浅议铅丝石笼护根在黄河下游控导工程中的应用及性能分析

摘要：铅丝石笼网护根是将块石堆放在铅丝编织的网笼内使之结为一体，形成较大体积的抗冲体，避免了因洪水冲刷造成单个块石的走失。同时由于其受到洪水淘刷后排体外沿开始下蛰并逐步沉降，石笼自行调整坡度，使根石坡度相对平缓，减少了单位压强，避免了工程出险的机率。同时验证了其控导河势的作用。

关键词：铅丝石笼   护根   应用   性能

1. 实例工程简介　

潘庄控导工程位于黄河下游右岸，山东省长清区境内。该工程上迎左岸豆腐窝险工来溜，下送溜至红庙控导工程，起着重要的控导河势作用。本次对该工程进行全面的改建加固，设计工程全长2057ｍ，共有坝垛23个和护岸2个，其中-1#～-3#为上延，其他坝垛位于原工程范围内。

由于该工程处于长清河段凹岸处，主溜由对岸豆腐窝险工下首挑溜后直冲该工程，对部分坝垛冲刷较大，造成根石流失严重。为消除工程存在的防洪隐患，提高工程抗洪强度，在潘庄工程1250ｍ范围内采用铅丝石笼护根形式。

1.2工程施工

河道工程的施工，就其施工大环境而言可分为旱工和水工两种。旱工作业就是在黄河河道滩地上施工，传统意义上的旱工作业除了工程主体的土方填筑之外，考虑到工程的稳定，还要在滩面上用机械开挖一个坑槽并对坑槽进行处理且沉埋防冲体或裹护体。该工程的铅丝笼护根施工即采用旱工作业。

1.3施工工艺

铅丝石笼施工流程为：机械挖槽→人工清槽→铺设铅丝网片→块石装笼→填筑坝体根石→二次装笼→护坡

先用泥浆泵开槽（或用大型机械开槽），然后人工清理坑槽，开始铺放已编制好的铅丝笼网片，上压1ｍ厚的块石，盖上网片，用铅丝联结即成铅丝石笼。然后开始填筑根石，高程与铅丝石笼一致后再排整第二层铅丝石笼，第二层石笼稳稳的压在第一层石笼上，以起到固定第一层铅丝石笼的目的，最后修筑土方护岸体及乱石粗排护坡。

1.4施工注意事项

1.4.1采用泥浆泵挖槽时，要随时注意土质情况，严格按设计控制挖槽深度，必要时配以水泵排水。

1.4.2预制的铅丝网片，采用8^＃铅丝为笼筋，10^＃铅丝编制成网格，并在结点处，上下左右用铅丝连接起来，以增加石笼的整体性。

1.4.3因石笼受水流顶冲要承受较大的冲击力，第二层铅丝石笼排整时应压住第一层石笼0.5米，避免第一层石笼走形。

1.4.4装石笼时石块从下而上由小到大，笼口必须绑扎结实。

2.性能分析

2.1结构优势

2.1.1整体性  “铅丝石笼网”网片由经过退火处理且热镀锌或者热镀锌-10%铝-稀土合金的低碳钢丝编织而成。单元笼体本身用同质材料绑扎联接大面积连续组装，不设缝，整个结构坚如磐石。

2.1.2 柔韧性   一米宽的铅丝石笼网网片受拉伸，单根网丝拉断时的应力可达3500~4000Kg，“铅丝石笼网”的独特结构显示，即使单根钢丝断裂，箱笼整体结构不会造成破坏，稳定性好。试验资料表明“铅丝石笼网”结构(填满石块后)受压达到极限强度时能承受相当大的变形，“铅丝石笼网”网箱结构抗压强度达300~400吨/m2，抗拉强度达到495N/ m2以上。因此，在地基有不均匀沉陷或墙后土有小的变形，或遇地震等突发性灾害时，“铅丝石笼网”结构能进行自身适应性的微调，达到新的平衡，整体结构不会遭到破坏。

2.1.3 抗风浪，防冲刷   “铅丝石笼网”结构的防冲系数是一般抛石防护工程的两倍，如果使用同样粒径的块石，则可提高三到四倍。用于河道护坡和护脚时，抗冲流速可达5m/s。“铅丝石笼网”结构可破坏浪压力造成的真空，退浪时不会形成真空吸力。

2.2  经济优势

2.2.2宏观分析：工程结构的耐久性

使用经验证明：采用热镀锌工艺制成的高镀锌低碳钢丝，使用寿命可达40～50年。如使用铝锌合金钢丝，使用寿命更加长久。“铅丝石笼网”结构使工程循环建设周期延长，从宏观上节约了开支。

2.2.3 微观分析：造价经济

“铅丝石笼网”防护工程有箱笼加上填充物构成，填充物在有条件的地区可以就地取材，也可以采用粗加工的小块石甚至道渣或者拆下的旧砼碎块，只要能满足抗风化名具有高强度，粒径较“铅丝石笼网”网片的网孔大就可以。“铅丝石笼网”护坡工程的造价接近并低于浆砌块石造价;“铅丝石笼网”挡墙的造价低于砼及浆(灌)砌块石结构。

“铅丝石笼网”结构对地基处理要求较其他结构低，因而在土质、基础较差的地段，可以大大节约地基处理费用，并且养护简单，工程速度快，因此造价明显低于砼及浆砌块石结构。

2.3 生态优势

“铅丝石笼网”不但具有透水性，而且对于地下水的自然作用以及过滤上具有包容性，所以对周围的环境生态有不可或缺的重要性。另外，由于笼体内石块的过滤作用，水流中的淤泥得以沉淀于填石石缝中，进而能促进自然植物的生长，在保护堤岸的同时恢复了生态平衡。

结束语

潘庄控导改建加固工程的修建特别是铅丝石笼护根对控导大河主流、稳定河势、保障防洪工程安全及滩区人民群众财产起到了重要作用。该设计既可以防止护岸遭水流、风浪侵袭造成的根石走失，又实现了水体与坡下土体之间的自然对流交换功能，达到生态平衡。因此，该结构值得在以后的河道整治工程中大力推广和应用。