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格宾石笼网在季节性冻土地区的使用情况说明

格宾石笼网在季节性冻土地区的使用情况说明

作者：石笼网厂来源：鹏博石笼网转载请注明出处发表时间2019-06-21 浏览：次

1、传统渠系衬砌存在的问题：

我国季节性冻土区分布在东北、华北、西北及内蒙古地区，其冻结深度由南至北、由低海拔向向高海拔地区增厚，最大达3m左右。在寒冬季节负气温影响下，一方面地表土层中空隙水冻结成冰，体积膨胀（膨胀系数为9%）；而另一方面在负温梯度作用下，下部未冻土层中的水分源源不断向上部冻结区迁移、聚集，并结成冰透镜体，出现大幅度隆胀，其总冻胀变形量变化在10-30cm不等，甚至超过40cm。如此大的冻胀变形，几乎没有任何建筑物可以承受。它是发生季节冻土灾害的主要原因。

据上世纪80年代新疆水利部门的调查，已建的23000km的各种衬砌渠道中，有混凝土衬砌的占5600km，其中半数以上遭受到不同程度的冻害。其他各省区的情况与此相仿。

图1为渠道混凝土衬砌预制块冻胀开裂。

图2为某渠道混凝土预制板衬砌冻害开裂，边坡被水流套刷决堤后，临时用草袋填土护坡的情形。

渠道衬砌的冻害，主要是因渠床上冻胀造成衬砌体不均匀变位过大所造成的，加上衬砌普遍具有体积小、自重轻、所受约束力小等特点，难以抑制冻胀力而遭破坏，故选择冻胀位移量为主要控制标。

根据《渠系工程抗冻胀设计规范》（SL23-2006）P40页规定：我国现行标准中衬砌渠道的允许冻胀变形量如下表所示。

同样根据《渠系工程抗冻胀设计规范》（SL23-2006）P13页所规定：冻胀量深有关，设计实践中可查表确定。

那么，东北地区的设计冻深一般为多大呢？在陈肖柏先生的最新冻土专著《土的冻结作用和基地》（科学出版社2006版）P25页中，提供了我国东北地区气象台站最大季节冻结深度实测值。

根据上表，结合《渠系工程抗冻胀设计规范》（SL23-2006）中国3.2.2-1 3.2.2-3，可以发现其冻胀量在10-30cm不等，甚至超过40m。

可以发现在这里衬砌结构的允许法向冻胀位移值和下覆土的冻胀量之间存在一个矛盾。

因此，在如此大的冻胀量作用下，传统渠道发生破坏也就很明显了，可以说，这是由必然性的。

2、雷诺护垫在统渠系衬砌中的优势：

从力学角度来分析这个问题，作用在渠道衬砌结构上垂直法向冻胀力的大小，除与堤土的

冻胀敏感性有关外，还与上覆衬砌结构对冻胀的约束程度有关，如果衬砌结构可以自由变形，

即土体冻结过程可以自由膨胀，那么冻胀力就会很小。由此可知，传统的钢性衬砌结构体系适应变形能力最差，经几次冻融循环，便可能在强大的冻胀力作用下遭到破坏。

有鉴于此，陈肖柏老先生在其著作中呼吁：“为适应土体冻胀过程的特性，多年冻土区挡土建筑物应是有一定柔性的结构物，既有较大的适应变形的能力，使之即可减小水平冻胀力又有良好的整体稳定性。因此，在多年冻土区的挡土结构应优先考虑工厂化、拼装化的轻型、柔性挡土结构，尽量避免使用重力式挡土墙。”

上述陈老先生的话，虽然是针对挡土墙而言，但我觉得完全值得我们在渠道衬砌体系中的借鉴，从这点上来说，雷诺护垫结构完全满足这个原则要求。雷诺护垫在东北地区渠道衬砌中使用有如下优势：

1、整体性：连续的工业化编制方式，使得产品的拼接和整体性好，因此产品具备非常强的压载性能。通过计算和选用合适的产品，完全不会出现漂浮现象或压载体脱离反滤布的问题。雷诺护垫在工地现场组装成型，绑扎成整体，属于典型的柔性防护结构，所以可以适应河床的变形，又可以适应地基的不均匀冻胀，体现了其对工程场地的卓越适应性。雷诺护垫、格宾是介于刚性材料和松散材料之间的柔韧性材料，产品的高柔韧性使其具有适应河床变形的能力。同时，此种结构还能够较好地适应基础与河床一定程度的不均匀沉降及变形（这在春季土壤解冻时表现的更为明显），以及水流冲刷导致的局部沉陷。也免去了大量的后期维护成本。

2、抗冲刷性：雷诺护垫为多孔隙结构，一方面，风浪打在结构上时，真空压力被化解，风浪退时产生的真空吸力也被破坏，能有效的达到防护效果，最高流速可以达到8m/s；另一方面可以迅速沉积土壤，促进植被生长，降低水流对结构的冲刷。

3、施工方便：雷诺护垫可按设计意图，工厂生产制作出半成品，施工现场按施工图进行组装定型，操作简便，无需熟练的技术工人，受气候干扰小，即使冬季也可以施工；可以进行水下施工且适宜机械化操作，即可保证施工质量又可加快施工进度。

4、耐腐蚀性：雷诺护垫由具有优良防腐性能的钢丝经机编，组装而成，优良的镀层工艺和编织技术，保证了镀层厚度的均匀性和抗腐蚀性，一般情况下，使用寿命达到50-60年，覆塑钢丝的使用寿命达到100-120年。

5、耐久性：雷诺护垫、格宾所采用的高品质钢丝及特有的镀层处理方式使其具有超强的耐久性能；自然植被恢复与结构的完美结合可以进一步加强整体结构的安全与稳定性能。

高强度：

格宾、雷诺护垫的编制用材料是经过韧炼的低碳钢丝，它的强度和精确的编制工艺，使得格宾、雷诺护垫具备非常高的结构强度，保证了在陆地和水下都不会因外力产生不规则的变形。钢丝抗拉强度：达到350-500N/mm2。网面强度：35-50KN/M2。

抗腐蚀性：

用于编织产品的钢丝经过严格的表面防腐处理，有三种表面处理方法：

1、镀锌：冷、热、电、高镀锌,

2、镀： 5%、10%锌铝合金(GALFAN),

3、覆塑：PVC,PE。

通过国际实验机构的模拟环境实验和对实际工程的钢丝腐蚀量的统计，锌铝合金（GALFAN）的钢丝的设计寿命可以达到50年。覆塑雷诺护垫的使用寿命可以达到100年。（根据工程所处的环境选择不同的防腐处理方法）

综上所述，格宾、雷诺护垫的高强度和抗腐蚀性能保证工程的长期稳定、整体性、柔韧性和良好的压载能力能够防止水的冲刷、淘刷、冻胀、冰推等，达到工程防护的根本目的；透水性和促淤性从长期上实现工程和自然的统一，工程更加稳固，同时有利于生态环境；施工的便捷和经济性提高了施工效率、降低了个工程造价；精心设计的格宾雷诺护垫结构、表面生长的植被，都能取得良好的景观效果。