生态石笼在河道整治工程的应用

衡水市安平县生态石笼是近年来广泛运用于交通、水利、市政、园林，水土保持等工程项目中的一种新型材料结构。较好地实现了工程结构与生态环境的有机结合。同时与一些传统刚性结构比较起来有其自身的优点，因此在世界范围内已经成为保护河床、治理滑坡、防治泥石流、防止落石兼顾环境保护的优选结构型式。主要包括石笼网，格宾网，绿格网和雷诺护垫几种形式。
一、 起源 据史料记载，中国两千多年前的都江堰水利工程，李冰父子就创造了用竹笼羊圈”结构修筑堤坡防护工程，了格网防护工程的先河。这是传统意义上的生态石笼结构。 都江堰是世界上设计施工较、较、较科学的水利杰作，其中传统结构如“竹笼”、“羊圈”用竹木为材料，用江河中的卵石构成完整的建筑构件，用于堤坝、围堰、护岸护坡等不同用途的工程中。生态石笼”工艺科学地发展了都江堰使用的“竹笼”、“羊圈”工艺，具有深厚的历史底蕴。 一百多年前，西方国家取代竹木原料而将经过特殊处理的钢丝作为材料，由机械编成网片，组装成笼，里面填上石料，用于各种堤（边）坡防护工程。这项工艺在西方的研究、运用已达以上，技术已十分成熟。 自从1998年起，“生态石笼”工艺开始在中国被使用于各种堤（边）坡防护境。 （4）该工程采用雷诺护垫技术，较传统的浆砌石或混凝土预制块方案，经粗略估算，工程造价节省了12％～ 20％
生态石笼在河道整治工程的应用 生态石笼是近年来广泛运用于交通、水利、市政、园林，水土保持等工程项目中的一种新型材料结构。较好地实现了工程结构与生态环境的有机结合。同时与一些传统刚性结构比较起来有其自身的优点，因此在世界范围内已经成为保护河床、治理滑坡、防治泥石流、防止落石兼顾环境保护的优选结构型式。主要包括石笼网，格宾网，绿格网和雷诺护垫几种形式。 一、 起源 据史料记载，中国两千多年前的都江堰水利工程，李冰父子就创造了用“竹笼”“羊圈”结构修筑堤坡防护工程，了格网防护工程的先河。这是传统意义上的生态石笼结构。 都江堰是世界上设计施工较、较、较科学的水利杰作，其中传统结构如“竹笼”、“羊圈”用竹木为材料，用江河中的卵石构成完整的建筑构件，用于堤坝、围堰、护岸护坡等不同用途的工程中。“生态石笼”工艺科学地发展了都江堰使用的“竹笼”、“羊圈”工艺，具有深厚的历史底蕴。 一百多年前，西方国家取代竹木原料而将经过特殊处理的钢丝作为材料，由机械编成网片，组装成笼，里面填上石料，用于各种堤（边）坡防护工程。这项工艺在西方的研究、运用已达以上，技术已十分成熟。 自从98年起，“生态石笼”工艺开始在中国被使用于各种堤（边）坡防护工程。
二、 概述 “生态石笼”是将抗腐蚀、耐磨损、高强度的低碳高镀锌钢丝或铝锌合金涂层钢丝的以上同质钢丝，编织成绞合状，六边形网目的网片，再根据工程设计要求由设备裁剪，加强，制作而成的不同规格的网制品。按“生态石笼”的绞制类型可分为双绞格网和五绞格网。“生态石笼”根据不同的工程需要可以加工为“网箱”、“护垫”、“网兜”、“植被挂网”、“加筋网笼”等，分别应用于江河湖海护坡、护岸、交通工程、水土保持等领域中
研究表明，“生态石笼”具有很长的使用寿命和很强的抵抗力，能满足工程结构的严格要求。绞合型的接着可以防止松开，根据溥洛尼亚大学工程系材料力实验室，美国丹佛科罗拉多州立测试中心等科研机构的测试，即使一根或多根网丝断开，其抗张强度及延伸率等技术参数亦足以满足较久性工程的要求。
“生态石笼”工艺是将“生态石笼”系列产品集装并运输到施工现场后，按设计要求和施工规范连接组装，并装入块石等填充物，使之成为有规则开关和一定重量的集合砌体，有效地使用于水利工程、水土保持、公路铁路护坡工程、海洋工程、山体滑坡、泥石流治理等工程中的新工艺。
“生态石笼”工艺是一种生态工艺，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优选结构形式。
“生态石笼”工艺系柔性结构，与刚性、半刚性结构相比具有特的优势。并且具有透水性，抗震性强，抗冲刷能力强的特点。
“生态石笼”工艺的经济分析显示，其造价及维护费用与其他传统工艺相比更具优势。
三、 工艺特点 (一) 生态优势 “生态石笼”的网箱和护垫结构不但具有透水性，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寿命有不可或缺的重要性。另外，由于护垫的过滤作用，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，这不但加强护垫结构与天然岩层的结合，而且能促进该地区的动植物的区系，恢复原有的生态系统。 “生态石笼”工艺在保护堤岸的同时恢复了生态平衡，水体与土体间的水源得以循环，植物可以自然长出，也可人工培植，生物可于块石空隙栖息，让动物、植物与人类和谐共生。 “生态石笼”工艺是工程结构回归自然的优选方式。 (二) 结构优势 1. 整体性 “生态石笼”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。单元箱笼本身与格片用同质材料绑扎联接，箱笼之间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. 柔韧性 一米宽的生态石笼网片受拉伸，单根网丝拉断时的应力 生态石笼”的特结构显示，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“生态石笼”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，“生态石笼”网箱结构抗压强度达 抗拉强度达到 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，“生态石笼”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。 3. 透水性 “生态石笼”网箱内填充物中存在空隙，地表水一旦渗入墙后土，则可以通过网箱较快排出，从而减少墙后的地下水压力。 4. 抗风浪，防冲刷 “生态石笼”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。“生态石笼”结构可破坏浪压力造成的真空，退浪时不会形成真空吸力(三) 经济优势 1. 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。“生态石笼”结构使工程循环建设周期延长，从宏观上节约了开支。 2. 微观分析：造价经济 “生态石笼”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“生态石笼”网片的网孔大就可以。“生态石笼”护坡工程的造价接近并低于浆砌块石造价；“生态石笼”挡墙的造价低于砼及浆（灌）砌块石结构。 “生态石笼”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。 河道整治工程常采用网箱和护垫结构形式。其中“生态石笼”挡墙是由厚度在0.5~1.0m的“生态石笼”网箱叠砌而成的挡土墙结构，主要用于岸坡的保护。“生态石笼”护垫是厚度在0.15~0.5m（含0.5m）的网箱结构。主要用作河道、岸坡结构。既可以防止河岸遭水流、风浪侵袭而破坏，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。坡上植绿可增添景观、绿化效果