中国，生态格网结构起源于2000多年的竹笼，羊圈工艺，李冰父子在都江堰工程中首次使用，这是传统意义上的生态格网结构；中国现代意义上的生态格网1998年起源于江南一家名为金利达的企业。如今，作为新工艺、新技术、新材料的新型生态格网结构，成功地应用于水利工程、公路、铁路工程、堤防的保护工程中。较好地实现了工程结构与生态环境的有机结合。同时与一些传统刚性结构比较起来有其自身的优点，因此在世界范围内已经成为保护河床、治理滑坡、防治泥石流、防止落石兼顾环境保护的首选结构型式。

石笼是由金属线材由机械将双线绞合编织成的多绞状六角形网制成的网箱。网片是采用优质低碳钢丝编织，钢丝的直径可达2.0-4.0 mm，钢丝表面通常还采用热镀锌保护，镀锌保护层的厚度可根据客户的要求制做，镀锌量根据ASTM 和EN 标准一般为230 g/m2以上。PVC网片是在镀锌铁丝的表面包一层PVC保护层，再编织成各种规格的网。这层PVC保护层将会大大增加在高度污染环境中的保护，并且通过不同颜色的选择，使其能和周围的自然环境相融合。双线绞合部分的长度不得低于50 mm，以使双线绞合部分钢丝的防腐层不受损伤。

2.水土保持工程上的应用

2.1 石笼挡墙在矿区生态恢复的应用

以陕西潼关小秦岭金矿生态修复案例为例，他们关于山坡沟谷上游以及较为陡立的山坡上，选择引用了“格宾石笼挡墙”。“格宾石笼挡墙”的透水固渣新技术采用格宾石笼挡墙经济可行，施工方便，挡墙可承受大范围的变形，而不坍塌。同时缝隙间的淤泥有利于植物生长，可与周围自然环境融为一体；另外挡墙具有一定的渗透性，不需要专门设置排水孔，可将渣堆后部水排泄处理。

在“格宾石笼挡墙”引用之后，发挥了良好的生态效益经济效益和社会效益。通过治理，不仅缓解了建设用地供需矛盾，又增加了耕地面积，实现了经济和生态的双赢。同时，消除了矿山区开采产生的最大的重金属污染问题，修复了生态环境和生物多样性。

2.2 生态石笼在水利工程上的应用

生态石笼因石笼网兜的柔性结构，可以形成各种形状，使用方式可以是箱式挡墙，也可以是护坡等形式。多使用于河流流速湍急处，在防止水土流失、环境保护和水质保持上，具有极佳效果，因其柔性的结构能适应外力的变化，具有一定的形变和延展性。最重要的是其具有很高的透水性，完全不影响水与土的交互，而且可以在其中进行覆土，不妨碍自然植物的生长，具有相当高的水效益、水经济，结合生态膜袋的使用，可以完全还原水面以上部分，自然生态的原始面貌。

因此在具体的水利工程施工中，重点在于石块的选取，其大小要和石笼网孔隙相配。另一重点则是石笼网的选取，因新材料的运用，石笼网具有了高强度高防腐蚀性，便于运输、吊装使用，以及长时间的使用年限。我们可以看到，在水利工程上，由于石笼具有花费少，延展性强，透水性好，生态性强，所以生态石笼是优良的水利工程新技术之一。

2.3 石笼网在城市河流生态修复与护岸的应用

利用废旧轮胎、石笼网与碎石土生态袋联合，垂直叠砌生态挡墙护岸装置，不仅可以有效解决传统硬质护岸造成的河岸带生态功能弱化问题，而且在防治土质岸坡崩岸及岸坡湿胀干缩或冻胀融沉的变形破坏方面能够起到积极作用，兼具绿色环保、资源节约与循环利用、寿命长三大效益。石笼网装生态袋和废旧轮胎的生态挡墙设计方案是在每层生态袋袋体之间水平铺设植物锚杆，植物锚杆的梢端穿过石笼网孔，外露部分朝向航道侧；在石笼网挡墙外侧，设有生态防护植被覆盖层，由废旧汽车轮胎腔体中填土并栽种草本植物，再与穿过轮胎间隙的植物锚杆一起形成生态防护植被覆盖层。

石笼网装生态袋和废旧轮胎的生态挡墙设计，可以在景观层面上将水、岸和挡墙结合在一起。抵御河流对河岸侵蚀的同时，挡墙中生长的植物还能有效地净化水质，如香根草等植物不仅耐水渍，还能去除水中氮、磷等元素，进一步改善河岸周边的生态环境。挡墙中使用的废旧轮胎耐腐蚀、抗冲击，沿长了生态挡墙的使用寿命，还做到了减少环境污染。

2.4 山区水利工程的消能防冲

在山区水利工程中，使用了石笼网来进行消能防冲。石笼网是一种可填充石块的生态格网结构，包括合金钢网兜、生态格网网箱和生态格网护垫等，网兜或网箱材料由高镀锌低碳钢丝编织而成，具有柔韧性好和强度高等特点。合金钢网兜在网兜内装上石块抛入或滑入河床的过程中，网丝不易被切断，破损率低，且网兜为柔性材料，更容易贴近河底，网兜间可采用同质的钢丝绑扎，整体性强，不易被水流冲走，提高了填、堵的成功率，用于抛石防冲槽表面 可以起到有效的保护作用。生态格网网箱和生态格网护垫由专用机械编织成的热镀锌或镀铝锌低碳钢丝多绞六边形格网片组装而成，预先在网箱或网垫内装填块石，调运就位后再采用同材质钢丝进行绑扎，从而形成整体防护。目前这一技术已广泛应用于防洪堤挡墙护岸和河道护坡中。石笼网的柔性高，透水性好。防冲槽下方的石块因为水的冲刷而产生位移时，石笼网能够较好的适应外部形变，而且能够起到排水的作用。加之石笼网的制作能就地取材，适用于道路交通并不发达的山区河道施工，可以大大的节省施工时间和费用，且后期维护简便。因此，石笼网技术被广泛的运用于闸下消能防冲。

2.5 石笼在拦截坝中的应用

柔性石笼拱结构，它以石笼网和块石为材料，砌筑成拱形拦挡泥石流。将石料装入石笼后，按照结构尺寸要求层叠堆砌，石笼条块之间用钢丝进行有效的连接，并辅以拉筋加强结构整体性。石笼拱上游面设置废旧轮胎作缓冲层。在石笼附近种植根系发达植被，植被根系具有较高抗拉强度，辅助增强拦挡结构稳定性。在石笼拱结构上下游抛填大粒径的块石，保护基础免受淘蚀，增加对结构的约束。

与重力式拦挡坝比较，石笼拱在结构上更具有优势。由于石笼拱有梁系和拱系承担载荷，所以石笼拱承载能力强，安全度高。由于本身的延展适应性，在面对泥石流冲击时，石笼拱会发生适当的形变，释放压力。因为其便利性和经济性，柔性石笼拱是小型拦砂坝的优良选择。但柔性石笼拱在面对较大的冲击时，会因为自身易变形和透水性好的特点，坝体会有倒塌的可能性。因此，柔性石笼拱技术的运用要慎重考虑，并不适用于较大的工程。

3.总结

综上所述，石笼技术在生产实践中应用，具有良好的生态意义。制作石笼的材料简单，准备好铁丝网或框后，石料均可做到就地取材，省去了运输环节。相较于混凝土，减少了环境污染，且节约了人力、物力和财力。由于其自身的特点，石笼具有一定的延展性和透水性。石块之间存在缝隙，因此笼内的石块具一定的活动空间。在面对较强冲击的时候会产生一定的形变，抵消冲击力，在拦蓄沙石的同时，还可以排走水分。区别于传统的硬质护坡，石笼的制作材料可循环利用，还可以为植物提供一定的生长环境，不仅具有结构和工程意义，还被更多的赋予了生态意义。