胡曉星，王 悅

（1.遼寧省丹東水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 丹東 118000；2.中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130021）

江河崩岸的原因分析及整治措施

胡曉星1，王 悅2

（1.遼寧省丹東水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 丹東 118000；2.中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130021）

崩岸是由土石組成的河岸、湖岸因受水流沖刷，在重力作用下土石失去穩(wěn)定沿河岸、湖岸的岸坡產(chǎn)生崩落、崩塌和滑坡等現(xiàn)象。 本文針對(duì)江河崩岸險(xiǎn)情，分析岸坡土質(zhì)的類型及土層的分布、管涌現(xiàn)象、河道地形、水文氣象環(huán)境的影響及人為因素五種原因發(fā)生的機(jī)理，從中了解控制該因素發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)，分析各因素導(dǎo)致崩岸的過(guò)程。并根據(jù)原因及現(xiàn)場(chǎng)的施工條件，河勢(shì)走向及經(jīng)濟(jì)條件等多重因素的綜合考慮，選取適合的平順式或垂直式整治措施，及時(shí)并有效地控制改善險(xiǎn)情。

崩岸；原因分析；整治措施

崩岸是指由土石組成的河岸、江岸因受水流沖刷，內(nèi)因及外因多重影響下土石失去穩(wěn)定的河岸、江岸，產(chǎn)生坍塌、滑坡等現(xiàn)象。一般可分為窩崩、條崩以及階梯崩等多種類型。河流崩岸是堤防及護(hù)岸土體崩塌的重要險(xiǎn)情，嚴(yán)重威脅人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。所以分析江河崩岸的形成原因和找到相對(duì)不同情況的整治措施顯得尤為重要。

1 江河崩岸的原因分析

江河崩岸的原因多復(fù)雜，有時(shí)并不是單一因素造成崩岸，很多情況是多重原因造成的，多以以下幾個(gè)原因?yàn)橹鳎?/p>

1.1 岸坡土質(zhì)的類型及土層的分布

沒(méi)有防護(hù)措施的地段或護(hù)砌起不到良好效果的地段，當(dāng)被沖擊的堤身土為沉積的黏土、砂壤土或粉質(zhì)壤土?xí)r，容易造成崩岸險(xiǎn)情，屬于內(nèi)因。黏土的凝聚力 c、內(nèi)摩擦角 φ 與岸坡的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) Fs 有著緊密的關(guān)系，在 Fs＜3.3 時(shí)，成正比關(guān)系，c 值越大，對(duì)岸坡的抗滑穩(wěn)定越有利。

當(dāng)?shù)躺硗翆由蠈訛檎惩粱蚍圪|(zhì)壤土，下層為細(xì)砂和中砂顆粒均勻、孔隙比較大的土壤時(shí)，上層土層的土質(zhì)透水，抗沖能力差，下層土質(zhì)易流動(dòng)，抗沖能力也很差。如果上層土質(zhì)土層厚度不能達(dá)到滿足岸坡穩(wěn)定的壓力，那么很容易造成崩岸。

1.2 管涌現(xiàn)象

當(dāng)?shù)躺韺偻杆詮?qiáng)、抗沖能力差的土質(zhì)，計(jì)算的滲透比降越大，出現(xiàn)管涌的幾率就越大。在地下水的連續(xù)滲透作用下，無(wú)粘性土中的細(xì)小顆粒通過(guò)粗大顆粒的孔隙，發(fā)生了移動(dòng)或被水流沖出的現(xiàn)象，就是管涌現(xiàn)象。隨著砂礫不斷地被帶出，孔洞直徑越來(lái)越大，范圍也會(huì)在堤身內(nèi)部延展增大，如果與土體內(nèi)部已有的孔洞連接，就會(huì)導(dǎo)致土體內(nèi)部滲水通道的塌陷，導(dǎo)致岸坡不均勻沉降，大面積整體坍塌。

1.3 河道地形

河道的地形彎曲綿長(zhǎng)，當(dāng)水流流經(jīng)彎道時(shí)，由于彎道水流受到離心慣性力的作用，會(huì)使凹岸側(cè)水面高、凸岸處水面低，凹岸段、迎流頂沖段受水流沖擊更嚴(yán)重。水流在流經(jīng)彎道時(shí)，由于重力和離心力的共同作用，斷面內(nèi)形成橫向環(huán)流，橫向環(huán)流與縱向主流運(yùn)動(dòng)的疊加，使彎道水流呈螺旋流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。而彎道橫向環(huán)流運(yùn)動(dòng)，加劇了泥沙的輸移，使得凹岸不斷崩退、凸岸相應(yīng)淤長(zhǎng)，再一次增加了河道的彎曲程度，改變水流原有走勢(shì)，改變?cè)邪毒€，對(duì)水流走勢(shì)不利，而且在凹岸段受到水流的掏刷，易削減岸坡形成陡坡，造成失穩(wěn)而坍塌。

1.4 水文氣象環(huán)境的影響

1）水流流速。水流的流態(tài)多樣，經(jīng)過(guò)不同的地形呈現(xiàn)不同的流態(tài)，水流經(jīng)過(guò)狹窄河床，或經(jīng)過(guò)河底比降大的河段時(shí)，流速增大，有可能出現(xiàn)水流流速大于土質(zhì)的抗沖臨界流速的情況，易出現(xiàn)崩岸現(xiàn)象。

2）風(fēng)浪因素。江河流域水面寬闊，多風(fēng)浪較大，風(fēng)浪的浪蝕的作用下，一定范圍的土體與原有的整體岸坡土體分離，產(chǎn)生垂直運(yùn)動(dòng)造成破壞，坡腳被掏蝕成凹槽狀，在水流的作用下，土體自身會(huì)產(chǎn)生裂縫，這時(shí)垂直運(yùn)動(dòng)大于水平運(yùn)動(dòng)，坍塌的土體脫離原有岸坡，造成崩岸。

3）水位的驟升驟降。最明顯的現(xiàn)象應(yīng)該是潮水影響。江岸下游靠近入?？诘囟问艿匠彼挠绊?，潮水中含有鹽類，對(duì)岸坡有一定的腐蝕作用，由于潮起潮落，也會(huì)導(dǎo)致堤身內(nèi)部細(xì)小顆粒被潮水帶出，岸坡內(nèi)部逐漸受到侵蝕。

1.5 人為因素

人為因素導(dǎo)致的岸坡崩岸，原因較多較復(fù)雜，屬于外部原因里比較重要的一個(gè)因素。

1）船只停泊靠岸：船只在航行靠岸中時(shí)，由于船體附近的水體受到船體的排擠，會(huì)引起流速的變化而形成波浪，岸坡受到動(dòng)水壓力的作用，遭到?jīng)_擊。當(dāng)船只靠岸或離開(kāi)時(shí)，水流將岸坡內(nèi)部細(xì)小顆粒帶走，在反復(fù)的作用下，會(huì)導(dǎo)致岸坡自內(nèi)部瓦解崩裂。

2）采砂及取土：江河里的采砂地段都必須是經(jīng)過(guò)規(guī)劃和批復(fù)的，但是仍然存在河道內(nèi)非法不合理的采砂取土。近岸取土和采砂對(duì)岸坡的穩(wěn)定危害極大，是造成崩岸的重要人為原因。

3）岸頂或堤頂?shù)某d：岸坡上土體的堆積，重物及機(jī)械的震動(dòng)都有可能超過(guò)堤身原來(lái)可以承擔(dān)的荷載，導(dǎo)致岸坡的塌陷。

4）植被的破壞：植被能夠有效地提高土壤的抗拉抗剪強(qiáng)度，而往往人類的破壞造成岸坡土壤的流失，導(dǎo)致岸坡塌陷。

5）河道上游修建溢流壩、橋梁的壅水、水流的回流，這些原因都可能造成岸坡的塌岸。有些原因也是相互影響相互制約，有可能是單一的原因，也有可能是多重原因，具體的情況要具體分析。

崩岸不僅要了解其發(fā)生的原因及干擾因素，還要對(duì)已發(fā)生及有險(xiǎn)情的岸坡及時(shí)處理，制止情況繼續(xù)惡化，控制險(xiǎn)情。而良好的治理方法和整治措施起著關(guān)鍵性的作用。

2 江河崩岸的整治措施

治理崩岸要在保證防洪安全的前提下，穩(wěn)定現(xiàn)有河水的流勢(shì)，分析崩岸的原因機(jī)理，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的破壞程度、經(jīng)濟(jì)條件、施工條件等制定整治措施。首先要穩(wěn)定坡腳，固基防沖。待崩岸險(xiǎn)情穩(wěn)定后，再酌情選擇處理方案。水下護(hù)腳工程位于水面以下，受到水流的沖擊和掏刷，需要適應(yīng)水下岸坡和河床的變化，應(yīng)該采用具有柔性結(jié)構(gòu)的防護(hù)型式；水上護(hù)坡形式多樣化，重要的是與護(hù)腳自然地銜接，保護(hù)岸坡土體。以下為幾種比較常用的崩岸整治措施。

2.1 拋石護(hù)岸

拋石護(hù)岸是平順式護(hù)岸固基的主要方法，也是處理崩岸險(xiǎn)情最常見(jiàn)的措施。這種防護(hù)型式便于就地取材，施工方法簡(jiǎn)單，還可以分期實(shí)施，均勻地增加了河岸對(duì)水流的沖擊能力，對(duì)河床邊界條件改變較小。拋石護(hù)岸就是將崩岸地段從深凹槽到岸灘均勻的拋成一定厚度的塊石層，全面覆蓋崩塌的河道岸坡，增加抗沖能力，穩(wěn)定河勢(shì)。拋石的厚度不應(yīng)小于其粒徑的兩倍，在水流頂沖段，河床有局部沖刷坑且泓溝較近的河段應(yīng)拋至泓溝內(nèi)；非迎流頂沖段，枯水位以下坡度較陡，應(yīng)拋至緩坡處。適用于水深較深，流速較大以及迎流頂沖段的陡坡塌陷岸段。

2.2 混凝土沉排

混凝土沉排就是鉸鏈?zhǔn)交炷粒?dāng)模袋注入混凝土后，形成獨(dú)立的方塊，排水能力通暢，模塊之間用高強(qiáng)尼龍繩連接，能自由地沉降到坡腳處，適應(yīng)坍塌的岸坡橫向走勢(shì)，適應(yīng)河底的河床變化，抗沖能力強(qiáng)，整體封閉性能好，保護(hù)坍塌的岸坡免受水流的沖擊和掏刷。即使坡腳處產(chǎn)生了泓溝，鋪設(shè)在排體底部的防沖反濾布前端在上部排體壓載的作用下，緊貼床面并隨河床變形下墊內(nèi)收，有效地保護(hù)了岸坡，限制了沖刷向壩基的發(fā)展。在施工過(guò)程中需對(duì)排體頭尾部位進(jìn)行裹頭處理，在前沿需要加拋石壓腳。在放沉排前需要將岸坡加以平整。適用于岸線比較平順、岸坡較緩的河段。

2.3 鋼板樁和木樁

鋼板樁和木樁屬于垂直型防護(hù)措施。這種型式適用于軟地基，現(xiàn)場(chǎng)斷面開(kāi)挖少、占地少，同時(shí)施工時(shí)間短、進(jìn)度快，大大減少崩岸的搶救時(shí)間，也減少了對(duì)當(dāng)?shù)睾拥姥鼐€的土地征用，使用砂、石材料少，施工過(guò)程中基本無(wú)污染，可重復(fù)利用?？稍诒浪毒€小范圍內(nèi)適用，如果經(jīng)濟(jì)資源充沛，可大面積長(zhǎng)期進(jìn)行維護(hù)。

除了以上介紹的3種防護(hù)措施，還有很多治理方法，例如柴排、四面六邊體框群架、帶錨樁的鋼筋混凝土框架等一些新興的防護(hù)措施。不同的地勢(shì)不同的崩塌形式和水流條件可以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況選擇最優(yōu)的整治措施。

3 結(jié) 語(yǔ)

江河的形成崩岸原因多樣，大致可分為內(nèi)部原因及外部原因。內(nèi)部原因主要包括岸坡土質(zhì)及土層的分布、河道地形等因素；外部原因主要包括管涌的作用、水文氣象和環(huán)境的影響，以及人為因素等因素。這些原因可能獨(dú)自成為崩岸的原因，也有可能在相互影響和作用或制約下，疊加成為崩岸的原因。當(dāng)發(fā)生崩岸現(xiàn)象后，準(zhǔn)確分析原因后，要及時(shí)綜合施工條件，水流條件，崩岸后的河道走勢(shì)等條件因地制宜，選擇出最優(yōu)整治措施，才能最少時(shí)間，最大資源優(yōu)配地控制并緩解險(xiǎn)情。

［1］郭維東.河道整治［M］.沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2003.

［2］許志國(guó)，高永敏，劉盈斐.現(xiàn)代河道規(guī)劃設(shè)計(jì)［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2005.

［3］張幸農(nóng)，蔣傳豐，陳長(zhǎng)英，應(yīng)強(qiáng).江河崩岸的影響因素分析［J］.河海大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（01）.

［4］仲琳，臧英平，錢海峰，周玲霞.河道崩岸治理方法及典型實(shí)例分析［J］.中國(guó)水利，2011（16）.

表1 主要處治方案比較表

[收稿日期]2013-12-13

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