大中型河道护岸工程的规划选型

□刘超华 □王长兴 □杨允霞

（1虞城县江河水利建筑工程有限公司 2虞城县水务局）

1 平原河道特征及规划

平原河道以平原冲积性蜿蜒型河流为主；由于河道变宽，上游泥沙量较大，淤积严重，河道主流曲折变化，历史上迁移改道频繁，河道中下游河道疏浚整治工程以“清淤、固槽”目标，规划河道“治导线”，确保中水河道流路能够最后在平面上具有稳定位置，防止堤防在整治以后出现因河槽的摆动而危及堤防安全，并在治导线弯道凹岸、险工河段等处修建必要的险工护岸和控导护滩等河道整治工程，以防止河岸崩塌，控制河势，稳定主槽流路；同时调整理顺紊乱的主槽，保持主槽流路的平顺。对于河势变化大、河道摆动频繁的河段，河槽按弯曲型河道的模式进行整治，即将主河槽的平面形式布置成比较规则的半径适当、正反相间的弧形弯道及中间适当长度的过渡段构成的微弯型河道，这种微弯型河道符合河道中下游河床演变规律，其水流结构比较简单，浅滩深槽比较固定，冲淤部位明确，便于守护。由于水流顶冲部位大部分位于弯道凹岸，险工护岸和控导护滩工程主要布置在弯道凹岸，“以坝护弯，以弯导流”，即使来水方向发生变化，经弯道导流，出流方向也相对比较稳定，从而达到控制河槽摆动，稳定河势的目的。弯道凹岸的护岸长度以能够适应水流顶冲点位置“小水上提、大水下挫”的变动范围为准。根据弯道的水沙运动特点和崩岸的主要位置，弯道凹岸的防护的重点在弯道的下首，以弯顶为界上下游的护岸长度之比为2:3；对于较为顺直的河道视不同河段的稳定情况确定是否守护及守护的长度。

河势变化较小、稳定的河段，对其河势一般不做大的调整，避免河势发生大的变动，保持河段已经形成的稳定和平衡，并尽量减少河道整治工程。

2 治理的思路

一是适应整治段的河床演变规律，包括所在河段的历史变迁，河势变化规律，河床冲淤和水流、边滩和各级流量下主流顶冲点位置的变化规律；二是整治参数以已有公式计算为基础，结合现有河势进行确定；三是尽量利用已有整治工程及比较稳定的天然节点；四是整治线在上下游应与具有控制作用的河段相衔接；五是河道整治与河道生态治理、采砂规划等相结合；六是全面规划，统筹兼顾。

3 整治的主要技术参数

3.1 河槽宽度

整治河槽宽度参照下列稳定河宽公式确定：

式中：Q—平滩流量（造床流量）；J—河床比降；A—系数，A＝1.00～1.30。

3.2 曲率半径

整治主槽弯道半径的大小关系到整治后河势的稳定和护岸工程量的大小，弯道半径过小，洪水顶冲太强，护岸工程难以维护；半径过大则导流作用减弱，小水时不能送到下一个弯道，可能中途折向没有防护的对岸，河势难以稳定。弯道半径由下式确定：R＝KB

式中：B—整治河槽宽度；K—系数，K＝3～5。

3.3 过渡段长度（L）

过渡段长度应适当，过短则在过渡段的某些横断面上产生反向环流，造成交错浅滩；过长则可能加重过渡段的淤积，甚至产生犬牙交错的边滩，使浅滩情况复杂化。作为控制，一般取L=(l～3)B，B为整治河槽宽度。

4 岸坡工程规划

4.1 护岸型式及工程布置

险工及控导工程根据各段具体情况分别采用坝式护岸和墙式护岸两种类型。其中，坝式护岸主要采用丁坝、顺坝以及丁、顺坝相结合的形式，主要用于平原型土质堤防的防护；墙式护岸主要用于山区型河道防护，顺堤岸设置，要求地基满足一定的承载能力，墙式护岸具有断面小占地少的优点，用于护城、护镇。

如果河道中下游有不同的河道形态和河床稳定情况，一是一般堤防防护工程较多，主要以丁坝群的防护方式为主；二是堤防内坡均已有防护，现有险工、控导工程防护形式为丁坝、顺坝、平顺护岸几种形式，可以在现有工程的基础上结合河道疏浚增加部分险工、控导工程，布置形式以丁坝、平顺护岸为主。

4.2 丁坝工程的选型

4.2.1 布置型式

该河道护岸部位和作用的不同，将其设计成两种结构类型：一是铅丝石笼丁坝，结构相对简单，工程量小，主要起挑流和导流的作用；二是磨盘形丁坝，以干砌石为外围主体，铅丝石笼护脚，中间充填土料、块石。磨盘坝浑圆墩实，抗冲力强，适宜布置在冲刷较为严重的弯道上。

险工及控导工程的铅丝石笼丁坝和磨盘坝均以坝群形式布置，按治理要求依堤岸修建，丁坝坝头位置按规划治导线布置，下挑非淹没式坝型，坝轴线与水流流向的夹角采用30～60°，坝体突出河岸的长度一般控制在10～12m，并保证坝头连线呈比较圆滑的曲线。坝档间距以保证坝间岸坡不发生冲刷为准，根据工程位置的不同加以区别：河道凹岸坝档间距控制在1.50～2.00倍坝长，其它一般为2～3倍坝长。

4.2.2 丁坝结构

铅丝石笼丁坝分为三种形式：Ⅰ、Ⅱ型丁坝主要用于堤防险工段防护，依托堤身修建丁坝导引水流离岸，防止水流、风浪直接侵袭、冲刷堤岸，为间断性的有重点的护岸型式；对于主流凹岸在滩地的控导工程以Ⅲ型丁坝为主，依托滩岸修建丁坝，以控导水流，护滩保堤。Ⅰ型丁坝用于险工段的滩面上，由4层铅丝石笼构成，每层厚0.80m，顶部、底部宽度分别为1.00，4.00m，高度为3.20m，顶部坝轴线长度为10m。Ⅱ型丁坝用于险工段主流顶冲部位，由4层铅丝石笼构成，每层厚0.80m，顶部、底部宽度分别为2.00，5.00m，高度为3.20m，铅丝石笼底部抛块石，厚1.00～1.50m，顶部坝轴线长度为10m。坝头采用木桩防护，桩长4m，其中河底以上0.50m，以下3.50m，木桩间距0.50m。Ⅲ型丁坝用于主槽凹岸顶冲部位，由3层铅丝石笼构成，每层厚0.80m，顶部、底部宽度分别为1.00，3.00m，高度为2.40m，铅丝石笼底部抛块石，厚1.50m，顶部坝轴线长度为10m。

磨盘坝突出河岸8～10m，坝高4.50～5m，坝头和迎背水面的坡度为1:1.30，护坡为0.50～2.00m厚干砌石，护坡下部铺设20 cm厚碎石垫层，护坡坡脚为二排铅丝石笼。基础开挖至河底深泓线以下，然后抛石至枯水位。

4.2.3 河槽平顺段护岸工程的确定

4.2.3.1 平顺护岸Ⅰ

首先在堤基淘刷处打松木桩一排，间距1m，木桩小头直径9～11 cm，木桩长4.00m，深入河槽以下3.50m，河槽以上0.50m。然后在其后的堤基冲刷坑内先抛大块石至枯水位齐平，在其上设置两三层铅丝石笼沉排，每层厚0.60～0.80m。堤防边坡采用干砌石护坡，厚0.50～0.60m，砌石下设碎石垫层，厚0.10m，护砌高度3.00～4.50m。以上采用植物护坡。

4.2.3.2 平顺护岸Ⅱ

首先在主槽淘刷处打松木桩一排，做法同险工护堤，其次在其后的冲刷坑内先抛大块石至枯水位以上，边坡夯实整平后采用干砌石护坡，厚0.50～0.60m，砌石下设碎石垫层，厚0.10m，护砌高度至滩面以上0.50m。在抛石基础上设置两三层铅丝石笼沉排，厚0.60～0.80m，底宽2.00m。