石笼工艺在公路水毁工程中的应用分析

李铮

（焦作市交通运输综合行政执法支队，河南 焦作 454152）

0 引言

随着我国经济和交通事业的不断发展，高速公路的建设里程也在不断增长，一些公路病害和水毁问题也随之增多，严重影响着公路的安全运营。因此，有效的公路水毁治理方案不可忽视，其中护坡工程是治理公路水毁的重要工程。

石笼网是近年来广泛用于公路工程、河道工程、山路工程等护坡工作中的一种新型材料，是由镀锌钢丝、合金钢丝拼接而成的网格，具有成本低、方便制作、强度高、韧性强、抗腐蚀性强等特性，石笼结构符合现代护坡工程项目建设的环保要求，石笼网与石料组合可以形成稳定的挡土、挡水结构，用于水毁路段的边坡既能很好地加固边坡，减少水土流失，解决边坡滑塌、落石和滑坡的问题，提高边坡稳定性，又能保证其自身的排水效果。但在实际运用过程中，仍然出现了一定比例的边坡水流冲刷的公路水毁事件，对公路交通造成了很大不便。针对以上问题，本文结合石笼网的基本构造，就其在公路水毁护坡工程中的应用问题进行探讨，旨在能够借助石笼网有效保证护坡工程的安全稳固。

1 石笼网

石笼网是近年来水利水电工程、堤防加固工程、水毁应急修复工程、生态绿色护坡护岸的新型环保材料，是用不同镀锌层重量的低碳镀锌钢丝经过专业机器编织成六角形的网片，根据施工的要求制作成不同尺寸的网箱、卷网或者网片。石笼网根据钢丝材质的不同，抗腐蚀能力和使用寿命也不同。石笼网也受到当地环境的影响：干燥环境下，石笼网的使用寿命就远远大于潮湿环境；同时，水质也会影响石笼网的寿命。

因此，石笼网图纸一般会要求钢丝的材质为高尔凡钢丝。PVC 涂塑工艺作为一种防腐工艺也是厂家接到订单规格常见的要求，对低碳镀锌钢丝经过表面处理，钢丝表面覆上1mm 的PVC，加强石笼网的防腐能力。

与一般性的工程施工相比，石笼施工呈现出了以下几个方面的特点：第一，施工方便。石笼施工既不需要使用水、水泥和模板，也不需要电力供应就能够完成运作，且在运作期间受周围场地束缚比较小，能够在大范围内展开。第二，组合性能良好。石笼网的加工运输十分方便，在具体操作的时候能够按照规范的设计要求绑扎成各种形状，适合山坡、堤坝等各个区域。第三，经济性能良好。石笼网能够实现对周围材料的合理化利用，即利用周围的碎石来拦截水源，在合理疏导水流的同时还会节省工程成本。

2 公路水毁的分类和形成原因

2.1 加固工程破坏

对于公路工程的发展来说，公路的防护工程和加固工程十分重要。在自然环境下，人们仅仅能够通过物理工程来进行防护，如使用挡土墙、护坡等。这些工程是人为完成的，深受周围地质环境的影响。基础防护工程在被冲刷之后会出现倾倒、冲毁的情况。而出现这个问题的原因是路基基础没有打好，软土层较厚，基础埋藏过浅会阻挡公路排水。

2.2 桥涵破坏

桥涵是公路工程排水的重要组成部分，且这种破坏一般出现在有山洪的山地。在出现山洪暴发之后，洪水会快速掏空桥基，冲毁涵洞。出现这个现象的原因是涵洞设计不合理、孔径大小不科学、点位设定不当等。

2.3 路基沉降

路基是公路工程的基本结构，路基沉陷主要表现为路基在垂直方向上出现比较大的沉落，最终会为工程的行车带来安全隐患。路基沉陷出现的原因是路基结构的设定不符合实际情况，特别土石路基在碾压不密实的情况下会形成孔隙，加剧路基排水不畅的问题。

3 水毁的具体防治措施

3.1 路基沉陷防治

软土地基上修建起来的工程具有施工难度大、施工危险系数高的特点，为了解决这个问题，需要做好路基加固处理。路基沉陷加固常用方法是换填法、掺石灰法，路基填料在加固方法的作用下能使整个工程的路基设计满足工程施工需要。在需要透水性不同的土填筑路基时，需要将透水性较强的土填筑到路基的下层，透水性不强的填料填筑到路基的上层。

3.2 路基塌陷的综合防治

路基塌陷一般不会在普通公路工程中出现，而是多出现在山区。山区公路勘察要避免在土质不良的地段上进行，路堑上还需要设置边沟和纵坡，并采用加固加深急流槽的方式来完善设计。在路堑挖方上侧距离挖方开口线外的适当位置上要设置截水沟和拦水埝，避免山体汇集水冲刷路堑边坡。

3.3 桥涵破坏的综合防治

第一，对于山区公路需要每间隔300m 设置一个涵洞，一般情况下，涵洞会设置在凹凸曲线的顶部和纵坡的陡缓变坡位置。穿越村庄的路段也需要设置涵洞，涵洞结构尺寸应设置直径不小于100cm 的钢筋混凝土管涵或者净高1m 以上钢筋混凝土盖板涵。第二，涵洞进出水口的位置要设置浆砌片石洞口铺砌，连接涵洞的排水沟如果纵坡较大，需要设置急流槽或者跌水等构造物，以减弱水流对涵洞的冲击力。第三，修建桥梁的时候还需要根据水流情况来修建导流坝等构造物，确保桥梁在设计洪水位的时候不被冲毁。

4 格宾网石笼重力式挡土墙概述

格宾重力式挡墙具备良好的稳定性，其使用操作和属性发挥与混凝土材质的重力挡墙十分类似，即能够借助墙体自身的重量来促使挡墙在土层压力作用下始终保持稳定的状态。

从实际设计应用的角度来看，这类挡土墙包含内部台阶形式、外部台阶形式、宝塔式三种。而由于格宾材料的特性，为了能够更好发挥出材料应有的作用，需要相关人员按照规范的标准去计算重力挡墙的基本设定模式，在此基础上根据不同行业的发展需要来选择不同形式的挡墙。

格宾网石笼挡墙技术要求具体表现在以下几个方面：第一，钢丝镀高尔凡或高镀锌。第二，翻边要求。网面裁剪之后需要严格按照规范的标准去处理最末端和周围钢丝的连接情况，就连接薄弱点采取有针对性的处理措施。在此期间，为了能够强化网面和边端翻丝的顺利连接，需要使用专业的翻边机来将钢丝缠绕在边端钢丝上，缠绕的圈数至少为两圈。第三，绞边要求。钢丝必须采用与网面钢丝一样材质的钢丝，为了能够保证连接的质量，需要在二者之间预留一定的孔隙大小。第四，加强筋设置要求。为了避免压力大对面板的干扰，每层格宾靠近外侧一面都需设置加强筋，每平方米面板均匀布置4 根。第五，为了加快绿化效果，宜在格宾面墙台阶上覆盖土层撒草籽，或者布置营养土工包种植适宜的植被，或者通过插枝等方式进行绿化。

5 格宾网石笼施工工艺

格宾网石笼施工主要工序：首先，开挖并进行反滤料的铺设；其次，将格宾单元进行组合、连接；再次，填充石块；最后，加盖和钢丝绞合。

5.1 开挖和铺设反滤料

格宾石笼施工时严格要求开挖平整度，以免增加水流对基础的冲刷程度，基础开挖之后需垫上土工布、砂石垫层等，这样可以形成反滤体。详细步骤：第一，选择质地坚硬且无草根等有机杂质的粗砂，可确保不会因草根腐蚀形成基础坍塌，将粗砂铺设10cm厚。第二，铺设无纺土工布可以实现加固、补强、反滤、排水、隔离等目的。从上游开始向下游以垂直水流方向进行铺设，后铺土工布应该覆盖在下游土工布上方，确保连接时的搭接长度有20～30cm。铺设依据从一端向另一端进行的原则，先进行端部的铺填，最后进行中间的铺填。需要对端部进行锚固，采用合适的松度进行铺设，确保完整和连续性。第三，铺设粗砂反滤层（厚10cm）。第四，铺设级配碎石（厚10cm）。选用强度相对较均匀的碎石，级配未风化石料，选择的最大粒径不能超过垫层厚度2/3。采用粒径为5～25mm 的细石子对表面空隙进行填补。粗砂反滤层和碎石垫层均要进行均匀的摊铺，先进行洒水，确保表面保持湿润然后进行压实，应用平板振动器及小型压路机进行振动、碾压，一直到砂石、碎石不再出现松动现象。

5.2 格宾单元的组合、连接

把片状式格宾网运送至工地之后进行现场组合拼装。为了能够提升拼装的质量，要在正式施工之前，在石笼的最底部设置格宾网，之后使用14 号铁丝按照50cm 的间隔距离来对格宾网的四周实施牢固处理。对于长条形大格宾网，其内部均依照1m 左右的间距进行隔板网片的安装，并要与两侧竖直隔板网实施牢固连接。连接过程中要保证石笼隔板为竖直状，避免影响耐久性。

5.3 填充石块

填充石块运用履带式吊机吊运块石，块石吊运的过程和反滤层应用同步后退方法。先铺设一层反滤垫层，然后在反滤垫层实施格宾网填充工作。当块石填充基本完成时，需要人工捡拾保证填充的平整。块石面高度基本保持在高出格宾网箱侧挡板20～30mm的范围。填充石块时应注意石粒径与设计要求相符合，并在填充操作之后需要相关人员按照规范的标准来检查填充石块的缝隙，确保填充得均衡、稳定。各箱格内投料需要分层依次均匀的进行，不能将填料一次性填满；将每一层的网箱填石完之后，用细碎石修正网箱顶部，然后封盖并检查封盖之后的高度是否与设计要求相符合。

5.4 加盖

加盖是实施的最后一道工序。从发展实际情况来看，盖板格宾网会呈现出捆状，高低大小和长短不一致。在一系列施工工序准备好之后，要对已经填好的格宾石笼进行直接覆盖，并使用钢丝来对盖板和隔离箱直挡板实施交替绑扎。在板块覆盖处理期间使用履带吊机实施吊装处理，并通过人工的方式来将绑扎的侧面和两边的隔离板连接在一起。连接之后使用履带吊机来将格宾网片控制在1.5m 的高度上。

6 案例分析

G207 山区段灾毁恢复重建项目位于焦作市修武县境内，起点位于G207 乌海线豫晋两省交界19 号隧道处（桩号9+456），路线南行经一斗水村、茱萸峰、叠彩洞、红石峡，路线全长17.544km。受2021年7月连续强降雨的影响，G207 乌海线山区段水毁严重，沿线地段出现了多个坍塌、滑坡和泥石流，最后导致道路的中断。该项目叠彩洞段指2～13隧道层垂直断面阶梯而设的隧道，受洪水影响，山体大量土石方自上而下滑塌，造成原有挡土墙的大面积损坏。在清理塌方体施工中，发现原有挡墙基础稳固，原设计的嵌岩桩挡土墙设计变更为格宾网箱路基挡土墙，取得了满意的施工效果。

在此次施工中将格宾网石笼挡墙分为4 层进行施工。采用自下而上的方式，尺寸为：2m×1m×0.8m。上下层网箱错台宽度88cm。网面钢丝、边端钢丝和绑扎钢丝分别为2.7mm、3.4mm 和2.2mm；分别对应0.06mm、0.07mm 和0.06mm 的钢丝直径公差；分别对应250g/m、270g/m和240g/m的最小镀层量。钢丝具有400～500N/mm的抗张强度，经过编织加工的成品钢丝的延伸率≥7%，没有经过编织的钢丝确保其延伸率≥12%。采用经过机器编织形成的低碳钢丝六边形双绞合钢丝网做网箱，厚镀高尔凡进行防腐处理。确保达到钢丝围绕具有2 倍钢丝直径的心轴进行6 周缠绕时，手指摩擦钢丝不会开裂、剥落的镀层黏附力。

7 效益及分析

格宾石笼网箱重力式挡土墙在山区灾毁恢复重建过程中发挥了较好的经济、工程效益。因为没有受到较大的场地、资源影响，所以此次工程的施工进度相对较快，从原设计的嵌岩桩施工工期6 个月，变更为格宾网石笼挡土墙砌筑1 个月就完成了，充分节约了抢险救灾时间，而且就地取材，利用山石施工，充分节约了成本，表明格宾网石笼应用防护工程具有显著的经济、社会效益。

8 结语

在公路水毁治理的过程中使用石笼进行护坡的治理是一项比较实用的施工技术，在石笼工艺的支持下，能够有效确保公路边坡的安全、稳定。文章结合石笼网的基本构造和公路水毁的原因，具体探讨了石笼工艺在公路水毁工程中的应用，旨在能够借助该工艺来有效处理公路水毁。在未来，需要相关人员结合公路工程发展实际情况，就石笼工艺的使用做出进一步的创新优化，旨在能够为公路工程的发展做出更多的贡献。