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;石笼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。
湖岸整治工程多用平顺护岸必要时也可采用短丁坝护岸。平顺护岸包括挡墙和护坡两种形式。挡墙结构一般采用高度1m的网箱分层摆放,相互间错缝。流速大的河道应在最下部设置网垫,网垫伸出的长度根据网箱高度和最大冲刷深度来确定。
土体的摩擦系数比较小或主动土压力大时可将网箱向后倾斜,可以有效地减小主动土压力对墙体的不利影响,但这种倾斜结构在施工时比较复杂。
挡墙高度比较高时也可采用分级式的挡墙,可以节省工程材料的用量,比较经济,同时比纯重力式的更美观。
在水位比较高或者是抗洪抢险期,不适合造围堰施工的情况下,可将挡墙下部的网垫改为网袋或大块石,以营造比较有利的施工环境。
石笼网护坡结构包括枯水位以下部位的护脚和枯水位以上部位的护坡两部分。网垫厚度根据水流速度确定,以达到安全性和经济性,一般采用厚度为0.2m-0.5m的网垫。坡比一般1:1.5-3,可根据土的内摩擦系数和土与网垫的摩擦系数确定。
河道冲刷特别严重或这对河道的要求比较高的情况,可采用全断面护砌,这样对于安全和景观效果都有更好的效果。
当然也可将挡墙和护坡两种形式结合起来,成为复式断面。
丁坝
丁坝又称挑水坝,是广泛使用的河道整治和维护建筑物,其主要功能为保护河岩不受来流直接冲蚀而产生掏刷破坏,同时它也在改善航道、维护河相以及保全水生生息场多样化方面发挥着作用。生态格网因其内部石块的天然孔隙,本身是透水结构,具有良好的抗冲刷和力学效应,但同时它也能保滩促淤,水中泥沙也能很好的沉积,拦住垃圾等,具有明显的生态效果。
丁坝一般与河岸或路基导流堤等成丁字形,与水流方向的夹角约为60°~90°的构造物,其作用是将水流挑离河岸或构造物,并使泥沙在坝根附近的三角形地带沉积形成新的水边线,以达到保护河岸和构造物免受冲刷的目的。丁坝可以单个使用,也可几个并列成丁坝群使用。
当河岸易冲蚀,丁坝坝根处应采用网垫进行护坡,防止根部被水流淘刷,若不易冲蚀坝根可不护坡。采用短丁坝护岸应注意其对船舶航行安全的影响。
顺坝
作为消浪潜堤的顺坝是顺水流方向设置于河岸旁的构造物,其合理的离岸距离与波要素、水深、顺坝坝顶高程等多种因素有关。顺坝二端宜封口,过长的顺坝中间还应设隔堤,否则淤积物将被沿岸流带走而降低促淤效果。顺坝的外坡较平缓以利泥沙进入,内坡较陡的可阻止坝内泥沙被波动水流带出,在往网袋或网垫内部填石或投放时要尽可能密实,保证结构稳固和促淤效果。
通常设置在预计要形成新水边线的河床上。顺坝上游端嵌入河岸,下游端或坝的中部可留缺口,供少量水流出入。顺坝高度一般在高水位和中水位之间,水位较低时,顺坝可引导水流,水位较高水流漫过坝顶时,顺坝还能使水流挟带的泥沙沉积于坝后的低洼处,起到巩固河岸的作用。为了加速坝后淤填速度,可在顺坝和河岸之间的低洼地上修筑几道垂直于顺坝的格坝。顺坝和格坝可一次建成,也可分期加高。总体石笼网的坝体施工容易、造价低,对于此种需水下施工,不适合围堰(会影响通航)的情况是一种值得推广的解决方案。
在低强度的软土地基上宜用土工编织布护底,既起加筋作用又可提高地基强度,且施工容易,效果良好,并能减少块石在地基上的沉陷量。
桥梁
在某些山区河道,水位落差大。在雨水旺季水流湍急,有时有暴雨冲刷,常常破坏原有桥梁。再加上山区电力和机械的供应不足,也会给施工带来一些限制。生态格网结构具有很好的抗冲刷性,施工也很便捷,因此采用该工艺。
桥址所在河段,河岸的凹岸逐年迎受水流冲刷,会使河岸不断地坍塌。为保护桥梁和路堤安全,须在凹岸修筑防护建筑物。此外,因设桥会引起河水流向变化,冲刷河岸而危及农田和村镇时,须在河岸修建防护建筑物。对于一些在软地基上的桥梁,对其桥基要进行防护,一般在桥梁桥墩处,水流突然收缩,流速也会突然增大,对桥基的冲刷也相比河道其他地方严重,采用石笼网透水柔性结构护基,使桥附近的岸坡具有更强的防冲性能,能大大提高桥的稳定性。
消力池
作为水闸或溢洪道下游的防冲结构,生态格网有良好的抗冲性能、透水性能,水对护坦的扬压力小很多,保证了结构的稳定,其次由于内填石块,其表面的糙率比混凝土和浆砌石结构大,消能和消浪效果好。
护坦的最小厚度根据最大流速确定,护坦抗浮稳定应按下列情况分别计算:
1、宣泄消能防冲的设计洪水流量或小于该流量的控制流量。
2、宣泄消能防冲的校核洪水流量。
3、消力池排水检修。
消力池的两侧挡土或不挡土的翼墙、边墙或贴坡式边墙,其结构应根据土压力系数和水的流速共同确定。
海漫
海漫是在护坦或消力池下游为保护河床免受冲刷破坏而设置的具有一定柔性的消能防冲设施。由泄水建筑物下泄的急流,经过水跃消能后紊动仍很强烈,流速分布(包括垂线上和平面上) 远未恢复到天然河道的水流状态,对河床仍有较强的冲刷能力。因此,在护坦下游一般都要设置海漫,目的在于加固河床,继续消除水流的剩余能量,促进流速分布进一步调整,较小底部流速,防止河床产生严重的局部冲刷,保证护坦和主体建筑的安全。
其结构要求抗冲、表面粗糙、透水、有一定柔性,在传统的结构中一般采用前半段浆砌石后半段干砌石的断面结构,干砌石、浆砌石海漫具有柔韧性、透水性、经济性的优点,但却在耐久性、整体性方面略显不足;混凝土海漫具有耐久性、整体性的特点,但却在柔韧性、粗糙度、经济性方面欠佳。综合比较下来,生态格网同时兼具他们的优点,已在水利工程下游海漫工程中得到广泛的应用,效果非常理想。
生产流程:
原材料选取(盘条)——冷拔/镀锌/包塑——机器编织——人工剪切与组装——产品检验——包装运输——安装维护
● 施工前准备
在进行水利工程石笼网的安装施工前,需要充分做好准备工作。这包括详细审查施工图纸,了解石笼网的布局、尺寸和安装要求。同时,要检查施工现场的环境条件,确保场地平整、无障碍,并评估水文情况,如水流速度、水深等,以便制定合适的施工方案。
此外,还需准备必要的施工设备和材料,如搬运设备、石笼网、石块、铁丝等。这些材料和设备的质量和数量必须满足施工需求,并应提前进行检查和测试,确保其性能和状态良好。
● 安装步骤
1.基础处理:根据施工图纸,进行基础处理包括挖掘、整平、夯实等步骤,确保基础坚实、平整。
2.组装石笼网:按照设计图纸的要求,将石笼网单元进行组装。组装时要确保各个部件连接紧密、牢固,避免出现松动或脱落的情况。
3.放置石笼网:将组装好的石笼网放置在处理好的基础上,确保位置准确、稳定。对于大型水利工程,可能需要使用起重设备或吊装工具进行安装。
4.固定石笼网:使用铁丝或连接件将石笼网与基础进行固定,确保其在水流冲刷下保持稳定。固定时要注意力度适中,避免对石笼网造成损坏。
● 装填要点
1.石料选择:选择质地坚硬、耐磨、耐腐蚀的石料,以确保石笼网的稳定性和耐久性。石料的大小应根据石笼网的规格和设计要求进行筛选,确保填充紧密、无空隙。
2.分层装填:采用分层装填的方式进行石料的填充,每层填充完毕后要进行夯实,确保石料之间的紧密性。同时,要避免一次性填充过多石料,以免对石笼网造成过大的压力。
3.控制填充速度:在装填过程中,要控制填充速度,避免过快或过慢。过快的填充速度可能导致石料分布不均匀,而过慢的速度则可能影响施工进度。
● 后期维护
1.定期检查:对水利工程石笼网进行定期检查,检查内容包括石笼网的完整性、连接件的紧固情况、石料的稳定性等。对于发现的问题要及时进行处理和修复。
2.清理维护:定期对石笼网上的杂物、水草等进行清理,保持其表面的清洁。同时,对于石笼网内部的积水或淤泥也要进行清理,以保持其良好的透水性。
3.防护处理:对于长期受水流冲刷的部位,可以采取加固措施,如增加防护层或调整石料的排列方式,以提高石笼网的抗冲刷能力。
综上所述,水利工程石笼网的安装施工维护是一项复杂而重要的工作。通过做好施工前准备、遭循安装步骤和装填要点以及加强后期维护,可以确保石笼网的稳定性和有效性,为水利工程的顺利进行提供有力保障。