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航道护岸工程

2020-04-09 21:01

保护通航水道堤岸免受水流、波浪、海潮的侵袭和冲刷所采取的工程措施。

在平原冲积性河流上,河岸侵蚀往往导致河道变迁、航道出浅。岸滩崩坍的类型及原因主要可归结为:①崩坍。临河坡或堤面发生裂缝,堤岸上部失去稳定,倾倒于河中。崩坍多发生于岸坡较陡的地方。②滑崩。坡脚被水流淘刷,并在地下水渗透压力作用下,土壤剪切强度降低,产生圆弧滑动,坐入水中。若发生在汛期,可能引起堤防溃决。③冲蚀。在水流、波浪的直接冲击下,土粒被逐渐带走。这种情况在天然河流、湖区普遍存在。

护岸工程的作用主要包括:①控制河势,稳定水流动力轴线。②抑制崩岸,防止水流淘刷和波浪冲蚀等。③防止主流顶冲,保护堤防。护岸工程范围包括两个方面:①沿堤岸线的防护长度。②护岸工程断面上下防护的范围。护岸防护工程以枯水位为界,上部和下部工程情况有所不同,上部护坡工程除受水流冲刷作用外,还受波浪冲击以及地下水外渗侵蚀,下部护脚工程经常受到水流淘刷,是护岸工程的根基,关系着护岸工程的稳定,因而上部和下部工程在结构型式、建筑材料等方面一般不相同。

在布置护岸工程时,应遵循以下几点原则:①主动防守。根据水流动力轴线的变化情况,预测崩岸的发展趋势,不失时机地控制河势,以免航道条件恶化。②全线规划。在进行护岸工程时,需全面规划河势,稳定主流,首先控制主要顶冲点以及岸线变化剧烈的河段,控制住上游点才能稳定下游点,在此基础上再逐步做到全线防护。③护脚为先。先水下后水上,先护脚后护坡,进而坡面与河底兼顾,上下形成一个整体。为预防护岸底部的淘刷,坡脚应置于天然最大深度的河床上。

根据平面形式,护岸可分为:①坡式护岸。也称平顺护岸,系用抗冲材料直接铺设在岸坡及堤脚一定范围形成连续的覆盖式护岸,对河床边界条件改变较小,对近岸水流的影响也较小,是一种常见的、优先选用的型式。②坝式护岸。依托堤身、滩岸修建丁坝、顺坝导引水流离岸,防止水流、波浪、潮汐直接侵袭、冲刷堤岸,威胁堤防安全,是一种间断性的有重点的护岸型式,有调整水流的作用,在一定条件下常为一些河堤、海堤防护所采用。③墙式护岸。顺堤岸设置,具有断面小占地少的优点,但对地基要求高,造价也高,主要用于堤前无滩、水域较窄、防护对象重要且必须防护的堤段,如城市、重要工业区等。④其他防护型式。包括坡式与墙式相结合的混合型式、桩坝、杩槎坝、生物工程等。

坡式护岸

根据护岸工程所在的位置分为护坡和护脚两部分。护坡范围一般自枯水位到洪水位加波浪爬高,并预留0.5~1.0m的高度,因位于枯水位以上,故可在枯水期进行水上施工,护坡材料及形式多样,有砌石、混凝土板、模袋混凝土、混凝土或钢筋混凝土块体等。护脚工程位于枯水位以下,常年淹没于水中,只能进行水下施工,常用的护脚材料有抛石、沉枕(柴枕或土工织物枕)、沉排(柴排或土工织物排)、混凝土铰链排等。其中,混凝土铰链排是中国使用的一种新型沉排,由铺敷于岸床的土工织物及上压的铰接式混凝土板组成。排端铺在多年平均最低枯水位处,岸坡一般缓于1∶2.5,最低枯水位以上接护坡石。混凝土块因有铰接串联,能适应河床变形。

坝式护岸

对于通航水道来说,采用坝式护岸应与河道的防洪整体规划统筹考虑,河道治导线是确定堤岸防护工程位置的依据,在布置护岸工程时,丁坝宜成组布置,坝头应在治导线上,发挥坝的整体功能。丁坝的布置是关系整体布局的问题,应按整治规划原则结合具体情况确定:①丁坝长度决定于岸边至治导线的距离,如尚未作出系统的整治规划,则应兼顾上下游、左右岸的要求,以有利于导引水流的原则确定坝长,一般坝长不宜大于50~100m。②丁坝间距的确定应遵循充分发挥每道丁坝的掩护作用、又使坝间不发生冲刷的原则,即使下一道丁坝的壅水刚好达到上一道丁坝。丁坝间距与坝长及水流(潮流)流向变化有关。一般水流流向变化大的,丁坝间距宜小。中国长江下游潮汐河口区丁坝间距一般采用坝长的1.5~3.0倍,黄河下游采用1.0~1.2倍,海堤前的保滩丁坝一般采用2~4倍。③丁坝坝轴线与水流(潮流)方向的夹角应根据具体情况决定。非淹没不透水丁坝一般采用下挑式,使水流平顺,坝前冲刷坑浅,有利于航运。感潮河口段,为适应两个相反方向的交替来流,应修建正挑丁坝。强潮海岸,坝轴线宜垂直于强潮流方向。④不透水丁坝,尤其是较长的丁坝及淹没丁坝坝面应设向河心倾斜的纵坡,以便坝顶在淹没时逐步漫水,以减弱对水流产生的紊乱。中国钱塘江海堤丁坝向海倾斜纵坡采用1%~3%。

墙式护岸

常用的结构型式有浆砌块石挡土墙、板桩式岸壁、混凝土空箱以及挡板式护岸等。对于墙式护岸,在满足稳定要求的前提下,应尽量减小其断面,以减少占地,墙基嵌入堤岸坡脚一定深度对墙体和堤岸的整体抗滑稳定及抗冲刷有利,如冲刷深度较大,应采取护基措施。墙与岸坡之间可回填砂砾石,减少墙后土压力。在波高较大、冲刷严重的堤段,为了保护墙后回填料的完整和墙式护岸的整体稳定安全,应将护墙顶及回填料顶面采用整体式混凝土结构或其他防冲措施加以防护。

其他防护型式

常用的有杩槎坝和生物防护工程。传统的杩槎坝主要采用木条或树枝制成,自身耐久性和稳定性较差。20世纪90年代后期开始使用混凝土杩槎(又称六边四面体),应用效果良好,是一种有着广泛应用前景的新型整治结构型式。根据各地对湖堤、海堤风浪的观测资料,有、无防浪林带对近岸风浪爬高以及对堤防的破坏程度等大不一样,防浪林带的消浪作用显著。对于河、湖岸可栽植柳树、芦苇、水杉;海堤外滩面可栽植红树林、芦苇以及草本植物如大米草、互花米草、寒台草、咸冰草等。

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