石笼网

石笼网(英文:Gabion Net)也叫石笼护坡、石笼护垫(雷诺护垫,格宾护垫),由高抗腐蚀、高强度、具有延展性的低碳钢丝或者包覆聚氯乙稀的钢丝、金属带片使用机械编织而成,经过焊接而成的网状结构,其内部填充石头或者其他坚硬的材料。使用该网制作而成的箱型结构就是石笼网箱。

石笼网源自欧洲,已有一百多年的发展历史。

石笼网抗震性能以及抗冲击能力、生态良好、透水性能强、成本低、可塑性强、使用寿命长,应用十分广泛。常用于土方工程、矿山工程、道路和桥梁建设、河道拦水坝、绿化等。

简史

早在2000多年前的先秦时期, 中国劳动人民已在长江上游眠江上修建了世界著名的都江堰工程。该工程大量采用了竹蔑编织的石笼挡水筑坝。这便是迄今为止所知道的世界上最早的石笼网雏形。现在广泛使用的石笼网其实只是制作的材料不同而已。

国外

现代石笼网源自欧洲,已有一百多年的发展历史。

在国外,石笼网防护结构在水利工程中的应用十分广泛,包括水堰、丁坝、护岸、防波堤、渠道等领域应用越来越广泛,技术上也相当成熟,属柔性防护工程技术,主要用于解决刚性防护结构存在的不生态、不环保、不透水性、结构易裂缝等防护工程中的棘手问题。既能达到保护河道、堤防岸坡安全稳定的目的,又可实现水与土体自然交换,增强水体自净能力,保护和改善水质,亦可实现墙(坡)面植被绿化、美化景观,最终实现工程建筑与生态环境的有机结合。

国内

石笼网抗震性能以及抗冲击能力、生态良好、透水性能强、成本低、可塑性强、使用寿命长,应用十分广泛。

进入21世纪以来‚中国的水利工程、水土保持工程、公路铁路工程、江河湖海工程、市政工程等建设工程任务十分艰巨。同时‚随着经济建设的快速发展‚随之而带来的环境问题‚使越来越多的人们意识到经济建设必须与生态环保紧密的结合起来‚如何在水利建设、土木建设等工程建设中兼顾维护生态环境。因此,开发了生态石笼网。

分类

形状

石笼网

由高抗腐蚀、高强度、具有延展性的低碳钢丝、镀锌及或者包覆聚氯乙稀的钢丝使用机械编织而成,使用该网制作而成的箱型结构就是石笼网箱。根据美国材料与试验协会和EN标准,所使用的低碳钢丝直径根据工程设计要求而不同。一般介于2.0-4.0mm之间,石笼网钢丝的抗拉强度不少于38kg/m2,金属镀层重量一般高于245g/m2,石笼网片的边缘线直径一般要大于网线直径。其双线绞合部分的长度不得小于50mm.以保证绞合部分钢丝的金属镀层和PVC镀层不受破坏。

石笼网兜

是由单层网片卷制而成。其网眼,网丝,镀锌及聚氯乙稀覆膜属性与网箱相同。该产品可以将形状各异、大小不一的的块石装入合金网兜形成一个柔韧的整体,可以通过吊装、汽车、船运到达指定地方,将合金网兜相互连接成一个更大整体,施工抛投时方便、快捷、高效,经济性能好。

石笼网垫

石笼网垫是石笼网的特殊形式,它是一种柔性护坡结构。该护坡结构是由机编双绞合六边形金属网面构成,装入块石等填充物,厚度一般为17~30cm,网垫网格尺寸为6cmx8cm,碎石填充粒径为60~150mm,逊径颗粒质量分数一般不超过20%。该构件具有抗冲刷能力强、自透水、整体性强、地基适应性强、抗风浪性强、施工简便、造价低廉等特点,其多孔隙结构易于生物栖息。

结构

石笼网是指用专用机械将经过防腐处理的低碳钢丝双拧向编织成金属网,按设计意图把网片裁剪、拼装成矩形或方形的网箱。典型的石笼网如图所示。

石笼网防护结构是指在石笼网中填入适当的填充料或者加人植被元素,并将这些网箱按照一定的排列方式组装而成的一种重力式防护结构。

根据石笼网防护结构的不同力学特点,可以将其分为如下四种不同的形式:

①重力式挡土墙防护结构;

②半重力式挡土墙防护结构;

③稳定路基的结构;

④加筋锚固防护结构。

这几种结构形式各有其优势,需要结合工程特点灵活选用。

石笼网防护结构是在其本身重力的作用下进行安装,这样石笼网的重量将逐渐增加,同时尚未填充的空间1各会减少。当在软土地基上安装时,可以多安装一些,以加强防护作用。石笼网的网孔结构能允许植被生长,从而能够保持生态完整。

材质

可分为PVC石笼网、耐酸钢合金石笼网、锌铝合金5%或10%石笼网、镀锌石笼网。

(1)聚氯乙稀石笼网:镀锌钢丝包塑石笼网是在镀锌钢丝的表面包覆一层PVC保护层,再编织成各种规格的石笼网。这层PVC保护膜将会大大延长产品的使用寿命,并且通过选择不同颜色,与周围的自然环境相融合。

(2)不锈钢合金石笼网:合金钢丝石笼网具有比碳素钢丝更为优越或碳素钢丝所不具备的性能。使用在大气和酸、碱、盐等腐蚀性介质中呈现钝态、耐蚀而不生锈的高铭(一般为12%~30%)合金钢。其使用寿命是普通镀锌钢丝石笼网的几倍。

(3)锌铝合金5%或10%石笼网:①锌-5%铝-混合稀土钢丝石笼网镀锌层含有5%铝元素和95%,是近年来的新型水利材料,其质量是世界各地石笼网行业中公认最好的,防腐性能在化学试验中也非常强,寿命长达50年。②锌-10%铝-混合稀土钢丝石笼网镀锌层含有10%的铝元素和90%的锌元素,是近年来的新型水利材料,防腐性能在化学试验中比锌-5%铝-混合稀土钢丝石笼网寿命长。

(4)镀锌石笼网:镀锌石笼网是采用优质的低碳钢丝经过表面处理后编织而成的石笼网箱。其质量分为:电镀锌(15~30g/m2)、热镀锌(40~80g/m2)、高锌(200~650g/m2),镀层含锌量越高,使用寿命越长。

规格

石笼网常用丝径:2.0~4.0mm。

石笼网常用孔径(mm):60 x 80,80x100,100x120,120x 150等。

石笼网尺寸:长1~6m,宽0.5~2m,高0.15~2m。石笼网不像别的材料常年有存货,而且大小往往需要根据现场来设计,一般都是用户向生产厂签订合同进行定做。

石笼网价格一般为5~13元/m2。

生产工艺

石笼网采用六角拧编而成。其流程为:原材料选取(盘条)——冷拔/镀锌/包塑——机器编织——人工剪切、组装——产品检验——包装运输。

特点

优点

(1)安全性。石笼网防护结构属于柔性结构,即变形结构。此结构会因为拉力因素的发挥而增加它对荷载的抵抗能力;能适应土层性质与土层结合,能很好的适应地基变形;能吸收来自外部的动荷载所产生的能量,具有很好的抗震性能以及抗冲击能力。

(2)持久耐用。网状物因为氧化而产生的腐蚀是一个非常缓慢的过程,它不会比任何其它结构的老化作用来得严重。再加上高品质的10%Al+Zn合金保护及涂上一层优化没药树膜,更增加了持久性。石笼网材料成本较低,插密网格结构使它更耐用,长期不变形,且在运输、安装中不易损坏。

石笼网的使用寿命取决于网格的质量和石料的耐久性。在安装过程中或打开的情况下,可能由于外部因素损坏。表面受损迹象和试验数据表明,这种损害只是局部的、临时的,不会导致网面整体崩溃,局部损坏不会影响整体的承载力。

(3)生态性。石笼网防护结构具有天然的透水性,不会隔断生态环境的循环系统,可以导入自然生态环境,结构内可以由里而外的产生植生层,由于植物根系对土壤的加筋作用,因而提高了结构的安全性和耐久性,真正做到结构与周围环境的和谐统一。石笼网拦水坝可以通过综合平衡河道流量,达到抗洪、蓄洪、考虑到河流生态系统的平衡等目标。它还可以扩大河道宽度,增加水体流量,从而优化河流的结构和生态系统。

(4)透水性。石笼网防护结构安装后、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,具有自然透水性。

(5)整体性。石笼网防护结构由独立的单元构成,但同时每个相邻单元间都由钢丝绞合,所以还具有很好的整体性。

(6)经济性。石笼网防护结构填充料为砾石或卵石,成本较低。不需要排水系统。使用寿命长,且基本无需维护。

(7)施工简单。石笼网材料易于搬运,结构相对稳定,而且施工过程中不需要铺垫太多的基础设施,比较简单。保证了施工的高效性和经济性。

不足

石笼网技术在河道治理中有着很好的应用前景,但是也面临一些困难。首先,石笼网拦水坝的灵活性比较差,如果需要在设备中组合安装时,必须要考虑拦水坝的不同高度和流速。其次,在拦水坝建设中出现的问题要及时解决,监督安装的标准也要十分严格,才能保证拦水坝的长期运行和安全性。

性能参数

根据ASTM和EN标准,所使用的低碳钢丝直径根据工程设计要求而不同。一般介于2.0~4.0mm,石笼网钢丝的抗拉强度不少于38kg/m2,金属镀层单位面积质量一般高于245g/m2,石笼网片的边缘线直径一般要大于网线直径。其双线绞合部分的长度不得小于50mm,以保证绞合部分钢丝的金属镀层和聚氯乙稀镀层不受破坏。

石笼网材质力学指标见表25.4-1。

应用领域

石笼网是使填石固定就位的铁丝或聚合物丝网格式制作物。铁丝笼是由铁丝编织的网格或焊接而成的结构物。这两种结构可以是电镀的,编织的铁丝箱可另外涂上PVC。用抗风化坚硬石块作填料,它在石箱或石笼沉排中不会因磨蚀而很快破碎。装有不同类型的块石的石笼有不同的特性。多角的块石能相互很好地联锁在一起,用其填装的石笼不易变形。

石笼网可用于边坡支护、基坑支护、山体岩面挂网喷浆、边坡植生(绿化)、铁路高速公路隔离护拦网,它还能制成箱笼、网垫,用于江河、堤坝及海塘的防冲刷保护,水库、河流截流用网箱。河流严重的灾害是水流冲刷河岸使其破坏,引发的洪水泛滥,导致生命财产遭受大量损失和大量水土流失。因此在处理上述问题时候,该生态格网结构的应用成为很好解决方案之一,它能使河床河岸得到长时间保护。

在园林景观工程中,石笼网可用于公路护坡、堤坝护岸以及山体陡坡复绿等,既能满足山体、岸滩稳定的防护要求,又能达到绿化环境的效果,同时还经济便捷。岸坡防护用的石笼网采用高强度镀锌钢丝编织成不同规格的矩形笼子,笼子内充填石头的结构。这种结构应用在人为和自然因素的双重作用下,石块之间的缝隙不断被泥土充填。植物种子逐渐在石块之间的泥土中生根发芽,茁壮生长,根系牢牢固定石块和泥土,可以对边坡实现防护和绿化的目的,改善生态、保持水土的效果也十分显著。

石笼网垫适用于坡面防冲刷领域,比较常见的有河道边坡防护、河底防护、消浪防冲工程等,并能适应一定程度的不均匀沉降。

作用

1.抗洪防灾

河道治理中最基本的目标就是保护人民群众的生命财产安全。而抗洪防灾则是河道治理的首要任务。将石笼网拦水坝理想地运用于这方面可以迅速地制造出有效的障碍物,以便迅速控制洪水流向并减轻洪灾损失。石笼网拦水坝的固定方式有两种:一种是直接将石笼网挖到土中,另一种则是使用钢筋焊牢并加固渗漏抗压换向器或正向换向器。

2.蓄洪引流

石笼网技术也可以用于河道的蓄洪引流。在水流量过大时,可以通过石笼网拦水坝进行引流,达到减轻水流压力的作用,以此减轻破坏性洪水带来的危害。同时,石笼网拦水坝还可以扩大河道宽度,增加水面流量,有利于促进中小河流水生态系统和水文学的平衡。

3.环境保护

石笼网拦水坝的建设还可以创造良好的自然水环境,为鱼类、动物和植物创造适宜生存与繁殖的环境。从而增强了河流的生态系统和水文学平衡效果。

参考资料

2000多年以前挡水筑坝石笼网的由来.志趣网.2023-12-09

生态格网结构的优势.爱泽丝网制品.2023-12-07

石笼网生产.东方供应商.2023-12-07

石笼网箱的重量是如何计算的.搜狐网.2023-12-07

石笼网有哪些用途.爱泽丝网制品.2023-12-07

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