蜂巢格网生态护坡在河道整治中的应用.docx

蜂巢格网生态护坡在河道整治中的应用黄 国 庆何 朝 霞(长江水利委员会 机关服务局 ,湖北 武汉 430010)摘要 :河道整治护坡目前大多采用块石或预制混凝土块结构型式 ,重点解决河道受河水冲刷的边坡稳定问题 ,而忽视了河道生态功能 ;蜂巢格网护坡是一种既能确保边坡稳定 ,又能维护和恢复河道生态的结构型式 。结合 浙江省慈溪市徐家浦两侧围涂工程中的半掘浦八塘横江至九塘段河道拓宽疏浚工程蜂巢格网护坡的应用 ,介 绍蜂巢格网设计结构型式 、施工注意事项以及蜂巢格网护坡良好的结构稳定性和透水性 ,通过与其它传统的边 坡结构型式的对比 ,阐述了蜂巢格网生态护坡具有维护河道生态和边坡防护的双重效果 。关 键 词 :生态型河道 ; 蜂巢格网 ; 河道整治 ; 结构型式中图分类号 : tv861文献标识码 : a浙江慈溪市徐家浦两侧围涂工程位于杭州湾南岸慈溪市境内中西部海岸滩涂上 ,是目前国内规模和围涂面积最大的单项 围涂工程 。西北临四灶浦 ,东南紧靠淞浦 ,围区东西长约 27 km ,南北宽约 23 km ,围涂总面积 0. 7 万 hm2 。整个工程建设由近27 km 长 、50 a 一遇设计标准的一线塘 ,2. 24 km 长 、20 a 一遇设 计标准的直堤及 4 座净孔 120 m 的水闸组成 。目前 ,半掘浦八塘横江至九塘段河道水面宽 60 m 左右 ,两 岸环境差 。原半掘浦闸由于出海口涂面淤涨 、闸年久老化 、上游河道淤积 ,排涝效果仅为原设计排量的 30 %左右 。随着半掘浦 十塘闸和排涝河的建成 , 八塘至九塘段河道已成为排涝瓶颈 。半掘浦八塘横江至九塘段河道拓宽疏浚工程系慈溪市徐家浦两 侧围涂工程的一部分 ,通过设计优化采用蜂巢格网护坡 ,对完善河网水系 、改善排涝及生态条件有重要意义 。25 cm 绑扎一道 (见图 2) 。图 1 河道护坡标准断面 ( 单位 :高程 m ,尺寸 mm)1 河道蜂巢格网护坡设计结构型式本工程将原半掘浦八塘至九塘段河道拓宽至 100 m ,下游段 与半掘浦新开河道连接 ; 将八塘横江上游段 177. 8 m 河道拓宽 至 60 m。河道设计长度 1 867. 5 m。河道正常高水位为 1. 83 m。 本工程还包括河道东侧交通道路 ,设计长度 1 634 m。河道蜂巢格网 护 坡 结 构 为 : 河 底 高 程 - 0. 87 m ,河 岸 高 程2. 80 m ,两岸护坡坡比 13 ,采用河卵石结合土工格网型式 ,其自 下而上为 1 m 0. 5 m 土工网箱大方脚 、河卵石上铺 1 层土工格 网盖片 、0. 5 m 0. 3 m 土工网箱地梁 、河卵石上铺 1 层土工格网 盖片 、1 m 0. 5 m 土工网箱大方脚 ,沿河向每 5 m 设 0. 5 m 0. 3m 坡向土工网箱地梁 ,其两头与河沿向土工网箱绑接 。土工格 网地梁内充填河卵石 。具体断面结构型式见图 1 。土工网箱大方脚和土工网箱地梁为金属网箱 ,用隔片分成56 格 ;土工隔网盖片为金属网片 ( 规格尺寸见图 1) 。网箱与 网箱 、网箱与盖片间用同材质绞紧双股线绑扎 。绑扎要求 :间隔网与网身的 4 处交角各绑扎一道 ;间隔网与网身交接处 ,每间隔图 2 河坡横向布置 ( 单位 :mm)2 施工中应注意的问题2. 1技术要点(1) 清基 。填土范围内的芦苇 、草皮 、石块以及垃圾腐植物 等均应清除 ,设计清基厚度约为 30 cm。收稿日期 :2007 - 07 - 02作者简介 :黄国庆 ,男 ,长江水利委员会机关服务局长峡房地产公司 ,高级工程师 。29第 2 期黄国庆等 :蜂巢格网生态护坡在河道整治中的应用(2) 冲 填 土 。堤 身 防 渗 土 的 填 筑 土 料 , 不 得 含 有 树 根 、草皮 、贝壳 、石块等杂物 ; 土料取料位置 ,结合河道开挖 ,采用泥浆 泵取土上岸 ,并要求取土坑深度均匀 ,严禁出现局部地段取土过深现象 。(3) 交通道两侧斜坡反滤 。铺 1 层 300 g 无纺土工布后 ,在 其上覆盖石渣垫层 ,采用粒径小于 10 cm 以下自然级配的石渣 ,含泥量应小于 5 % 。(4) 工程使用的土工织物应按设计要求到位 ,存放时必须 避免日光直射 ,并远离火种 。(5) 土工织物幅宽和长度 。要求出厂幅面宽度为 46 m ,每幅的径向连续长度应按各堤段横断面尺寸计算确定 。(6) 产品质保书 。目前土工织物的产品种类繁多 ,其物理 和力学性能也不稳定 ,因此在土工织物的选型上必须符合轻工业部标准和施工图设计的有关规定 。对无出厂合格证 、鉴定书 , 或掺有杂质 、存放超过 10 个月 ,已经老化的土工织物一律不得 使用 。土工织物运到工地后 ,还应委托检测单位进行抽样检测 。(7) 土工织物的施工要求 。土工织物到达现场后 ,应进行 验收和分类编号 。若需拼幅缝接 ,则必须采用高强尼龙线缝合 , 宽度为 30 cm。若需搭接 ,则搭接宽度除特殊注明外均为 60 cm ,以使其牢固 。土工织物铺设时坡脚 、坡顶均需锚固 。(8) 土工格网技术参数 。土工格网系热镀铝锌异形低碳钢 丝外覆树脂膜 , 经专用机械编织成格网状 , 其性能符合下列要求 : 规格 。网箱型号为 ghp633 ,树脂异形线 3. 3 mm ,网片型 号为 gph633 ,树脂异形线 3. 3 mm ,螺旋形组合丝 3. 2 mm。 树 脂膜 。耐酸老化试验 (30 %盐酸 ,20 240 h) 老化后抗拉强 度大于 27 mpa , 裂 伸 长 率 大 于 200 % , 抗 拉 强 度 变 化 度 小 于10 % ,断裂伸长变化率小于 25 % ,试样外观为 无 变 色 、无 破 裂 。 钢丝 。抗拉强度大于 400 mpa ,延伸率大于 12 % ,铝锌量大于100 gm2 。 结合度检测 。任取 3 cm 树脂膜截面 ,两端截至钢 丝表面 ,以手扭转不得位移松动 。 土工格网材料保护膜技术 要求 。物理性能符合 astmd412 ;抗拉强度大于 26 mpa ;延伸率 大于 200 % 。防腐抗酸要求符合 astmd2287 ;浸泡于稀释浓度为30 %盐酸溶液中 14 d 后各物理指标为 :比重变化率小于 6 % ;硬 度变化率小于 10 % ;伸长率变化率小于 25 % 。( 9) 河卵石填充料 。河卵石粒径 515 cm 的应控制在 90 %以上 。2. 2 施工质量控制(1) 测 量 放 样 。根 据 设 计 图 纸 在 现 场 实 地 定 出 河 卵 石 护 坡 、土工网箱大方脚等结构物的边线及高程 ,采用打木桩及撒石 灰线的形式作测量控制 。(2) 人员 、机械 、材料准备 。按设计的土工网箱河卵石护坡 工程量备足施工设备 、劳动力及材料 ,保证土工网箱河卵石护坡施工的顺利进行 。(3) 施工程序 。主要施工项目有土工网箱制作及安放 、河 卵石装填 、土工格网护片制作及安装等 。施工程序为放样定线基础开挖 土工网箱制作及安放 河卵石装填 土工格网护 片制作及安装 。(4) 施工方法 。土工网箱大方脚施工时 ,先进行基础开挖 ,经验收合格后 ,放入土工网箱并展开 ,填入符合设计要求的河卵 石 ,经验收合格后即进行盖片 。网箱与网箱 、网箱与盖片间用同材质绞紧双股线绑扎 。土工格网护片施工时 ,先进行护坡整理 , 压实并验收合格后 ,铺好满足设计要求的河卵石 ,再铺土工格网 护片 ,土工格网护片与四角土工网箱的连接按设计要求进行绑扎 。土工格网施工好后 ,禁止行人踩踏 。(5) 施工质量检查项目 。 基坑开挖要求铺设面平整 ,无 杂质 ; 网材填石材料应符合设计要求 ; 组装网垫应符合设计要求 ; 填石施工 ,要求均匀投料 , 表面平整 ; 封盖施工 ,要求绑扎符合要求 。(6) 施工质量检测项目 。 坡顶及坡底高程符合设计要 求 ,偏差不大于 3 % ; 格网长 、宽 、高均不大于 20 % ; 表 面平整度不大于 100 mm。3蜂巢格网结构与不同结构特性对比河道护坡结构有多种型式 ,一般为 30 cm 厚的干砌石 、浆砌 石 、810 cm 厚的混凝土预制块 、1012 cm 厚的现浇混凝土护 坡 、土工膜袋混凝土和蜂巢格网等 ,其下铺设 1015 cm 厚的砂 砾石垫层 。护坡结构特性对比见表 1 。表 1 蜂巢格网护坡和其它结构护坡的特性对比稳定性透水性柔韧性生态效应结构型式抗冲施工造价浆砌石干砌石 混凝土 蜂巢格网一般差 好 一般一般差 一般 好差一般 最差 好差差 最差 好差一般 差 好一般方便 复杂 简单一般低 高 一般4 蜂巢格网护坡的优点4. 1亲水性好 , 适合生物生存和繁衍结构填充料之间存在大量的空隙 ,有利于各种鱼类 、虾类生 存和繁衍 ,维护水体净化 ,改善河流水质 。有些空隙被泥沙沉累 填充 ,提供了水生植物生长的有利条件 。4. 2保护生态环境 , 增强水体自净作用河道正常水位以上的边坡 ,通过人工植被或植被自然生长 , 植物根系可固着边坡土壤 ,建立起阳光 、水 、植物 、生物 、土壤 、河 堤之间互惠共存的河流生态系统 , 维护水体净化 , 改善河流水 质 。4. 3美化环境 , 改善景观通过自然与人工植被的“水”和“绿”结合 ,改变吊板的连续 护岸 ,给海涂增添了一道亮丽的风景线 ,达到优化 、美化环境 ,对 维持河流生态系统的健康和保持原有的水边生态环境具有特殊 意义 。4. 4较强的透水性 、稳定性 、整体性 、可变更性填充料系松散体 ,一般为河卵石 ,利于边坡后土体内孔隙水 的排出 ,有效地降低边坡后的地下水位 。箱体结构之间紧密连 接 ,成为一个整体的柔性结构 ,结构内的松散填充料会自身调节 适应变形 ,整个结构不会被毁坏 。可在已有的结构上或在基础 许可的条件下加高加厚 ,便于加固维护 。4. 5抗冲刷能力强高速水流下 ,箱笼内的松散填充料即使有小的位移 ,也不会 被水流带走 ,而是经过自身的调节达到新的平衡 。同时箱体结 构之间相互连接 ,具有独特的抗风浪能力 ,蜂巢格网箱笼内填充 料的空隙可以粉碎浪花 ,减小浪压力 ,浪退时可以破坏真空吸( 下转第 49 页)49第 2 期张荣雨等 :海塘安全监测综合评判实施方法研究到结果为 :少人为因素带来的可能偏差 。当然 ,此种方法的具体实施 ,还需根据具体工程情况 ,以实践加以深入分析研究 。b z =wz grz0. 4400. 4200. 2000. 3300. 4450. 8000. 1870. 0860. 0000. 0420. 0490. 0005总结及展望本文以海塘监测数据为基础 ,构建了包括堤身状态 ,运行环 境等多因素的多层次评判体系 ,划分了渗压 、潮位 、降雨等重要 因素的评判集 ,利用模糊统计和隶属函数的方法给出了隶属度 矩阵的具体计算方法 ,从主成分分析基本思路出发 ,利用特征值 以及负荷量的特性构建了一种有效的客观权 ,实例表明该权值 分析结果合理 。同时 ,以实例分析比较了该客观权和层次分析 法获得的主观权的评判效果 ,对两种赋权方法的原理和优劣之 处加以了说明 。实际工作中 ,可以根据具体情况结合主观权和 客观权进行评判 ,具体实施则需要通过实践积累经验 。 参考文献 :=(0. 364 0. 362 0. 274) g(0. 367 0. 501 0. 099 0. 033)=根 据最大隶属度原则 ,可以判断出 2003 年 8 月 10 14 日时间段内浦东海塘安全情况基本安全 。 从选取的分析时段对比来看 ,最终得出的评判矩阵和客观事实是比较符合的 。8 月份是上海汛期 , 是高 潮 位 影 响 明 显 时期 ,我们选取的 8 月份时段潮位值比 7 月份时段略高 ,而且也有 持续降雨发生 ,所以评判结果中 8 月份时段海塘较 7 月份时段危 险 。而且采用式 (5) 计算得出的客观权值中可以看到 ,由于降雨 量的上升 ,评判中赋予降雨的权值有明显上升 ,说明本文评判方 法合理正确 ,而且这种客观权对实际情况的反映效果很好 。从主 、客观两种赋权方法对比中我们可以看出 :两种赋权方 法都可以应用于模糊综合评判模型 , 最终得出的结果与客观事 实也比较相符 。相比之下主观赋权法 ( 层次分析法) 由于更多地依靠专家打分进行评判 ,对专家经验和过去数据过于依赖 ,容易出现以不变权值应万变样本的牵强现象 。客观赋权法 (如本文构 建的式 (5) ) 以当前样本数据分析而得 ,权重与当前样本数据息息相关 ,避免了人为因素带来的偏差 ,但是不能在评判过程中反 映管理决策专家对整个系统管理的倾向 。因此在实际监测中可 以考虑将两种赋权方式结合起来共同使用 , 对两种赋权方式各 赋予一个参考系数 ,按照 r = 1 gr主 + (1 - 1 ) gr客 赋权 。这样既可以体现出决策专家的经验倾向 ,又可以从客观实际出发 ,减1胡鹏 ,丁红良 ,张建. 浦东新区海塘管理信息系统. 上海水务 ,2005 ,21 (1) .黄铭 ,胡鹏 , 刘俊. 浦东海塘渗压安全监测资料分析. 建筑技术开 发 ,2006 ,33 (8) :145148 .吴 德 娟 , 黄 铭. 海 塘 渗 压 安 全 状 态 的 模 糊 综 合 评 判. 人 民 长 江 ,2007 , (8) .黄铭 ,刘俊 ,潘翔. 潮水影响下海塘渗压监测模型研究. 水电能源科 学 ,2005 ,23 (4) :4850 .汪自力 ,顾冲时 ,陈红. 堤防工程安全评估中几个问题的探讨. 地球 物理进展 ,2003 ,18 (3) .舒涌 ,袁琼. 二滩拱坝低于设计死水位运行时的横缝开合度监测.水电站设计 ,2003 ,20 (1) .李学聃. 港航工程与规划. 上海 :人民交通出版社 ,1997 :7882 .张华林 ,刘刚. 层测分析法在石油安全评价中的应用. 天然气工业 ,23456782006 ,26 (4) :135137 .( 编辑 :赵凤超)( 上接第 27 页)封禁治理 ,争取南汀河流域植被覆盖度至少达 35 %以上 。(2) 大文至姑老河区间小支流应作为南汀河流域拦截泥沙 的主要河段 ,加大小型拦沙坝建设力度 ,减少水土流失 。(3) 流域综合开发过程中 ,应重视水土保持工作 ,不能以罚 代建 。(4) 结合南汀河流域水土保持生态工程 、天然林保护工程 、 水土保持及小流域治理工程以及临沧城市水文监测工程的建设 ,将勐托河 、西河 、头道水河 、盘河 、勐回河 、忙帕河 、河底岗河作为重点支流 ,监测水沙动态变化 。 为千方百计减少进入孟定坝泥沙 ,减缓孟定坝的淤积速度 ,减轻南汀河下游的防洪压力 ,实现下游孟定坝河床不抬高 ,充分 发挥水土保 持 措 施 的 最 大 减 沙 能 力 , 南 汀 河 流 域 近 期 至 2020 年 ,水土保持治理的重点建议放在沟壑密度相对较大 、侵蚀严重 的南汀河源头段及大文至姑老河段 ,防洪工程建设重点建议放 在临沧坝及孟定坝段 。参考文献 :1王光谦 ,张红武 ,夏军强. 游荡型河流演变及模拟.