关于中小河流治理工程护岸形式选用的探讨

2021-12-03 04:31朱国康台山市水利工程建设管理中心
珠江水运 2021年21期
关键词:支护桩河床护岸

朱国康 台山市水利工程建设管理中心

为践行绿水青山就是金山银山的绿色发展理念,新时代下提出要建设“堤岸稳固、行洪通畅、江河安澜”的平安水系,打造“河清岸绿、鱼翔浅底,水草丰美、白鹭成群”的美丽碧道。近几年来,在中小河流治理中涌现出了各种各样的护岸的形式,如:格宾石笼、生态砌块、生态框、仿木桩、波浪桩、空心护岸桩、连锁砖等,其中有很多结合生态要求的新护岸形式。但在中小河流治理工程的实际应用中,必须根据河流的地质条件、水位特性等河流特征,选用适合的护岸形式以满足实际的需求。下面分别从上述河流的不同特征进行护岸形式选用的分析和探讨。

1.护岸形式的分类

河流护岸工程通常包括护脚工程和护坡工程两部分。护岸工程常见固岸、护岸形式可分为垂直护岸和铺砌护岸两类。

垂直护岸,包括砼挡墙、砌石挡墙、支护桩等,多应用于护脚工程;铺砌护岸,包括抛石、格宾石笼、雷诺护垫、生态砌块、生态框、连锁砖等形式较多,一般多应用于护坡工程,但在工程实践中就也常运用抛石、格宾石笼等形式实现护脚作用。

2.对不同河床地质条件护岸形式的选用

根据河流的地质条件不同可大致分“硬基”、“软基”两类。所谓“硬基”指的是河床天然地质基础好,有较好的承载力,如砂砾或承载力较好的土质基础等,相反“软基”是指河床天然地质差,承载力较差,如淤泥质基础。

2.1 “硬基”河床

“硬基”河段,其基础承载力较好,可承载较大的集中荷载,故此基本大多数的护岸形式的均可根据现场的需求选用。但因河床其基础较“硬”在选用支护桩护岸时必须考虑河床的地质情况,试验支护桩能否施打到设计的深度要求后方可采用。

2.2 “软基”河床

“软基”河床,顾名思义,其基础承载力较差,当护岸形式集中荷载过大将影响整个护岸的稳定。因而集中荷载较轻的铺砌护岸较为适用,而且铺砌护岸是一种“柔”性护岸形式,可以在一定程度上自适应河堤的轻度沉降变化,而不至于整个护岸失稳、失效。但如果选用生态砌块、生态框等砌墙式铺砌护岸时,因其集中荷载较大,故此要考虑进行必要的基础处理,以防止因基础沉降而导致生态砌块墙或生态框墙变形失稳。如图1所示,采用抛石挤淤的基础处理方式简单且实用,在实际应用中取得了比较好的处理效果。

图1 生态砌块护岸

在河道较窄、河堤较陡的“软基”河段,为了保证河床的行洪断面,可选用支护桩进行护岸。但河床淤泥层过厚,支护桩穿透淤泥层深度不足时,可能会出现河堤土体侧压力超过支护桩的侧向承载能力,导致支护桩倾斜甚至滑移,令到护岸失稳。对此可考虑采用支护桩外侧抛石反压或双排支护桩支护(如图2)的方案,以加强支护桩的侧向承载能力。

图2 双排支护桩护岸

3.对不同河流水位特性护岸形式的选用

3.1 河流水位特性

影响护岸形式选用的河流水位主要是河流的常水位和洪水位。此次讨论的河流水位特性是指因河流所处的位置不同,而导致河流水位具有的不同的特点。根据中小河流所处位置的不同可大致分为感潮区河流、调控区河流和山区河流三类,不同类型的河流其水位特性各有不同。

感潮区河流:河流所在区域受潮水涨退潮影响,河水位跟随潮水位涨落而变动的河流,暂称之为感潮区河流。调控区河流:河流水位可通过挡潮水闸、蓄水水闸、调蓄湖等进行调节控制的河流,暂称之为调控区河流。山区河流:则是指位于河流水系的上游端山区的河流,此类河流的主要特征是正常情况下河流水流量相对较少,常水位一般较低;而洪水位则较常水位要高很多,排洪时河流流量急剧增大,水流湍急。

3.2 感潮区河流

感潮区河流都是汇入外海或联通外海的主河流,多数感潮区河流纵坡均较缓,而且有潮水的顶托,除了个别水流湍急或水流急转(如迎流顶冲段)的河段外,河堤堤脚一般较少受到冲淘,有时甚至会出现淤积。但由于受涨退潮的影响河流的水位每天均两次从高潮水位下降低潮水位,再由低潮水位上升到高潮水位的水位波动,从而导致河堤迎水坡在水位变化区反而较容易出现如图3断面图所示的冲淘现象。

图3 潮水位变化区地形断面

针对感潮区河流的上述特点,在河流治理过程中多采用如雷诺护垫、连锁块、植草砖等形式针对河堤水位变化区的坡面进行护坡处理,如图4的连锁块护岸形式。在人口较为密集的村庄、城镇河段,也可结合美丽乡村建设的需求,采用护岸与绿化结合的方式,实现“岸绿、景美”,提升人居环境。图5的护岸形式就是采用两排防木桩护岸构造出两层花池,以提升河岸的观赏性,但这种护岸形式如果底层花池高程低于涨潮水位时必须选种水生植物。

图4 连锁块护岸形式

图5 仿木桩护岸形式

在水流湍急或水流急转的河段,堤脚和岸坡仍然会出现被冲淘的现象,此类河段则需采用护脚与护坡相结合的护岸方式方可确保堤岸的稳定,如图6就是采用支护桩与连锁块相结合的护岸形式。

图6 支护桩与连锁块相结合的护岸形式

如果河流的河床底高程接近低潮水位,每次涨退潮将会对河堤堤脚产生冲淘,对此类型的河段也必须护脚、护坡同时考虑才能达到良好护岸的效果。

3.3 调控区河流

调控区河流的水位可通过挡潮水闸、蓄水水闸、调蓄湖等进行调节控制,常水位相对稳定,一般河堤堤脚均在常水位以下,不易受到冲淘。因此此类河流护岸一般以护坡为主,可采用如雷诺护垫、连锁块、植草砖等护岸形式。同时也因为河流水位相对稳定,可以在常水位以上的滩地或平台上结合碧道的建设,打造亲水步道、旅游节点,实现人水和谐。图7是为结合河岸旁的村庄环境改造,设计了驳岸连接村庄前的休闲公园,打造水景一体的亲水休闲景点。

图7 亲水休闲公园

调控区河流与感潮区河流一样在水流湍急或水流急转的河段,堤脚和岸坡也会出现被冲淘的现象,要采用护脚与护坡相结合的护岸形式以确保堤岸的稳定。

3.4 山区河流

山区河流一般位于河流水系的上游端山区的河流,河流所处地势较高,河流纵向坡度一般较大。但由于河流位于水系上游,平常汇流流量较少,常水位一般较低,而由于纵向坡度较大,水流流速会较快。河床经常因小流量、快流速的河水冲刷,导致出现沟壑。此类河段的治理,应先修复主河槽,并对主河槽进行保护,再结合两岸情况采用合适的护岸形式,方可达到较好治理效果。主河槽保护可采用砌石、格宾石笼或叠大块石等形式进行,如图8所示为采用叠大块石结合浆砌石挡墙护岸的治理方案。

图8 叠大块石与浆砌石挡墙结合护岸形式

山区河流另外一个特征是山区降雨后洪水迅速汇集,河流流量急剧增大,河水位在短时间迅速涨高,水流湍急,堤岸容易出现冲刷塌滑。因此在护岸形式的选用上能要选用抗冲刷能力较强的护岸形式,如格宾石笼、浆砌石挡墙、砼挡墙、支护桩等均有较强的抗冲刷能力。

由于山区河流上游的常水位较低,经常会出现河床裸露的现象,所以在河流治理工程中可考虑结合农田灌溉或沿途镇墟的水环境改造的需求,择址修建拦水坝陂或景观陂,提高上游河床的水位。在减少水流对河床、堤脚冲刷的同时,还可以为沿河两岸打造出水清、岸美的亲水环境。

4.结语

往往中小河流的特征是多样性的,同一条河流不同河段就可能具有不同的特征。因此中小河流治理工程的护岸形式选用,必须充分考虑各河段的地质条件、水位特性等因素,有针对性的对各河段分别选用合适的护岸(护脚、护坡)形式,以确保护岸的稳定性,满足水安全的要求。同时还应结合生态治理的理念,尽量采用生态护岸形式,提升河流的沿岸景观及生态环境,打造堤固、岸美的生态河流。

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