刘 芳

（海城市水利事务服务中心，辽宁 海城 114200）

1 工程概况

大辽河位于海城市境内，系浑河、太子河汇合后，流经的北海青湾、南海青湾、刘家、耿隆、下坎子、前剪村，流入营口县境内，经营口市流入渤海，过境河长27.5km，境内堤防长度16km。大辽河防洪堤防是在原防洪堤的基础上，经1995 年防汛整治后初具规模，现防洪标准达到50a 一遇，设计流量8795m3/s，左岸超高1.7m。

大辽河地处辽河流域下游的冲积平原，河流弯曲，地势平坦，河面较宽，洪峰落差较小，当汛期浑、太两河洪峰同时汇流后峰量较大，加之下游潮水顶托，洪水下泄速度很慢，对堤防的质量要求极高，一旦出险必然会造成严重后果。因此，为创造一个和谐安定的环境，加快推进水生态文明建设，有效解决河流侵蚀冲刷、防洪能力不足的问题，大辽河左岸南海套堤护岸工程的实施势在必行。

2 格宾石笼生态护岸

2.1 常用护岸方式

保证防洪功能和岸坡稳定性是实施护岸工程的基本要求，本文结合相关资料和实践经验收集整理现阶段较常用的护岸形式及其优缺点见表1。

表1 常用护岸技术特点

综合考虑工程造价、后期管护、施工难度、材料供应、耐久性能、环境适应性、适应地基能力和抗冲刷能力等因素，本次大辽河南海段护岸工程采用格宾石笼护岸进行生态治理，治理长度400m。

2.2 格宾石笼护岸

格宾石笼主要是由镀锌网片或铅丝组装而成的类似蜂巢状结构，其内部可以填充卵石或石块等块状材料，故又称石笼网或格宾网如图1 所示。

图1 坡式格宾石笼护岸图

实践表明，格宾石笼能够充分发挥柔性与刚性，变形适应能力突出。当周边填土发生变化时，为适应新的基础状态能够充分利用自身柔性与耐磨性进行一定调整，从而避免坍塌的出现[6]。格宾石笼具有较好的稳定性与整体性，实际使用时出现个别钢丝断裂也能够保证笼体整体稳定，不会引起块体外漏、使用年限缩短和结构破坏。另外，格宾石笼填充材料之间存在一定孔隙且外围属于网状结构，可以实现水体的自由排泄，具有较强透水性，创造适宜的环境条件，有利于提高河岸生物多样性[7]。从施工工艺上，格宾石笼无需特殊技术或大型设备，工艺简单，成本造价低且施工速度快。

2.3 结构性能测试

对于采用镀锌网片组装而成的格宾石笼，其施工与验收的主要对象就是网箱及网片材料能够合理选择，这也是确保施工质量的关键[8-10]。所以，应采用科学的网片及网箱测试方法保证结构性能。

2.3.1 格宾网片

1）网片材料性能。采用双绞的方式把高强度钢丝或铅丝编织成网片状并用于大辽河南海段护岸工程，对于不同类型网片材料的要求如表2 所示。

表2 不同类型网片材料的规格

2）抗拉试验。从网片上裁剪出尺寸1m×1m的试样，采用试验机加紧钢丝网，该过程中尽可能维持其原始几何特征不变，测出初始数据；控制试验装置加载速度50mm/s，逐级加荷指导单丝发生断裂，记录此时的生产率、抗拉强度及断裂方式见表2。试验发现，网丝直径、网目尺寸越大则网片抗拉强度越高，网目类型不同的试样其伸长率相近，其变化范围为9%～14%。

2.3.2 格宾网箱

1）网箱材料性能。采用绑扎拼接的方式，将网片组合形成蜂巢状网箱，然后采用材质相同的网箱拼装成整体，用隔片每隔1m 划分成相应的格室，不同规格的材料性能如表3 所示。

表3 不同规格的网箱材料性能

3）抗压试验。对不同规格网箱利用万能试验机测试抗压强度，设定加载速率5mm/min，网箱达到最大承载力时发生破坏，此时停止加载，测试试验后最大断口长度、压前后周长比、网箱试件的峰值强度及网箱加载变形特征，见表3。结果显示，不同规格网箱的峰值强度均能够达到河岸承载力要求。在受压过程中网箱形状发生明显变化，受压初期内部的填石分布有所调整，网片产生变形；进一步加载使得网片发挥抗力作用，整体密实变硬，内部填石达到抗力峰值后发生破坏，破坏区域逐步扩大且单丝破坏；最后网片断裂无法继续承受荷载，石块散落发生破坏。

3 施工技术及实用效果

3.1 技术参数

根据不同规格的网片、网箱性能测试结果及大辽河南海段护岸工程实际情况，采用网目100mm×80mm、长2.0m×宽1.0m×高0.3m（规格一），网目120mm×100mm、长2.0m×宽1.0m×0.5m（规格二）两种网箱；石笼网箱利用镀锌铅丝（镀锌量≥250g/m）制作而成，控制2.2mm、2.7mm 和3.4mm 作为石笼扎丝、网丝、边丝直径，控制主槽深（0.8m）相较于槽顶高出0.5m。

石料质量直接关系着石笼的耐久性能，实际工程中对填石的要求有质地坚硬、表面干净、级配均匀、比重≥2.4t/m3、无风华现象以及填后孔隙率处于30%以内。为了避免石块散落，一般以网目的1.5～2.0 倍作为填石尺寸。

该工程选用杂质含量、耐久性能和强度等符合使用要求的MU40 块石为填充材料，粒径处于100～150mm 之间，其中80%以上的块石大小大于网目尺寸，其它用细碎石填充，质量≥30kg，孔隙率≤30%。

3.2 施工顺序

1）步骤1：基面处理。施工前按照现行规范和设计图纸，对石笼基面做压实处理，经验收合格后方可进入下一工序。

2）步骤2：铺设土工布。工程选用规格300g/m2的土工布，土面与铺设土工布层面不紧绷，接触牢固，搭接过程中保证缝线规则无杂物，坡面搭接宽度≥0.3m。根据规范和设计要求进行铺设施工，保证土工布铺设验收合格。

3）步骤3：施工要点。采用符合设计及施工规范要求的格宾网，由厂家输送到施工现场，通过合理拼装将前后网片、镉片构成整体，间隔网面与尽量相垂直，近进一步组装绑扎形成网箱。

采用不低于两股的同质镀锌铅丝将相邻格宾网箱每隔15～20cm 连接成整体。完成安装后填充石块，采用挖掘机将符合要求的石料放入格宾网，一般选用机械或人工的方式压实整理。每次应按照20～30cm 的填筑厚度逐层对各个网箱填筑石块，对缝隙处使用细碎石进行填塞，同时保证外部裸露石料的美观整体性。为保证结构的整体稳定，以正反八字形对石笼布设4 个拉筋，每一拉筋都要绞紧，控制间距为两网目。

3.3 实用效果

从防洪效益上，自2015 年完工以来，大辽河南海段护岸工程已安全度过6a 主汛期(7～8 月)，经滑坡、倾斜、沉降等变形观测均未发现格宾石笼护岸存在安全隐患和质量问题。

从景观生态效益上，经过后期养护及绿化栽植，格宾石笼护岸绿化覆盖达到50%以上，整体景观效果与自然环境相得益彰，现已成为海城市大辽河南海段一道亮丽的风景线。格宾石笼护岸的孔隙为小动物、鱼类创造了栖息场所，明显改善了河流水质，基本实现了改善、美化和融入环境的目标[11-12]。

从经济效益上，格宾石笼护岸施工速度快、便于就地取材，实际工期较计划工期提前1 个月，工程总投资195.66 万元，参照建筑工程信息价比浆砌块石护岸节约8%的投资成本，取得了显著的经济效益。

4 结 论

1）文章比选了浆砌石块、生态袋、自嵌式块体、格宾石笼、混凝土等护岸技术，通过测试不同规格的格宾石笼性能，提出有效测试网箱及网片的方法，格宾石笼相较于传统的混凝土等硬质结构具有更强的条件适应性和抗变形能力。

2）将格宾石笼应用于大辽河南海段护岸工程，基本解决了生态环境差、工程成本高的问题，有利于促进河流与生态系统之间的物质信息交换，保证了施工进度、工程质量以及河流生物多样性。为了进一步加强格宾石笼的推广应用，在实际工程中还需充分考虑实际情况选用合适的施工技术工艺和更优质的材料。