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1、雷诺护垫在河道治理工程中的应用李 杰 薛文斌 赵龙飞 梁向峰 朱 楠摘 要 混凝土结构、浆砌石结构的河道防护为传统的刚性或半刚性结构, 在应用中易出现不能完全克服后期不均匀沉降对结构的影响、而且植物无法在坚硬的结构坡面上生长、同时混凝土、浆砌石等结构表面色调为灰色、质感生硬、破坏水体亲和性等问题。而雷诺护垫结构在工程安全性、经济性、施工进度控制和生态性方面都要优于混凝土、浆砌石等刚性结构。本文重点介绍了雷诺护垫在河南省栾川县伊源河河道治理中的应用。关键词 混凝土 浆砌石 雷诺护垫结构 河道治理 1 工程概况本文以河南省栾川县伊源河河道治理工程为例，该工程位于豫西深山区。本次治理段从寨沟上游0+
2、000桩号开始至金洪洛河河口下游200m，桩号5+900，全段长5.9km。图1 设计断面示意图该河段的整治采用雷诺护垫防护方案，设计断面见图1；由于河底及岸坡坡脚处受冲刷破坏严重，河底采用厚50cm雷诺护垫进行治理保护，岸坡上从河底至设计洪水位采用厚30cm的雷诺护垫，且护垫下铺设土工布（300g/m2）。设计洪水位以上部分，只做植草防护。2 雷诺护垫护坡2.1 历史起源雷诺护垫是一种生态护坡技术，由于人们对水环境越来越高的要求以及对与自然和谐相处的追求，促使了该技术的发展。该技术由马克菲尔公司在1894 年最先提出，并在意大利雷诺河的河道整治工程中应用，其结构优点有整体性、柔性、经济性及施
3、工便捷等。相关理论研究与设计方法亦日趋成熟。时至今日，其主要应用于堤坡、岸坡坡面防冲刷护砌和河（渠）床底、坡脚等淘刷防护。2.2 自身特点和优越性雷诺护垫，是以低碳钢丝机编双绞合成六边形的网状组合体结构，内填石料，主要用于水利堤防岸坡海漫的防冲刷，具有显著的自身特点。（1） 柔韧性：以低碳钢丝为组合体的结构，使其具有很强的柔韧性，也使其能够适应局部沉陷变形，且可自行调整愈合，阻止进一步的变形。（2）耐久性：加上硬质石块的机编六边形低碳钢丝网面形成一个大的耐久性强的整体。（3）环保性：产品的防护效果是通过石料填充来达到，在临水环境中，经过泥沙的自然沉积，其表面很容易生长植被并促进周边微生态环境的
4、恢复，保证了护垫的完美环境亲和性。（4）透水性：因为产品具有较好的自然透水性，雷诺护垫安装后，护垫后的水头并不会明显增加。该结构同时也能够保证天然水体与地下水的自然交换。（5）整体性：产品每个相邻单元间通过钢丝绞合，良好的整体性得到保证。（6）经济性： 护垫所需石料可以采用传统结构无法利用但成本较低的碎石、片石或鹅卵石，作为填料。不需要排水系统，施工时只需要有限的机械设备、不需要熟练工。如果设计和施工合理，该结构使用寿命长，且无需维护。而混凝土结构、浆砌石结构岸坡防护为传统的刚性或半刚性结构，易出现以下问题：工程结构对于软弱地基, 基础处理难度大的工况, 不能够完全克服后期不均匀沉降对结构的影
5、响；工程结构与自然生态相矛盾，植物失去了原有的泥土环境, 无法在坚硬的结构坡面上生长；混凝土、浆砌石等结构色调灰色、质感生硬, 令人感觉毫无灵性。雷诺护垫结构不仅可以克服传统结构所带来的问题，而且，在工程安全性、经济性、施工进度控制和生态性方面都要优于混凝土、浆砌石等刚性结构。3 施工中的应用情况3.1 工程以往应用比例2012年9月期间，对近两年来在中小河流治理工程中采用的护坡型式进行调查，调查结果见表1护坡类型调查表。 表1 护坡类型调查表 编 号调查项目护坡型式岸坡护岸的设计与施工现状分析工期（月）单价（元/m3）工程量（m3）总价（万元）1蒋沟河博爱金城乡段河道治理工程浆砌石22101
6、20025.22许昌市双洎河治理工程浆砌石2210120025.23泌阳县泌阳河治理工程浆砌石2210120025.24伊川县白降河治理工程浆砌石2210120025.25商丘市洛沟（永城段）治理工程混凝土1.5350600216商丘市东沙河(梁园区段)治理工程混凝土1.5350600217新安县涧河城区段河道治理混凝土1.5350600218卫辉市沧河治理工程雷诺护垫1.21001200129栾川县伊源河河道治理工程雷诺护垫1.2100120012注：调查中的河道流域面积均在500km21000km2的中小型河道；表中工程量为河道治理断面面积相同的情况下（治理断面河道长度=4km2）各种材料
7、用量，工期为同工程总量条件下的施工时间。由表1可知，前期约有70%的中小型河道治理工程采用的护坡型式为浆砌石护坡，20%采用混凝土护坡，10%采用雷诺护垫护坡。3.2 工程设计的认可本次雷诺护垫防护设计方案在河南省水利厅专家评审过程中，得到专家和相关水利管理部门的一致认同，并推荐在河道治理系列工程中推广雷诺护垫护坡的工程应用。通过以上行政管理部门的认可及对施工现场的走访调查，目前河道治理工程应用雷诺护垫护坡治理的案例大幅度上升，所占比重由原来的10%，到现在的40%。3.3 施工工艺雷诺护垫的施工顺序，大致分为四个步骤：组装将雷诺护垫单元铺展到设计位置填充石料盖板。参见图2。图2 雷诺护垫施工
8、顺序示意图3.3.1 组装：从捆扎包中，将折叠的单位取出并放置在平整的地面上，地面需有一定坚实度，然后展开并压平成原形状。前、后和尾板应该翻开至垂直位置完成一个敞开的盒子形状。侧翼应适当的折叠并互相交迭。所有的间隔板和尾板都要固定系紧在护垫的前、后板上。雷诺护垫在组装后，侧面，尾部和间隔都应竖立，并确保所有的折痕都在正确的位置，每个边的顶部都水平。最后用绞合钢丝把雷诺护垫的边连接。3.3.2 摆放到设计位置：将护垫完成组装以后，并列地摆放在设计位置。然后用钢丝或钢环把所有相邻空护垫沿其接触面的边联接，以保证其完整的结构。在比较陡的坡面上，建议用硬木栓将护垫最上面的面板固定在地面。雷诺护垫的曲率
9、半径为18m21m，并可剪开做成曲线或斜角。3.3.3 填石：可以用任何合适的采石方法获取，按照分级要求生产成所需的大小。但必须保证填石的硬度，而且在水环境的情况下不分解或在护垫结构使用寿命之内不风化。可采用卵石或块石作为填充物，石料粒径70150mm。硬度34，比重不小于2.6t/m3，抗压强度大于600kg/cm2。根据护垫的不同的高度，超大的石块不得妨碍用不同大小的石块在护垫内至少填充两层的要求。考虑到石料沉降，填充石料高出网格约23cm。3.3.4 盖板：将护垫盖铺上，用适当的工具把护垫盖和即将被连接的边拉近。护垫盖和所有的边、尾端和间隔板紧紧地绞合在一起。可以使用交互的双的和单的钢丝
10、圈结或钢环加固的方法，将护垫盖连接在雷诺护垫的端板，边板和隔板上。3.4 工程效益雷诺护垫护坡方案可使分部工程工期缩短30%。雷诺护垫可按设计要求，工厂化生产制作出半成品，施工现场按施工图进行组装定型。操作简便、工序少、无需特殊的技术工人、受气候干扰小，整体施工效率颇高且效果易于保证。在经济效益方面，雷诺护垫护坡方案可降低分部工程投资的20%。雷诺护垫所需石块可以采用传统结构无法利用的碎石或鹅卵石，石块成本较低。不需要排水系统，只需要有限的机械设备、不需要熟练工。如果设计和施工合理，该结构使用寿命长，且基本无需维护。在生态效益方面，雷诺护垫后期绿化率可达到100%。雷诺护垫具有自然透水性，安装
11、后，护垫后的水头不会增加。同时能够保证天然水体与地下水的自然交换，进一步加强了环保效果。在临水环境中，经过泥沙的自然沉积，其表面可以较迅速地生长植被, 并促进周边微生态环境的恢复，具有完美的环境亲和性。4 成本与工期单位面积情况下浆砌石用量与雷诺护垫基本相同，但材料施工单价浆砌石是雷诺护垫的3.5倍，且比雷诺护垫多用了40%的工期；单位面积情况下现浇混凝土板用量与雷诺护垫要少，但材料施工单价比雷诺护垫多2.1倍，总价比雷诺护垫高，且用雷诺护垫相比现浇混粘土板可节约20%的工期。5 结语水利工程与环境的融合，越来越受到关注和重视，是水利建设发展到一种相对高级形态的必然结果。雷诺护垫是一种兼备柔性与整体性的护砌结构,其良好的护坡与防冲性能，以及极佳的与环境的融合性, 在保护环境、防止水土流失发挥了十分重要的作用, 在欧美等国，雷诺护垫已成为堤防工程的主流性防护方案。但其在国内的水利工程和航道工程中应用还较少。因此, 在条件允许的情况下, 应大力提倡采用具有创新环保的雷诺护垫方案。同时根据该种新型材料的结构应用广泛性，我们还将其逐渐运用于高速路、铁路边坡，民建结构的高边坡治理工程中，将其完美的结构性能和生态效应发挥于更多、更广的工程领域。
