雷诺护垫及格宾技术说明.docx
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雷诺护垫及格宾技术说明
银川市桑园沟治理工程技术说明
马克菲尔（长沙）新型支挡科技开发有限公司
2011年07月04日
1、设计原则
方案设计以“安全可靠、经济节约、技术创新、生态环保、和谐自然”为原则。
安全可靠：
即不管采用何种结构、何种方法，必须满足规范要求，经得起实践检验。
经济节约：
以全寿命周期成本为原则，以采用新技术、新材料、新方法为手段，以资源节约为目标。
技术创新：
以新理念为指导，以创新应用为宗旨，探索应用新材料、新结构、新工艺。
生态环保：
以“不破坏就是最大的保护”为原则，通过少占用地、减少工程量、最大可能增加绿化措施为手段。
2、设计依据
●《堤防工程设计规范》（GB50286－98）。
3、计算原理和设计参数
3.1、雷诺护垫设计原理
护坡工程中的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，当防护材料的抗冲流速大于水流的冲刷流速时，防护材料可视为稳定的防护体，不会在水流的冲刷下发生位移，从而起到抑制冲刷的发生，保护基础层的稳定，从而达到维持堤岸（坝体）的稳定的最终目的。
雷诺护垫防护体系的防护基本原理也是如此，当雷诺护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。
而雷诺护垫的抗冲能力主要由两方面因素所提供：
雷诺护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。
然而在实际工程设计中，通常不会将这两方面因素分开考虑，而是采用将整个雷诺护垫防护体系视做一个整体进行考虑，综合考虑雷诺护垫系统的抗冲能力和雷诺护垫防护的厚度、石料粒径大小、以及雷诺护垫自身的力学性能。
目前在雷诺护垫防冲系统的设计思维中，主要有两种方式来确定雷诺护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。
通过计算河道中的牵引剪切力以及雷诺护垫防护系统的允许牵引剪切力，来判断雷诺护垫防护系统能否满足防护需求。
这种方法的代表是美国联邦公路局。
美国联邦公路局于1984年和1988年通过Simons（1984）和Clopper、Chen（1988）两组研究人员均研究了不同厚度的雷诺护垫的允许剪应力，并且以此为依据提供了牵引剪切力的计算方法。
由于前者的适用情况更多，且相应的设计偏于安全，所以，一般采用的是Simons的研究成果。
马克菲尔公司于1983年和美国科罗拉多大学合作，做了详尽的雷诺护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。
由于流速的概念更直观方便，为广大工程师所接受。
因此，为了快速设计的需要，马克菲尔公司通过试验结果以及多年的工程经验的总结，得出了雷诺护垫系列防护与流速的关系表（如下表所示）
类型
厚度
（m）
填充石料
临界流速
（m/s）
极限流速
（m/s）
石料规格
（mm）
雷诺护垫
0.17
70～100
0.085
3.5
4.2
70～150
0.110
4.2
4.5
0.23
70～100
0.085
3.6
5.5
70～150
0.120
4.5
6.1
0.30
70～120
0.100
4.2
5.5
100～150
0.125
5.0
6.4
格宾垫
0.50
100～200
0.150
5.8
7.6
120～250
0.190
6.4
8.0
3.2、雷诺护垫技术参数
①雷诺护垫是将低碳钢丝经机器编制而成的双绞合六边形金属网格组合的工程构件，在构件中填石构成主要用于冲刷防护的结构。
②雷诺护垫规格型号、网孔规格、钢丝参数表
Ⅰ规格型号
项目
长度（m）
宽度（m）
高度（m）
隔板间距（m）
CML×2×0.23/0.310%Al-ZN
3/4/5/6
1
0.23/0.3
1
容许公差
±5％
±5％
±10％
－
Ⅱ网孔规格
网孔型号
D（mm）
公差
网面抗拉强度KN/m
6×8
60
＋16％/－4％
30
Ⅲ钢丝技术参数
钢丝类型
网面钢丝
端丝
射丝
绞合钢丝
钢丝直径mm
2.0
2.7
3.4
2.2
钢丝直径公差（±）φmm
0.05
0.06
0.07
0.06
最小镀层量g/m2
215
245
265
230
钢丝抗拉强度N/mm2
350~550
钢丝延伸率
未经拉伸钢丝的延伸率不能低于12%（经过拉伸加工的成品钢丝延伸率不能低于7%）。
钢丝直径公差均指未拉伸前。
注：
雷诺护垫所用钢丝采用镀10%铝锌合金层防腐处理。
③雷诺护垫为一次成型产品，隔板为双隔板，除盖板外，边板、端板、隔板及底板由一张连续不裁断的网面组成，不可采用单独的双层折叠网面通过绞合在底板上作为双隔板，详见构件图。
④雷诺护垫供货单位需提供由中国国家认证认可监督管理委员会认证的检测单位出具的网面抗拉强度检测报告。
⑤雷诺护垫供货单位需提供由中国国家认证认可监督管理委员会认证的检测单位出具的10%铝锌合金钢丝至少480小时盐雾试验报告。
⑥镀层附着性要求：
镀10%铝锌合金层附着力检验采用缠绕试验方法，并应达到如下标准，当镀10%铝锌合金钢丝绕相当于自身直径2倍的芯轴紧密缠绕6圈时，用手指摩擦钢丝，其镀层不会剥落或开裂。
⑦钢丝缠绕标准：
网面裁剪后末端与端丝的联接处是整个结构的薄弱环节，为加强网面与端丝的连接强度，需采用专业的翻边机将网面钢丝缠绕在端丝上≥2.5圈，不能采用手工绞。
或者以射丝为端丝，以折边代替机械翻边，翻折长度不小于8cm。
⑧绞边技术要求：
钢丝必须采用与网面钢丝一样材质的钢丝，为保证联接强度需严格按照间隔10～15cm单圈－双圈交替绞合。
3.3、格宾技术参数
①格宾是将低碳钢丝经机器编制而成的双绞合六边形金属网格组合的工程构件，在构件中填石构成主要用于支挡防护的结构。
②格宾规格型号、网孔规格、钢丝参数表
Ⅰ规格型号
项目
长度（m）
宽度（m）
高度（m）
隔板数量（个）
GL×1×0.510%Al-ZN
1.5/2/2.5/3/3.5/4
1
0.5
0/1/1/2/2/3
GL×1×110%Al-ZN
1.5/2/2.5/3/3.5/4
1
1
0/1/1/2/2/3
容许公差
±5％
±5％
±5％
－
Ⅱ网孔规格
网孔型号
D（mm）
公差
网面抗拉强度KN/m
8×10
80
＋16％/－4％
50
Ⅲ钢丝技术参数
钢丝类型
网面钢丝
边端钢丝
绞合钢丝
钢丝直径mm
2.7
3.4
2.2
钢丝直径公差（±）φmm
0.06
0.07
0.06
最小镀层量g/m2
245
265
230
钢丝抗拉强度N/mm2
350~550
钢丝延伸率
未经拉伸钢丝的延伸率不能低于12%（经过拉伸加工的成品钢丝延伸率不能低于7%）。
钢丝直径公差均指未拉伸前。
注：
格宾所用钢丝采用镀10%铝锌合金防腐处理。
③格宾供货单位需提供由中国国家认证认可监督管理委员会认证的检测单位出具的网面抗拉强度检测报告。
④格宾供货单位需提供由中国国家认证认可监督管理委员会认证的检测单位出具的10%铝锌合金钢丝至少480小时盐雾试验报告。
⑤镀层附着性要求：
镀10%铝锌合金层附着力检验采用缠绕试验方法，并应达到如下标准，当镀10%铝锌合金钢丝绕相当于自身直径2倍的芯轴紧密缠绕6圈时，用手指摩擦钢丝，其镀层不会剥落或开裂。
⑥钢丝缠绕标准：
网面裁剪后末端与端丝的联接处是整个结构的薄弱环节，为加强网面与端丝的连接强度，需采用专业的翻边机将网面钢丝缠绕在端丝上≥2.5圈，不能采用手工绞。
⑦绞边技术要求：
钢丝必须采用与网面钢丝一样材质的钢丝，为保证联接强度需严格按照间隔10～15cm单圈－双圈交替绞合。
3.4、填充石料要求
①填充物采用卵石、片石或块石，雷诺护垫填石粒径以D70～150mm为宜，格宾填石粒径以D100～300mm为宜,空隙率不超过30％，要求石料质地坚硬，强度等级MU30，比重不小于2.5t/m3，遇水不易崩解和水解，抗风化。
②薄片、条状等形状的石料不宜采用。
风化岩石、泥岩等亦不得用作充填石料。
3.5、土工布要求
聚酯长纤无纺布PET10－4.5－200，标称断裂强度10KN/m，详细指标参照国标GB/T17639－2008《长丝纺粘针刺非织造土工布》。
4、技术分析
雷诺护垫系统源于意大利，由于在意大利雷诺河首次使用并且获得了相当满意的效果而命名。
雷诺护垫系统本质上而言为传统的石笼防护系统，但是通过机械化生产以及高防腐性能的钢丝网面的采用，解决了困扰传统石笼防护的耐久性问题，并且通过规范的产品加工过程以及施工工法来提高整体防护系统的防护能力以及效应。
雷诺护垫及格宾系统主要有以下优点：
（1）柔性结构设计
马克菲尔产品特有的柔性结构设计及高伸张率的低碳钢丝使得雷诺护垫及格宾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。
而由于结构内存在较多的填石孔隙，这样一来可以实现河水和结构后土体的自由水交换，增强水体的自我净化能力，改善水质；二来为各类水生动植物提供生存空间，维持生态系统的平衡，建设生态水利工程。
三来不需要水泥等污染水质和环境的人工材料，对环境不会造成太大的破坏，且自然界易于修复这种工程破坏。
（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
采用重镀10%铝锌合金方式进行防蚀处理的钢丝具有较强的耐久性能。
雷诺护垫及格宾由具有优良防腐性能的钢丝经过机械编织，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。
由于结构的整体性，以及和自然环境融为整体，所以在镀层损失的情况下，不影响结构的稳定性。
（5）自透水性
雷诺护垫及格宾具有天然的透水性，一来可以迅速降低结构后填土内由于降雨等原因导致的过高地下水位，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
雷诺护垫及格宾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。
（6）抗冲刷性
雷诺护垫及格宾为多孔隙结构，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，消能效果好。
（7）施工便捷，效率高
雷诺护垫及格宾可按设计意图，工厂化生产制作出半成品，施工现场按施工图进行组装定型。
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。
在有机械进行配合的时候，更加能够加快施工进度。
工人无需特别培训。
同比此类结构的施工效率很高（是传统结构的施工效率2到3倍），也就是说，可以大大减少施工周期。
（8）经济性
雷诺护垫及格宾填充所需石头可以采用浆砌石、干砌石等传统结构无法利用的碎石或鹅卵石，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，相对于混凝土等传统结构具有一定的经济优势。
5、国内工程案例
项目名称
陕西宝鸡千阳河道工程
项目地点
陕西宝鸡
实施时间
2008年5月
工程类型
岸坡防护
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