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摘要：主要介绍镀锌覆塑生态石垫技术在引黄济津潘庄线路中的应用，阐明了设计原理，并将其与传统结构相比较，分析其在技术经济方面所占有的优势。
关键词：潘庄线路；生态石垫；技术经济
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
穿漳卫新河倒虹吸工程是引黄济津潘庄输水线路的重要组成部分，是为了满足输水水质和流量要求需要新建的工程。此工程在德州市境内，起于六五河牛角峪闸上游200m，止于南运河四女寺闸下游773m，建筑物轴线与南运河河道中心线交汇处交角为45度，为防止出口水流对河道及河岸冲刷，需对工程末端受冲刷影响的南运河及新挖明渠进行护砌。综合考虑工程投资和施工工期以及生态环境等各种因素，决定对南运河上游113m、下游82m、及下游河汊以内30米的护坡、护底采用镀锌覆塑生态石垫技术方案进行防护。
2设计原理
生态石垫防护体系的防护基本原理是防护材料的抗冲能力和水流的冲刷能力的对比，当生态石垫防护体系的抗冲能力大于实际的冲刷时，该防护体系就可以认为是成功的。而生态石垫的抗冲能力主要由两方面因素所提供：生态石垫内部填石自身的抗冲能力，以及钢丝网箱所能提供的限制石料位移的能力。目前在生态石垫防冲系统的设计思维中，主要有两种方式来确定生态石垫防护系统能否满足工程实际需求：牵引剪切力方式和对应抗冲流速方式。
美国科罗拉多大学，做了详尽的生态石垫的抗冲刷模型和原型试验，根据防冲刷稳定分析的两种思路（允许剪应力法和允许流速法），分别给出了详尽的研究报告。其中的允许流速法结果，已经被工程实践所证实，并且吻合多年的工程经验结果。
3技术经济对比分析
3.1技术特点（1） 柔性结构设计生态石垫特有的柔性结构设计及高伸张率的低碳钢丝使得生态石垫具有很强的柔韧性及变形能力，尤其能够适应基础的不均匀沉降。（2）生态环保性首先整体结构并没有采用任何污染性材料，结构主材料石材为自然界中寻找，附加的限制性材料钢丝网对于自然也没有任何污染。（3）美观性无论是内部的填石还是后期长出的绿色植被，都能够很好的于周围的自然环境相互融合；插植等人工方式更可以使外观达到人为的设计视觉效果，美化环境。（4）耐久性采用镀锌覆塑式进行防蚀处理的钢丝具有较强的耐久性能。一般情况下，使用寿命达到80-100年，在镀层损失的情况下，不影响结构的稳定性。（5）自透水性生态石垫具有天然的透水性，一来可以消散孔隙水压力，维持土体强度，降低发生滑坡的危险；二来无需传统结构的排水设施，节省工序，加快施工效率。三来可以加强水体交换能力，促进植被生长和生态系统的恢复。（6） 独立性和整体性生态石垫单元在工地现场组装成型，相互绑扎成整体，属于典型的柔性防护结构 ，可以适应地基的不均匀沉降。（7）施工便捷，效率高整体工法操作简便、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。（8）经济性生态石垫填充所需石头可采用块石、碎石或鹅卵石，石头成本较低，尤其在鹅卵石丰富的河流附近施工更可以大幅度降低造价。
3.2与传统结构技术对比分析
3.3 生态石垫与浆砌石护坡经济对比分析
浆砌石方案直接工程费137.00元/m2,综合单价167.59元/m2；生态石垫方案直接工程费82.86元/m2, 综合单价95.17元/m2。前者直接工程比后者费高65.70%，前者的综合单价比后者费高76.10%，生态石垫方案经济效益十分显著。
4施工流程
4.1组装①从捆扎包中把折叠的生态石垫单元取出并放置在坚固和平整的地面上，然后展开并压平；②前后面板、中间隔板和边板应该翻开至垂直立起成型，侧翼应适当的折叠并互相交迭。隔板和端部面板都要固定在护垫的前、后面板上；③生态石垫在组装后，前后板、隔板和边板都应豎立，并确保所有的折痕都在正确的位置，而且每个边的顶部都齐平。
4.2绞合用绞边钢丝把生态石垫的边连接。其步骤是：①用绞边钢丝把相应的盖子边缘与立起的隔板、前后面板、端部面板的上边缘绞合在一起，每隔大约15cm用单圈和双圈交互地绞合在一起，并拉紧；②把绞边钢丝的尾端绞合在钢丝面板上。
4.3清基生态石垫下面的基础应按照项目施工图纸要求进行整平。根据项目的技术要求，基础的平面应规则，没有松散物质和植被；应采取适当的符合项目技术要求的排水或过滤方法（如滤水层，排水沟等）在生态石垫下面或后面铺设的土工布应满足地下的排水要求。土工布可以采用无纺布（250g/m2）。
4.4 安装①在完成组装以后，将生态石垫一个紧接一个的摆放在恰当的位置。②在较陡的坡面上，应用硬木栓将生态石垫固定在坡顶地面上，防止其往下滑动。③生态石垫可以弯曲达到半径18米到21米而无须改动并放置成一定弧线来填充。④生态石垫可以被剪开并做成曲线或斜角；⑤应把生态石垫依次排开并安装到位后方才开始进行装填。
4.5装填①用于装填的石头必须坚硬，在水下不分解以及在护垫结构使用寿命之内不被风化。它的大小应在7.5cm到15cm之间，可以有5%的变化，但不得小于网孔。并且石头不能太大，确保不同高度的护垫至少装填两层以上的石头；②为避免由于单边装填引起的隔板变形，紧靠隔板两边的石头必须同时进行装填；③在填充石头的时候应该尽量注意不要损坏护垫上的镀层，并且使用人工摆放以尽量缩小孔隙率；④在斜坡上施工时，应从坡底往坡顶的方向进行装填，并确保每个隔板的顶部都露出来，便于绞合。
4.6 护垫的完成①考虑到石头沉降，填充石头应有2.5cm的超高。②为便于铰合，装填时必须确保隔板的上边缘外露。③Ⅲ、将成卷的盖板网面铺上，用适当的工具将盖板边缘与即将被绞合在一块的面板边缘拉近。④用单圈和双圈交互绞合的方法，将生态石垫的端板、边板和隔板上边缘与相对应的盖板边缘绞合在一块（相邻护垫间与盖板绞合时有4条边）。
5结论
镀锌覆塑生态石垫技术方案在引黄济津潘庄线路中的应用效果良好，达到了设计目标，结果令人满意。该方案突破传统的设计理念，采用新的形式、新的材料，方案有创新性，方案设计遵循了安全可靠、经济节约以及和谐自然的原则，同时又具备较好的技术经济比较优势，是值得推广的一种施工方法。
关键词：潘庄线路；生态石垫；技术经济
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
穿漳卫新河倒虹吸工程是引黄济津潘庄输水线路的重要组成部分，是为了满足输水水质和流量要求需要新建的工程。此工程在德州市境内，起于六五河牛角峪闸上游200m，止于南运河四女寺闸下游773m，建筑物轴线与南运河河道中心线交汇处交角为45度，为防止出口水流对河道及河岸冲刷，需对工程末端受冲刷影响的南运河及新挖明渠进行护砌。综合考虑工程投资和施工工期以及生态环境等各种因素，决定对南运河上游113m、下游82m、及下游河汊以内30米的护坡、护底采用镀锌覆塑生态石垫技术方案进行防护。
2设计原理
生态石垫防护体系的防护基本原理是防护材料的抗冲能力和水流的冲刷能力的对比，当生态石垫防护体系的抗冲能力大于实际的冲刷时，该防护体系就可以认为是成功的。而生态石垫的抗冲能力主要由两方面因素所提供：生态石垫内部填石自身的抗冲能力，以及钢丝网箱所能提供的限制石料位移的能力。目前在生态石垫防冲系统的设计思维中，主要有两种方式来确定生态石垫防护系统能否满足工程实际需求：牵引剪切力方式和对应抗冲流速方式。
美国科罗拉多大学，做了详尽的生态石垫的抗冲刷模型和原型试验，根据防冲刷稳定分析的两种思路（允许剪应力法和允许流速法），分别给出了详尽的研究报告。其中的允许流速法结果，已经被工程实践所证实，并且吻合多年的工程经验结果。
3技术经济对比分析
3.1技术特点（1） 柔性结构设计生态石垫特有的柔性结构设计及高伸张率的低碳钢丝使得生态石垫具有很强的柔韧性及变形能力，尤其能够适应基础的不均匀沉降。（2）生态环保性首先整体结构并没有采用任何污染性材料，结构主材料石材为自然界中寻找，附加的限制性材料钢丝网对于自然也没有任何污染。（3）美观性无论是内部的填石还是后期长出的绿色植被，都能够很好的于周围的自然环境相互融合；插植等人工方式更可以使外观达到人为的设计视觉效果，美化环境。（4）耐久性采用镀锌覆塑式进行防蚀处理的钢丝具有较强的耐久性能。一般情况下，使用寿命达到80-100年，在镀层损失的情况下，不影响结构的稳定性。（5）自透水性生态石垫具有天然的透水性，一来可以消散孔隙水压力，维持土体强度，降低发生滑坡的危险；二来无需传统结构的排水设施，节省工序，加快施工效率。三来可以加强水体交换能力，促进植被生长和生态系统的恢复。（6） 独立性和整体性生态石垫单元在工地现场组装成型，相互绑扎成整体，属于典型的柔性防护结构 ，可以适应地基的不均匀沉降。（7）施工便捷，效率高整体工法操作简便、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。（8）经济性生态石垫填充所需石头可采用块石、碎石或鹅卵石，石头成本较低，尤其在鹅卵石丰富的河流附近施工更可以大幅度降低造价。
3.2与传统结构技术对比分析
3.3 生态石垫与浆砌石护坡经济对比分析
浆砌石方案直接工程费137.00元/m2,综合单价167.59元/m2；生态石垫方案直接工程费82.86元/m2, 综合单价95.17元/m2。前者直接工程比后者费高65.70%，前者的综合单价比后者费高76.10%，生态石垫方案经济效益十分显著。
4施工流程
4.1组装①从捆扎包中把折叠的生态石垫单元取出并放置在坚固和平整的地面上，然后展开并压平；②前后面板、中间隔板和边板应该翻开至垂直立起成型，侧翼应适当的折叠并互相交迭。隔板和端部面板都要固定在护垫的前、后面板上；③生态石垫在组装后，前后板、隔板和边板都应豎立，并确保所有的折痕都在正确的位置，而且每个边的顶部都齐平。
4.2绞合用绞边钢丝把生态石垫的边连接。其步骤是：①用绞边钢丝把相应的盖子边缘与立起的隔板、前后面板、端部面板的上边缘绞合在一起，每隔大约15cm用单圈和双圈交互地绞合在一起，并拉紧；②把绞边钢丝的尾端绞合在钢丝面板上。
4.3清基生态石垫下面的基础应按照项目施工图纸要求进行整平。根据项目的技术要求，基础的平面应规则，没有松散物质和植被；应采取适当的符合项目技术要求的排水或过滤方法（如滤水层，排水沟等）在生态石垫下面或后面铺设的土工布应满足地下的排水要求。土工布可以采用无纺布（250g/m2）。
4.4 安装①在完成组装以后，将生态石垫一个紧接一个的摆放在恰当的位置。②在较陡的坡面上，应用硬木栓将生态石垫固定在坡顶地面上，防止其往下滑动。③生态石垫可以弯曲达到半径18米到21米而无须改动并放置成一定弧线来填充。④生态石垫可以被剪开并做成曲线或斜角；⑤应把生态石垫依次排开并安装到位后方才开始进行装填。
4.5装填①用于装填的石头必须坚硬，在水下不分解以及在护垫结构使用寿命之内不被风化。它的大小应在7.5cm到15cm之间，可以有5%的变化，但不得小于网孔。并且石头不能太大，确保不同高度的护垫至少装填两层以上的石头；②为避免由于单边装填引起的隔板变形，紧靠隔板两边的石头必须同时进行装填；③在填充石头的时候应该尽量注意不要损坏护垫上的镀层，并且使用人工摆放以尽量缩小孔隙率；④在斜坡上施工时，应从坡底往坡顶的方向进行装填，并确保每个隔板的顶部都露出来，便于绞合。
4.6 护垫的完成①考虑到石头沉降，填充石头应有2.5cm的超高。②为便于铰合，装填时必须确保隔板的上边缘外露。③Ⅲ、将成卷的盖板网面铺上，用适当的工具将盖板边缘与即将被绞合在一块的面板边缘拉近。④用单圈和双圈交互绞合的方法，将生态石垫的端板、边板和隔板上边缘与相对应的盖板边缘绞合在一块（相邻护垫间与盖板绞合时有4条边）。
5结论
镀锌覆塑生态石垫技术方案在引黄济津潘庄线路中的应用效果良好，达到了设计目标，结果令人满意。该方案突破传统的设计理念，采用新的形式、新的材料，方案有创新性，方案设计遵循了安全可靠、经济节约以及和谐自然的原则，同时又具备较好的技术经济比较优势，是值得推广的一种施工方法。