河道崩岸治理方法及典型实例分析

仲 琳，臧英平，钱海峰，周玲霞

（江苏省南京市长江河道管理处，210011，南京）

一、河道崩岸治理方法应用概况

常见的河道崩岸治理方法主要包括：抛石、四面六边体框架群、混凝土铰链排和柴排等。这些工程方法广泛应用于各种崩岸岸段的治理，但是由于采用的形式不同，各种方法都有其适用范围，在工程实践中应正确区分河道形式和流场特征，结合经济条件分析得出适用的治理方案。在条件复杂时也可以同时考虑多种工程手段相互结合的方法。为协助工程人员选择合适的治理方法，本文对上述4种崩岸治理方法的适用范围、优势与缺陷进行详细的比较。综合主要治理崩岸的形式及特征见表1。

抛石护岸在使用时，要通过计算用一定粒径范围内的块石将崩岸地段从深泓到岸滩均匀抛成一定厚度的块石层，全面覆盖易崩塌的河道岸边，增加其抗冲能力，稳定河势，起到护堤作用。一般情况下，抛石厚度应不小于抛石粒径的2倍，水深流急处宜为3～4倍。在水流顶冲段，河床有局部冲刷坑且深泓距岸较近（60～100 m 以内）的河段，应抛至深泓；非迎流顶冲段，枯水位以下坡度较陡， 应抛至岸坡坡度 1∶3～1∶4 处，或一定深槽高程处；枯水位以下坡度较缓（缓于 1∶3）必须护岸时，应视其水流、边界条件和崩岸强度，抛至一定的深槽高程处。

四面六边体框架群在使用时，将多组捆扎成串的框架抛入近岸水中，构筑成各种形式的堆积体，使水流通过框架堆积体后流态发生改变，将流体对岸坡的冲刷变为不冲或淤积，从而达到保护堤岸、稳定坡脚、减小冲刷坑深度、淤临造滩、控导河势等目的。

混凝土沉排是一种集抗冲、反滤于一体的整体式新型护岸结构。根据工程实践经验，铰链沉排护岸适用于岸线比较平顺、岸坡较缓且比较平整的河段，并需对排体头尾部进行裹头处理，前沿需加抛块石镇脚。在岸线变化大、岸坡陡而地形变化大的河段，以及在已有大量抛石守护的岸段不宜采用，若需在这些岸段采用，应在沉放排体前先将岸坡加以全面平整。

柴排是用柳枝或杂树枝编扎而成，面积为成千平方米的片状结构物。它对河床平整度和岸坡坡度要求高，排体下不宜有抛石堆，要求有足够的工作水域、陆域，排区内不宜抛锚泊船，排体主要材料充足。

表1 主要治理崩岸形式及特征

二、基于长江南京段的河道崩岸治理实例

1.长江南京段治理概况

数十年来，在南京河段的护岸工程中主要应用了抛石、预制混凝土铰链沉排、柴排、钢筋混凝土正四面六边体框架等。这些护岸工程技术在崩岸段防护与治理方面都有不可忽视的作用，在长江南京段应用，都取得了较好的效果，获得了许多宝贵的工程经验。表2为长江南京段崩岸岸段治理方法统计表。

2.三江口窝崩治理实例分析

（1）窝崩形式及原因

2008年11月18日，长江南京河段栖霞区龙潭三官村友庄圩 （即三江口）发生崩岸，形成长约340 m、崩进230m的窝崩。此次窝崩面积约5.3万m2，崩塌土方量约110万m3，导致约200m长的主江堤遭受水毁，龙潭街道花园水厂取水头塌入江中。根据现场测图和历史资料对比分析，该处发生窝崩的原因主要有三个方面：一是长江南京河势总体稳定，栖霞龙潭弯道主流线也相对稳定，但由于崩岸处位于栖龙弯道的下端，中低水位时水流贴岸，深槽刷深，水下岸坡变陡，导致水下岸坡失稳；二是崩岸处上游边界条件复杂，且位于长江二期整治工程护岸加固段尾端和三江口向仪征水道水流过渡段，水流紊乱，防冲能力不足；三是近几年长江清水下泄，来沙量偏少，水流挟沙能力增强，打破了原有的深槽冲淤变化规律，水流贴岸和顶冲岸段以冲刷为主，抗冲能力薄弱地段易形成坍塌。

（2）窝崩治理目标

三江口窝崩治理主要经历了两个阶段，一是应急抢险，二是节点护岸加固工程。

应急抢险工程根据 “守两肩、护周边、先促淤、后封口”防护原则，主要由两部分组成：一是通过对崩窝采取水下抛石防护来遏制窝崩发展，为后期综合治理创造条件。二是对损毁的主要江堤进行退堤设计，以满足该区防洪安全的要求。

抢险工程受时间紧等因素制约，工程实施的范围有限，标准也相对较低，三江河口附近岸段仍是栖霞龙潭段最为薄弱的环节，迫切需要对三江口节点岸坡进行全面防护，以保证节点的河势控导作用和沿岸的防洪安全及下游镇扬河段的河势稳定。2009年12月实施三江口节点护岸加固工程，此次工程的主要任务是对三江河节点进行护岸加固，巩固三江口窝崩抢险护岸工程，以守三江口节点为目标，保持栖霞龙潭段及下游镇扬河段的河势稳定，为沿江港区建设提供一定的基础条件。

表2 长江南京段崩岸岸段治理方法统计表

（3）治理方案及优化

应急抢险工程布置根据塌方岸段水下地形，以及考虑窝崩可能发展的实际情况，布置水下抛区长400 m，宽75 m，均厚1.5 m。抛区上端与原二期整治工程相衔接，下端延伸至口门下游75 m，抛石量45 000 m3。堤防退建主要结合龙潭港区段现有的堤防形式，工程采用钢筋混凝土防洪墙，断面呈L形，底板高程4.0 m，宽5.2 m；墙顶高程9.87 m（含10 cm预留沉降量）。根据龙潭地区类似经验，防洪墙基础采用直径为0.5 m的水泥搅拌桩，间距1 m，桩长以打入第二层粉砂层土1 m控制。同时为满足防渗要求，在第一排桩之间套打直径0.5 m、长5.0 m的短桩，形成连续的防渗幕墙，以延长渗径长度。

三江口节点加固工程布置根据对历年水下测量图比较可知，窝崩口上游侧水下地形的变化不大，而下游侧较为明显，窝崩口至下游中石油码头护岸工程分别为1985—1987年实施，工程标准偏低，前缘抛石厚度只有1.25 m，内档抛石厚度只有0.5 m，总宽72～96 m，其后1992年对三江河口上游1985年抛区前沿进行了加固，宽12 m，厚1.25 m，而目前该岸段坡前普遍冲深10 m左右，原有块石经过20多年的运行，流失损毁较多，且龙潭七期建设正在筹备之中，其码头建设也将对该岸段进行相应的防护，因此，主要应对崩窝口下游侧岸坡进行防护，主要护岸范围为：

①在窝崩口内进行护岸，防止岸坡进一步冲刷，促使窝内泥沙沉积；口门处在应急抢险工程中防崩层宽度较窄，现在将其适当加宽。

②窝崩下游至中石油码头段在20世纪80年代已实施过护岸工程，但根据水下地形比较图可知，-10 m以下岸坡冲刷下切较剧烈，原护岸工程损毁严重，大多已失去已有的功能，因此基本按新护段标准实施。近岸区原护岸抛石厚度较薄，标准较低，现做适当补充抛石。

另外，三江口下游的中石油码头下游均未曾实施护岸工程，由于深泓线的逐渐下移，该处岸坡受水流冲刷作用加强，河势向不利于岸坡稳定的方向发展，亟须采取一定的工程措施进行防护。

三江口节点加固工程的水下防护为一般防冲设计，主要是对以往护岸工程的补充，防止水流对岸坡的淘刷造成边坡变陡、失稳。抛石护岸是长江南京河段最常用的工程措施，在经济上有投资省、施工工序简单等优点；该岸段深槽下移避岸，栖龙弯道至仪征水道的过渡段主泓随之下移右摆，抛石护岸能很好地适应该岸段的水流条件；另外该岸线利用率较高，大型物资港口集中，采用平顺抛石也有利于岸线的开发利用。因此，本工程主要采用平顺护岸的抛石法进行防护。另外，为使窝崩内达到良好的回淤效果，在崩窝口抛投四面六边体框架进行促淤。工程的水下护岸长1 340 m，崩窝内抛四面六边体框架促淤34 230 m2，主要工程量为：抛石94650m3、四面六边体44500架。

（4）治理效果分析

抢险工程措施水下抛石部分于2008年12月19日完成，江堤退建（退66m）在2009年4月30日前完成，随后2009年12月实施了三江口节点加固工程，于2010年4月完成。

应急抢险工程完工后，2008年12月24日水下地形测图与窝崩发生第二天即2008年11月19日测图相比较，结果表明抛区上游0 m线淤积2 m左右，-5～-30 m线变化不大；抛区内以淤积为主，窝崩处的0 m线在抛石后微冲微淤，幅度为1 m左右，未继续崩退；抛区下游0～-25 m线都有所淤积，幅度为1～2 m，抛石后岸坡都有所淤积，崩窝也得到控制，深槽的变化趋于稳定，达到了应急抢险的预期效果。

至2010年3月，节点加固工程实施后，三江口窝崩口门-15～-25 m线以淤积为主，淤积厚度2 m左右，但深槽有所发育，-40 m槽冲刷，并出现-45 m冲刷坑，-35 m线也略有冲刷，冲深4 m。崩窝下游岸线有明显冲刷，深槽也有向下游发展趋势。从整体上来看，已抛石岸段变化不大，口门内有回淤，窝崩可控，抛区前沿冲刷调整。

三、结 语

抛石、四面六边体框架群、混凝土铰链排、柴排等护岸结构形式都是经过工程检验的可靠的护岸型式，各形式都有其优点，也有其适用范围。本文对比了各种护岸形式在不同环境下的应用效果，并在三江口窝崩治理方案中针对工程特征，综合各护岸形式的优势，在应急抢险阶段采用抛石护岸稳定河床，在节点护岸加固工程中采用水下抛石和四边六面体框架群结合的护岸形式进行促淤，进而与堤防退建和连续防渗幕墙形成了三江口窝崩的综合治理方案。经过综合治理后三江口窝崩得到了较好的控制。

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