生态格宾网在博罗县公庄河治理工程中的设计要

目前，河道整治工程大多数中采用的堤防护坡或挡土墙型式常见的防护结构有混凝土、砌石护坡及挡墙等多种形式。生态格网结构是一种重力式的柔性结构，它是由特定的金属线材网箱内填卵石或碎石材料而成的组合体，是由多绞的、六边形网目的网片或加筋网片结合建筑物的尺寸将网片裁剪后组装成的绿滨垫、固滨笼等结构单元的新型的支挡结构。

生态格宾网注意设计要点

生态格宾网工程概况

公庄河是东江中游右岸的一级支流，属于珠江三角洲地区，是博罗县境内两大河流之一，发源于龙门县的糯斗柏，经平陵叫平陵水，流入博罗县的公庄镇与水东陂水相汇合后叫公庄河，经獭子、红花塔、显村至杨村与柏塘河汇合，到耀珠潭与麻陂水汇合，经泰美秀岭出东江。本次公庄河治理工程主要对未封闭堤段进行完善形成一条封闭的堤线，对现有不满足设计要求的堤段进行加高培厚，确保防洪标准达到20年一遇，以及对现有险工险段进行处理，确保公庄河流域达到防洪要求。 根据水文计算分析成果，结合河道现状情况、两岸的地形地质状况、已成建筑物的分布状况和《博罗县公庄河防洪排涝规划报告》，综合治理措施主要包括除2006年和2008年整治公庄河后仍未达标的防洪堤（20年一遇）、排水闸、河道疏浚和险工险段等几部分组成。未达标到防洪堤为杨村镇莲湖堤、马岭堤、大井堤，泰美镇福田堤，防洪堤加固采用在迎水坡或背水坡培土，护坡形式采用草皮护坡，对防洪堤堤脚到鱼塘采用填塘固基的方式处理。公庄镇有对公庄河陂头神下罗至河段（桩号21+000~22+100）约1137.6m进行河道扩宽，对梅州围河段约181.6m、溪联瓦窑龙河段约367.1m、四家曾约162.1m、灰炉潭约231.5m河道进行河道格宾护岸。排水闸主要针对杨村镇莲湖堤莲湖闸，坑美堤店仔闸，马岭堤马岭闸以及泰美镇福田闸进行改建。对杨村镇主要有耀潭渡船口险段约322m，塘角坝子险段约100m，坑美茶耳险段约150m，塘角小笏险段约150m，进行清理塌方以及格宾护岸。对杨村镇坑美分洪道采取挖深1m的工程措施进行治理。

格宾网材料的选择

• 生态格网所用钢丝为低碳钢丝，编织前的钢丝最小抗拉强度范围为：350~500Mpa（允许有更高的抗拉强度），编织前的钢丝延伸率不得小于10%。
• 生态格网采用的钢丝为镀锌-10%铝-稀土合金包覆高分子高密度PVC钢丝。
  • 《镀锌-10%铝-稀土钢丝包PVC盐雾3000h检验报告》 镀锌-10%铝-稀土钢丝包PVC经3000小时盐雾试验检验，其质量变化率不大于0.5%，腐蚀率不得大于20g/m2；
  • 《镀锌-10%铝-稀土钢丝包PVC组成的网片盐雾3000h检验报告》 镀锌-10%铝-稀土钢丝包PVC组成的网片经3000小时盐雾试验检验，其质量变化率不大于0.25%；
  • 《镀锌-10%铝-稀土钢丝包PVC平端深度检验报告》 经2000小时盐雾试验，平端深度即钢丝腐蚀的渗透深度小于15mm。
  • 钢丝的外包高分子高密度PVC材料 2.4.1《PVC材料检验报告》 PVC基片初始性能：比重1.3~1.35g/cm3，拉伸强度≥20.6Mpa，拉伸模量≥18.6Mpa，邵氏硬度D50~60，耐磨性：质量磨损率小于12%; 2.4.2《PVC材料盐雾3000h检验报告》 PVC材料经盐雾3000h后，比重变化率不大于6%，拉伸强度变化率不大于25%; 2.4.3《PVC材料抗UV耐光3000h检验报告》 PVC材料经耐光3000h后，比重变化率不大于6%，拉伸强度变化率不大于25%。

生态格网结构与传统护坡结构的联系和区别

• 联系：
  • 生态格网结构与传统结构的设计依据相一致，要符合国家标准和运用行业的标准要求；比如国家标准《防洪标准》、《堤防工程设计规范》，水利行业标准《碾压土石坝设计规范》、《水工挡土墙设计规范》等等；
  • 生态格网结构与传统结构的结构布置都要符合建筑物功能要求，比如：用于河道治理的顺水坝、潜坝、防洪堤，用于消能的有消力池、护坦等等；
• 区别：
  • 传统结构只考虑了稳定性，忽略了边坡在生物、环境的要求，生态格网结构是传统护坡基础上的改进，是功能的延伸，它不单纯限于新型材料的应用，同时也重视发掘传统人工材料和技术的生态功能的改进，在设计中更多的顾及环境和生物的需求；
  • 在某些方面生态格网结构还不能取代传统结构，比如对变形要求较高的承力结构像闸墩、桥墩等，另外，生态格网结构是透水性结构对有防渗要求底板或箱体等不适用； 因此，生态格网结构起源于传统护坡，又有别于传统护坡，是护坡工程发展的新阶段，随着生态环保理念的深入，人们对环境效益要求的逐渐提高，传统的护坡必然要向生态技术型护坡转变。

生态格网结构在工程设计中要注意的一些问题

• 石材的选择 浆砌石与干砌石护坡石材选用的是尺寸越规整，越接近料石越好，生态格网结构对石材的要求是1.5～2.0DM(中值粒径)，抗冲流速取决于石材的粒径控制，并非厚度，因此，生态格网绿滨垫的厚度为t≧2DM ,设计时要了解当地材料的粒径情况；
• 护坡形式的选择选择 一般来说， 当自然边坡≦1：1.5时。护坡形式选用绿滨垫，当自然边坡1：1.5～1：1时。护坡形式选用固滨笼，当自然边坡≧1：1时。护坡形式选用加筋固滨笼；复式断面可根据实际情况结合使用。
• 对结构尺寸要求 生态格网绿滨垫或固滨笼尺寸拟定时要符合厂家的规格要求，由于网箱的生产是成批机械化生产，网箱网目只有几种规格（80×100，100×120，130×150mm）,为了满足公差要求， 它的长、宽、高有固定的规格尺寸，因此拟定结构尺寸尽量采用厂家已有的规格。
• 耐久性 设计人员对网箱的使用寿命比较关心，因为这也是结构安全的一个方面，选择信誉好的厂家是非常重要的，它的产品会提供所用相关试验报告和材料性能报告，一般来铰好的自然环境可达50年，差的有腐蚀的环境能够使用30年左右。
• 抗冲能力 美国科罗拉多州立大学对不同流速下网垫（箱）模型的试验结果表明，临界流速可达6m/s(指网垫（箱）中的填石不产生移动的流速)，,极限流速可达8 m/s(指虽然填石移动导致网垫（箱）变形，但流速仍在可接受的范围内)。
• 挡墙稳定计算 抗倾、抗滑稳定计算时不需要考虑墙后的渗透压力，也不需要考虑浮力，安全系数应符合《水工挡土墙设计规范》的相关要求；土基上的挡墙要考虑沿基底面的抗滑稳定之外，还应核算墙体与基础整体的抗滑稳定性，建议采用《堤防工程设计规范》之中的瑞典圆弧法进行计算；
• 抗震性能和适应适应地基变型能力 试验表明，生态格网网片顺机编方向承受拉力34KN/M,变形为6～7%,垂直机编方向承受拉力14.4KN/M，变形为20～22%，说明抗拉强度顺机编方向是垂直绞线方向的2～3倍；台湾的试验资料表明，挡墙网箱在承受侧向土压力时，竖向变形为水平变形的2～3，滑动的危险度高于倾斜的危险度，因此在承受地震能力方面优于传统结构，适应地基变形的能力也强于传统结构。
• 经济性 直接的经济效益有以下几点：
  • 对石材的要求较宽松，可因地制宜充分利用当地材料；
  • 对地基承载力要求相对较低，可降低地基处理费，不需设变形缝；
  • 生态格网网片可机械化生产，打包成卷（捆）包装运输，运输成本较低；
  • 由于施工方法为干砌，对于施工时用水、用电困难项目，可以节省投资；
  • 对气候无特殊要求，有利于缩短工期，可以降低工程投资。 间接的经济效益：
  • 减少水泥用量，有利于节约能源，减少污染，改善环境；
  • 不改变河道的自然状态，可以促进地表水和地下水的交换。滞洪补枯、调节水位, 恢复河中动植物的生长, 利用动植物自身的功能净化水体，增加了景观有美化环境的功能。

随着城市经济的快速发展和居民对人居条件要求的提高,在构筑人与自然和谐的社会，要求河道保持原有的水边生态环境。因此在以后的格宾网设计中应该注意以上设计要点，使得格宾护坡及挡土墙作为生态河道建设中的一种全新的结构形式,更加能发挥生态的效果，使人们能尽可能地接近大自然。