“生态格网”格宾挡墙在弃渣场防护中的应用

张树华，王伟，金德泽，张 旭

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林 长春 130021）

1 生态格网结构的特点

“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箱体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新型支挡结构。

“生态格网结构”是一种生态结构，它使工程结构和生态环境融为一体，是工程结构回归自然的首选结构形式。“生态格网”产品包括格宾挡墙和绿滨垫护坡等，通过在格网结构内种植花草和藤本植物等，实现景观、绿化效果。它的特点是在保证护坡具有一定的强度、安全性和耐久性的同时，兼顾工程的环境效应和生物效应。生态格网系柔性结构，与刚性、半刚性结构相比具有独特的优势，其造价和费用与其他传统工艺相比更具优势。目前，随着人们对环境愈来愈高的要求，追求工程与自然的完美结合成为了新的理念，因此生态格网结构由于其所在的优势逐渐被大众接受。

2 生态格网格宾挡墙

生态格网格宾挡墙是由厚0.5～1.0 m的“生态格网”格宾笼叠砌而成的挡土墙结构。实施的大致步骤为：将预先装配的格宾笼放在合适的位置形成结构；然后填充石料。下层格宾笼安装好后，上层格宾笼应与其连接，使每个单元相互连接形成连续的整体，就构成了格宾笼挡墙。格宾笼是将抗腐蚀、耐磨损、高强度的钢丝材料，由专用机械编织成绞合状、六边形网目的网片。网片四周用粗于网片钢丝的边端钢丝加固，格宾笼之间采用扎丝连接。格宾笼填充材料要求耐久性好，不易碎，无风化迹象，填充材料尺寸中值粒径介于1.5～2.0 D（D为网孔名义尺寸）之间，填充石料应级配合理。

材料要求：

1）格宾笼采用的原材料为国产或进口热镀锌-10%铝锌土合金钢丝包裹高密度PVC，编织前的钢丝最小抗拉强度必须符合（EN10223-3）标准规定，为 350～500 MPa，编织前钢丝延伸率不得小于10%。

2）格宾笼网孔100 mm×120 mm或者130 mm×150 mm，D值公差-4%+16%，铰制部分为3×360°。

3）格宾笼标准尺寸为2 m×1 m×1 m。

4）网孔为100 mm×120 mm的格宾笼所用网丝直径为2.5 mm，包覆PVC后直径为3.5 mm；边丝直径3.0 mm，包裹PVC后直径为4.0 mm；网孔为130 mm×150 mm的格宾笼所用网丝直径为2.7 mm，包覆PVC后直径为3.7 mm；边丝直径3.4 mm，包裹PVC后直径为4.4 mm。生态格网格宾笼结构见图1和图2。

图1 网片结构图

3 格宾笼挡墙在弃渣场防护中的应用

丰满水电站位于吉林省吉林市的第二松花江干流，下游距吉林市16 km。此工程为水电站重建工程，并且地处风景名胜区，水土保持设计需要有较高的要求，不仅要考虑水土流失的防治，还要注重生态景观的恢复和重塑。

工程布设2处弃渣场，水土保持设计需要在弃渣场渣堆坡脚设置挡渣墙。针对该工程的特点，弃渣场防护措施在防治水土流失的同时，还需要注重与周围景观相协调，充分利用现有场地恢复和改善弃渣场的生态环境，达到工程、生态、景观的有机结合。经综合分析和比较，此次弃渣场挡墙设计采用将工程结构和生态环境融为一体的生态格网结构工程，提高了水土流失防治和生态恢复效果。

3.1 弃渣场布置

本工程的弃渣场包括段吉村弃渣场和腰屯弃渣场。段吉村弃渣场位于丰满大坝下游左岸，弃渣场距施工区7.3 km，弃渣总量为386.63万m3（堆方），占地面积为26.3 hm2，堆渣边坡为1∶2.0，堆渣最大高度46.00 m。腰屯弃渣场位于坝址下游左岸约10 km，弃渣总量为61.97万m3（堆方），渣场占地面积为 13.38 hm2，堆渣边坡为 1∶2.0，堆渣最大高度为20.00 m。

3.2 弃渣场挡渣墙设计

弃土、弃石和弃渣等堆置物易发生滑塌，根据GB50433-2008《开发建设项目水土保持技术规范》和SL575-2012《水利水电工程水土保持技术规范》等规定，按照“先拦后弃”的原则采取拦挡措施。根据弃渣场所处的地形地质条件、施工条件等，充分考虑生态景观效果，经技术经济比较后选择“生态格网”格宾挡墙。

挡渣墙沿渣脚布置，转折处采用平滑曲线连接，挡渣墙长度约550 m，其中段吉村弃渣场挡渣墙长度约315 m，腰屯弃渣场挡渣墙长度约235 m。挡渣墙顶宽1.5 m，墙高3 m，基础埋深1.5 m。墙背与竖直夹角0°，填土表面与水平面夹角26°。挡墙与渣体之间设置土工布。格宾笼挡渣墙断面设计见图3。

图3 格宾笼挡渣墙断面图

依据《开发建设项目水土保持方案技术规范》（GB50433-2008）和《水利水电工程水土保持技术规范》（SL575-2012）等要求，对挡渣墙进行稳定分析。挡渣墙抗滑、抗倾覆的安全系数分别为1.20，1.40。经计算，抗滑安全系数KS=1.966＞1.20，抗倾覆安全系数Kt=8.761＞1.40，平均基底应力57.345＜500 kPa（地基承载力允许值），挡渣墙设计断面可以满足稳定要求。

3.3 格宾笼挡墙生产和施工工艺

3.3.1 生产工艺

格宾笼生产工艺流程包括材料检验，pvc覆膜（可选）、机械编织、校直（平网）、剪切网片、周边加强、组装、打包和运输到工地等环节。

3.3.2 施工说明

1）施工前进行基础处理及土工布铺设，先清除坡面的石块、枯枝，将坡面整理平顺，并铺设土工布。

2）将预先装配的格宾笼放在合适位置形成结构，然后填充石料、匀面。下层格宾笼安装好后，上层格宾笼应与其连接，使每个单元相互连接形成连续的整体。

3）格宾笼挡墙施工时，在挡墙台阶水平面和直立面采用土工布包裹种植土的方式种植花灌木和草本植物，也可以采用有生命力可以迅速生长新根的植物的根、茎等扦插在格宾笼的不同位置。

[1]史有富等.吉林丰满水电站全面治理（重建）工程施工组织设计报告[R].中水东北勘测设计研究有限责任公司，2012.

[2]王应刚.格宾生态格网挡墙结构在河道治理中的运用[J].水利建设与管理，2010（7）：6-8.

[3]安富永.格宾网在防护工程中的应用[J].青海交通科技，2011（5）：12-14.