护岸工程的影响因素及应对措施

【关键词】河道整治；护岸工程；影响因素；应对措施 

　　在内河航道建设中，岸坡常常在水流、泥沙、地质和人为等多种因素作用的影响下，发生不稳定和遭受侵蚀破坏，严重者岸坡崩塌形成险工，危及河道堤防和防洪安全。因此，采取有效的护岸工程措施是河道安全的重要保障。某河道全长81.325km，区域内分布有第四系松散堆积及侏罗系、白垩系和第三系基层。岩层埋深一般较大。第四系松散堆积物自下而上主要为砂卵砾石、粉细砂、中粗砂、砂壤土、粉质黏土及重粉质壤土。部分地段粉质黏土及重粉质壤土孔隙比较大，含水量大于液限，为淤泥质土，具有高压缩性。由于岸坡土体下部均为厚砂层，抗冲性较差，崩塌险情比较严重。为了保障河道安全，必须岸坡护理。 

　　1 岸坡稳定的影响因素分析 

　　影响岸坡稳定的因素有内因和外因两个方面。岸坡的物质组成、形态和岸坡结构等是影响岸坡稳定的内因，它们决定岸坡变形破坏的类型、范围、程度。而江水的冲刷、水位的涨落、地下水的渗透是岸坡变形破坏的外因。 

　　1.1 内因分析 

　　在物质组成中，粘性土的抗冲刷能力高于砂性土，粘粒含量越高，抗冲刷能力越强。在本区段堤岸坡均为第四系松散堆积的土质岸坡，坡体以粉质壤土、粉质粘土为主；其次为少量壤土、砂壤土、粉细砂，抗冲刷能力较差。不同的岸坡结构具有不同的岸坡稳定性和抗冲刷能力。区域内干堤岸坡结构主要有两种：（1）以粘性土为主的单一结构；（2）上土下砂的双层结构。在坡体和坡脚脚槽基础全为粘性土的单一结构岸坡，其抗冲刷能力较强，稳定性最好。双层结构根据坡体各土层组合情况又可分为以下两种：（1） 脚槽基础为粘性土，坡体为粘性土夹砂性土，抗冲刷能力和岸坡稳定性次之；（2）坡体为粘性土夹砂性土，脚槽基础为砂性土，抗冲刷能力最弱，岸坡稳定性最差。各类土质中，沉积年代久远，结构紧密的土体抗冲刷能力强，岸坡稳定性也较好。从坡形上讲，坡角较缓的岸坡比陡岸坡稳定性要好。水流条件是影响岸坡稳定的主要外因，受水流长期迎流顶冲，深泓逼岸的岸坡地段，岸坡坡脚容易淘蚀，造成坡面临空，崩岸失稳。当地下水补给江水时，地下水沿砂性土向外渗透，并带走砂粒，在坡面容易引起下伏土体饱水软化，产生鼓包、土溜、滑移等现象。 

　　1.2 外因分析 

　　在航道护岸工程中，地下水、河水渗流、降雨人渗、违规堆土和机械荷载等这些外部因素因素都是造成边坡滑坡失稳的更重要原因。对这些不利外部因素进行研究在本工程中显得更加必要。下面将这些不利外部因素整理为三大类：地下水、降雨人渗及坡顶负荷。 

　　1.2.1 地下水 

　　地下水对边坡稳定的影响主要与其不稳定渗流有关。地下水位线位置、水位下降速度及边坡土体的渗透系数对边坡稳定都有影响。欲得到边坡的稳定系数，需确定浸润线的位置，根据浸润线确定渗透力进行稳定计算。随着地下水线的相对升高，将导致土坡的安全系数 呈线性降低，最终可能出现整体滑坡。 

　　该河道整治工程已经拓宽了航道净宽，加深了通航水深，进而提高了航道等级。因而，航道护岸工程墙前临水侧未开挖土体形成的天然围堰宽度一般都较宽，基槽深度一般都较浅，且水位变化幅度都较小。因此，地下水对本航道护岸工程的影响相对较小。 

　　为简化计算，取浸润线位置为最高通航水位之上的第3层和第4层土的分界线。将第4层土重度增加少许，应用毕肖普条分法法分别计算， k值只相应减小微乎其微。可见，地下水对边坡稳定的影响很小。 

　　1.2.2 降雨入渗 

　　降雨入渗是造成航道护岸工程中边坡失稳的一个重要原因。降雨后，随着降雨时间的推移和雨水的入渗作用，边坡土体及可能存在的坡顶堆土土体的重度迅速增加，原本十分稳定的边坡就有可能因此而发生滑坡。此情形可简化近似理解为：保持土体重度不变而在其边坡和坡顶上增加若干附加垂直荷载，当附加垂直荷载超过边坡极限平衡状态的临界负荷时，边坡将发生滑坡失稳。当大气降水率大于边坡土体的入渗率时，雨水对边坡的危害主要表现在两个方面：一是土坡浅层迅速达到饱和，坡面形成地表径流，对坡面造成冲刷；二是渗透到坡体内部，导致渗流场的变化而引起作用在土体上动水荷载和静水荷载的增大、土体抗剪参数的降低及边坡土体的含水量增大，并且同时产生一定的渗流力，强度降低和渗流力的共同作用使边坡的稳定性降低，导致边坡产生滑动破坏。 

　　将降雨入渗问题简化，不考虑渗流力的作用，分析因降雨人渗而增加了全部土条的重度对边坡稳定的不利影响。仅将全部土条的重度增加一些，应用Bishop法计算，k 值相应显著减小。可见，当大气降水率大于边坡土体的人渗率时，降雨人渗对边坡稳定的影响较大。 

　　1.2.3 坡顶负荷 

　　坡顶负荷的主要原因：（1）施工人员违规堆土。施工组织设计中明确划分了堆土区。然而施工人员为了图方便，节约用工，将土方直接堆于边坡坡顶，从而形成附加垂直荷载，这是引起土坡滑坡的因素之一。（2）大型挖掘机械违规操作。大型挖掘机械在边坡开挖完成后继续在坡顶附近违规操作，同样形成附加垂直荷载，这也是引起土坡滑坡的一个重要因素。同时本护岸建成会有一定数量的机动车通行。 

　　1.2.4 船行波 

　　这种方式普遍出现在护岸全线，对有一定基础埋深的直立式浆砌块石护岸而言，破坏作用不明显，但对自然土坡的破坏作用较为显著，造成护岸基础淘蚀，护岸垮塌，岸线后退。本工程中出现的岸坡破坏类型几乎全为此形式，当然，冻融风化，雨水冲刷的破坏也不能忽略。因为船行波的冲刷作用，频率较高，平均每昼夜高达上百航次，对护岸造成上百次的冲击。它造成的直接后果就是把杀将逐渐冲刷掉，形成墙体的前后通缝，经通缝将墙背后泥土颗粒逐渐吸出带走，掏空，使岸坡失稳，再加上波浪冲击，船只碰撞，雨水冲刷等破坏因素，墙体就开始坍塌。 

　　2 加强岸坡护理防治的措施 

　　（1）铁丝网与碎石复合种植基主要由镀锌或喷塑铁丝网笼装碎石、肥料及种植土组成。镀锌铁丝网笼容易锈蚀，因此在河道护坡方面一般不宜选用，而应选用耐锈蚀的喷塑铁丝网 笼。铁丝网与碎石复合种植基一个最大的优点就是它比较适合于流速大的河道，抗冲刷能力强、整体性好、适应地基变形能力强，又能满足生态型护岸的要求，此种材料可以保证河流水体与边坡土体中地下水之间正常交换，利于水生动植物的生长，并满足河道洪水期抗冲的需要。 

　　（2）对自然岸坡进行块石护岸，护岸形式及基础埋深，应根据基础位置土层来决定，非软弱土层可采用直立式，在软土较厚的区域，宜采用斜坡式护岸、以降低基底应力要求，防止滑塌现象发生。 

　　（3） 护岸区内严格控制建房、筑河、堆荷等人类活动对护岸的破坏，减少机动车的通行。 

　　（4）应用生态护岸。生态护岸的设置应以不影响河道过水能力为前提，以提高工程的环境效益。常淹区的淹没时间最长，经济条件允许应尽量采取硬性护岸，经济条件不够可种植喜水植物；变化区受水体冲刷，水土流失比较严重，应采用干砌块石加水生植物护岸，或用混凝土预制块组成框格压载，在框格内填土、深栽柳，柳间栽爬根草；常露区只受雨淋沟影响，水土流失不大，宜采用草皮护岸。 

　　参考文献： 

　　[1]马骏，陈一梅，冯晓，陈通.内河护岸工程材料护岸效果与评价体系研究[J]. 珠江水运，2012（02）. 

　　[2]王宏伟.生态护坡工程系统的探讨[J].黑龙江水利科技，2011（01）. 

　　[3]刘建新，高明波.浅析护岸工程的型式及特点[J].水利科技与经济，2011（07）.