堤岸防护工程

知识点：堤岸防护

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根据各类堤防的工作条件，对于受风浪、水流、潮汐作用而可能发生冲刷破坏的堤岸，应采取相应的防护工程措施，统称为堤岸防护工程。

堤岸上游坡防护工程的型式主要有：坡式护岸、坝式护岸、墙式护岸等。

堤岸下游坡防护多采用草皮防护，草皮厚0.1m左右，草皮太厚容易藏匿害堤动物，太薄则影响防护效果；若坝坡为砂性土，可先用粘性腐殖土包边，然后再植草皮。

对于江河堤防，在经常靠河（水）着溜、易受水流冲刷、容易出险的堤段（称为险工段）修建的临河防护工程（如具有挑流御水作用的丁坝、堆垛、护岸），称为险工；为预防大水期间发生顺堤行洪和冲刷堤身，在平工堤段依堤修建的、具有挑水护岸作用的坝垛，称为滚河防护坝，也称防洪坝；对于间接保护堤防安全的控导工程，也应视为堤岸防护的工程措施之一。

（一）坡式护岸

1、作用与使用范围

坡式护岸工程是防止江河堤岸冲刷坍塌而依堤岸、顺堤坡修做的平顺连续覆盖保护层，也称平顺护岸工程，又简称为护坡。江河堤防险工中的平顺护岸也属于坡式护岸。

坡式护岸，只是保护堤岸、免遭水流的冲（淘）刷，没有挑水作用，对近岸水流结构的影响较小；同样，水流对近岸河床的局部冲刷也较弱。因此，护岸属于防护工程，也是一种重要的稳定河床的工程措施。

坡式护岸，适用于以受风浪撞击、淘刷为主的湖堤和水库围堤的临水坡防护；也使用于河势比较平稳、主流比较稳定、离主流较远、堤前流速较小的江河堤防的临水坡防护；还常与坝式护岸配合使用，将坡式护岸用于坝垛之间。

2、结构形式

坡式护岸的结构形式主要有：浆砌石护坡、干砌石护坡、堆石（乱石）护坡、混凝土护坡等。

（1）浆砌石护坡

堤岸防护中的砌石护坡，从石料的摆放方式来说，相当于河道整治工程所用坝（垛）岸中的扣石坝，即将沿子石石料的裸露面顺堤坡方向摆放。浆砌石护坡，是使用砂浆砌筑、砌筑成与堤坡坡度一致的平顺护面，具有护坡表面平整、抗冲能力强、坡度较缓、整体稳定性好的特点。

砌石护坡所用石料要质地坚硬、耐风化，石料大小应能满足抗冲刷、淘刷的要求，护坡可以是单层或双层，单层厚0.3～0.4m，双层厚0.4～0.6m；为防止水流冲（淘）刷土坡，砌石下面应设置具有反滤作用的碎石垫层，垫层厚一般0.2m左右；为增加护坡的稳定，护坡底部要适当加厚，并嵌入坝体或坝基内，如图3—3。

位于冲、淤变化大的软基上的砌石护坡，其底部也可采取抛散石固根、护脚的方法，增加坡体的稳定性。

（2）干砌石护坡

干扣石护坡的结构及砌筑方法同浆砌石护坡，只是砌筑时不使用砂浆，其具有表面平整、抗冲能力强、坡度较缓、稳定性好、适应岸坡变形能力强、便于维修等特点，仅从沿子石的砌筑方法看，干砌护坡相当于河道整治工程中的干砌扣石坝（但扣石坝有腹石、无垫层），见图3—4。

砌石护坡（干扣石和浆扣石），按砌缝的形状分为平缝扣石（砌缝水平）和花缝扣石（砌缝按石料的自然形状插花扣严）；按平行于坝坡面的裸露石面的大小分为丁扣（小面或较小面平行于坝坡面）和平扣（大面平行于坝坡面）。

（3）堆石（乱石）护坡

堆石护坡，也称乱石护坡或抛石护坡，是用乱石作为裹护体材料、经过抛填修筑而成的护岸工程。堆石护坡施工简单，便于维修，适应堤防、堤基、以及河床冲刷变形的能力强，多用于冲淤变化较大的河道、或有较大沉降及不均匀沉降的堤防工程的整治和防护。

堆石抵抗冲刷、风浪的能力较低，需要的厚度要大于砌石或扣石护坡，因此堆石（乱石）护坡的用料较多。

乱石护坡的结构，基本同砌石护坡，也应设置有垫层，见图3—5。

习惯上，将乱石护坡的水下部分称为护根或护脚，水上部分称为护坦；乱石护坡的根部尺寸往往更大，石块的大小也要满足不被冲刷走失的要求。

（二）坝式护岸

1、坝式护岸及其使用范围

坝式护岸，是靠突出于堤坡之外、具有挡水和挑水作用的坝体，保护堤坡免遭冲刷、淘刷破坏。

坝式护坡，一般适用于河势变化大，主流坐弯顶冲、堤前水流速度较大、水流冲刷能力强、冲淤变化大的堤岸或河岸保护；部分坝型（如重力式砌石坝）也适用于海堤的防护。

2、坝的分类

用于护坡工程中的坝，有多种分类方法：

（1）按坝体材料分为石坝、混凝土坝等，以石坝最为常见。

（2）按坝体的使用性质分为丁坝、垛（也称为堆或矶头）、顺坝、导流坝等，以丁坝、垛最为多见。

（3）按坝的平面形状分：如月坝、人字坝、磨盘坝、鱼鳞坝等。

（4）按坝的结构分为砌石坝、扣石坝、乱石坝等。

3、坝的抗溜特点

（1）丁坝的抗溜特点

丁坝的坝根与河岸或堤岸相连，坝头伸向河（水）内，在平面上呈“丁”字行，故而得名。

丁坝能将水流挑离堤岸或河岸，故又名挑水坝，所以丁坝具有调整水流、保护堤岸或河岸的作用。

丁坝常用于主流顶冲、水流速度较大的江河堤防的防护。

丁坝伸入河内的长度较大，一般在30m以上，其挑流能力强，对坝所在位置以下堤岸的掩护作用显著；但河道中设置了丁坝后，在丁坝坝头附近易形成环流、旋涡等复杂流态，从而增加局部的冲刷能力，形成局部冲刷坑，易导致水下石料（根石）走失及坝头坍塌破坏，因此在设计、建设丁坝时，要正确估计冲刷坑的最大可能深度，以确定坝头防护措施及基础的防护范围，需设有较大尺寸的根石体，并随着冲刷坑的发展陆续进行抛石护根、加固，以达到需要的防护范围。

（2）垛的抗溜特点

垛，为短丁坝，又称为堆或矶头。垛具有调整水流、保护河岸或堤岸的作用，但不如长丁坝的挑流作用强，主要起迎托水流、保护河岸或堤岸的作用。同时，垛前的冲刷坑也较小。

长、短丁坝的划分，难以有统一的标准，原则应根据河流宽度、丁坝对水流的影响程度等因素，具体分析确定（详见河道整治有关知识），短丁坝一般10～30m。

4、坝的结构

（1）砌石坝

砌石坝也称“砌垒坝”，是沿子石水平安放、多以砂浆砌筑（干砌石坝较少）而成的坝。坝坡面呈台阶状，外坡1∶0.35～1∶0.4，内坡更陡或垂直，属陡坡坝（重力式坝）。砌石坝的整体性好、抗冲能力强，如果坐落在稳定、坚固的基础（如岩基）上，其稳定性好，具有较强的防护能力，可用于海堤以抵御海潮及风暴潮的侵袭；但如果将砌石坝用于冲淤变化大的河道整治或堤岸防护，由于基础（也称为软基）的不稳定，将使砌石坝的整体稳定性较差，易出现整体滑动、倾倒等重大险情，为使其稳定，需设置尺寸较大的根石基础，见图3--6。

（2）扣石坝

沿子石采用扣砌方式（沿子石的一个面平行于坝坡面）修筑的坝，称为扣石坝。扣石坝表面平整、抗冲能力强、内坡一般为1∶1.1～1∶1.3、外坡一般为1∶1.3～1∶1.5，属缓坡坝、稳定性好，但软基上的扣石坝也需根石固基，见图3—7。

扣石坝按砌筑时是否使用砂浆分为干砌扣石坝和浆砌扣石坝；按砌缝的形状分为平缝（砌缝水平）扣石坝和花缝（砌缝按石料的自然形状插花扣严）扣石坝；按平行于坝坡面的沿子石面的大小分为丁扣坝和平扣坝。

1）丁扣坝：沿子石的小面或较小面（厚度方向）平行于坝坡面。

2）平扣坝：沿子石的大面（长度、宽度方向）平行于坝坡面、即沿子石的大面朝外、短轴方向垂直于坝坡面。

（3）乱石坝

乱石坝也叫“抛石坝”，是用乱石作为裹护体材料、经过抛填修筑而成的坝。乱石坝一般顶宽1m、内坡1∶1～1∶1.5、外坡1∶1.3～1∶1.5，有的坝另设根石台，根石台顶宽一般2m。

乱石坝的坦石、根石能随河床冲刷及时下蛰，适应基础及岸坡变形能力较强，便于维修及抢护。

5、坝垛布置

用于海堤防护的坝式护岸，坝的布置是连续的，即用坝体覆盖整个需要保护的范围。

用于江河堤防防护的坝式护岸，坝垛的布置有连续弯道式、分组弯道式、及单坝挑流式。

在坝、垛、岸的布置中，一般以坝为主、垛为辅、必要时配以护岸（平顺护岸），坝、垛、护岸三者密切配合，相互作用，按照“上密、下疏、中适度；上短、中长、下较长”的原则进行布置。防护工程的上段，要能平顺接流，布置短而密的垛；中段是调整、控导水流的主要位置，要布置挑流作用强的丁坝，考虑主溜位置的变化，丁坝的间距要适度（比理论计算的要适当加密），并在坝垛之间布置护岸；工程的下段，要送溜出湾，为使出流平稳、并且较好地离开本岸，就要采用与中段丁坝逐渐过度的较长坝垛，间距适当变疏。

（三）墙式护岸

墙式护岸，是借助于顺堤岸修建的陡坡式或直立式挡土墙、直接挡水、抵御水流冲刷、及风浪或风暴潮引起的强烈淘刷和袭击，保护堤岸免遭破坏。

墙式护岸适用于河道狭窄、易受水流冲刷及风浪淘刷、保护对象重要、堤防尺寸受到建设限制等江河堤防局部段落的防护（也称防洪墙），如城区河流堤防的防护；也多用于海堤的防护。

墙式护岸的临水侧一般采用直立式，也有陡坡式；背水侧可采用直立式、斜坡式、折线式、台阶式。

防护墙的墙基应嵌入堤岸护脚（堤基）一定深度，以满足整体抗滑稳定和抗冲刷的要求，如果堤基冲淤变化大（如冲刷深度大）可采取抛石护根、固基的措施。

修建防护墙常用的的材料有：钢筋混凝土、混凝土、浆砌石等。

防护墙的型式主要有：重力式挡土墙、扶壁式挡土墙、悬臂式挡土墙等。

1、重力式挡土墙

挡土墙的断面尺寸比较大，依靠自身重量维持稳定，最简单的断面型式为梯形断面，结构简单，施工方便，但耗用建筑材料较多，一般用于墙高不超过5～6m范围的挡土、护岸工程。

重力式挡土墙，常用浆砌块石或混凝土做成。为了提高挡土墙基础（底部）的整体性、以及改善堤基应力，浆砌块石挡土墙的基础常采用混凝土浇注底板、以增强整体性，板厚0.5～0.8m，基础部分也常设有前趾、以加大基础尺寸，见图3--8（a）。

2、扶壁式挡土墙

扶壁式挡土墙由立墙、底板、以及墙后的扶壁三部分组成，其中扶壁是间隔（间距一般为墙高的1/2～1/3，）设置的，扶壁厚60～70cm；这种结构可比重力式挡土墙明显减少用料，并借助扶壁之间底板上的填土重量维持挡土稳定，见图3--8（c）。

挡土墙高度在9～10m以上，采用扶壁式挡土墙比较经济。

3、悬臂式挡土墙

悬臂式挡土墙，由尺寸比较大且整体性比较好的底板、及与底板整体连接的悬臂组成，借助于底板上的填土重量维持挡土稳定，见图3--8（b）。

悬臂式挡土墙，比较节省材料，但对悬臂与底板的整体性、以及悬臂的抗弯强度要求较高，常用混凝土或钢筋混凝土做成，悬臂式挡土墙的挡土高度也较小。

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