江河崩岸的原因分析及整治措施

胡曉星，王 悅

（1.遼寧省丹東水利勘測設計研究院，遼寧 丹東 118000；2.中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林 長春 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設計研究院，遼寧 丹東 118000；2.中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林 長春 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。 本文針對江河崩岸險情，分析岸坡土質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)生的機理，從中了解控制該因素發(fā)展的關鍵點，分析各因素導致崩岸的過程。并根據(jù)原因及現(xiàn)場的施工條件，河勢走向及經(jīng)濟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，及時并有效地控制改善險情。

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岸土體崩塌的重要險情，嚴重威脅人民的生命和財產(chǎn)安全。所以分析江河崩岸的形成原因和找到相對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雜，有時并不是單一因素造成崩岸，很多情況是多重原因造成的，多以以下幾個原因為主：

1.1 岸坡土質的類型及土層的分布

沒有防護措施的地段或護砌起不到良好效果的地段，當被沖擊的堤身土為沉積的黏土、砂壤土或粉質壤土時，容易造成崩岸險情，屬于內因。黏土的凝聚力 c、內摩擦角 φ 與岸坡的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) Fs 有著緊密的關系，在 Fs＜3.3 時，成正比關系，c 值越大，對岸坡的抗滑穩(wěn)定越有利。

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

1.2 管涌現(xiàn)象

當?shù)躺韺偻杆詮姟⒖箾_能力差的土質，計算的滲透比降越大，出現(xiàn)管涌的幾率就越大。在地下水的連續(xù)滲透作用下，無粘性土中的細小顆粒通過粗大顆粒的孔隙，發(fā)生了移動或被水流沖出的現(xiàn)象，就是管涌現(xiàn)象。隨著砂礫不斷地被帶出，孔洞直徑越來越大，范圍也會在堤身內部延展增大，如果與土體內部已有的孔洞連接，就會導致土體內部滲水通道的塌陷，導致岸坡不均勻沉降，大面積整體坍塌。

1.3 河道地形

河道的地形彎曲綿長，當水流流經(jīng)彎道時，由于彎道水流受到離心慣性力的作用，會使凹岸側水面高、凸岸處水面低，凹岸段、迎流頂沖段受水流沖擊更嚴重。水流在流經(jīng)彎道時，由于重力和離心力的共同作用，斷面內形成橫向環(huán)流，橫向環(huán)流與縱向主流運動的疊加，使彎道水流呈螺旋流運動狀態(tài)。而彎道橫向環(huán)流運動，加劇了泥沙的輸移，使得凹岸不斷崩退、凸岸相應淤長，再一次增加了河道的彎曲程度，改變水流原有走勢，改變原有岸線，對水流走勢不利，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)過不同的地形呈現(xiàn)不同的流態(tài)，水流經(jīng)過狹窄河床，或經(jīng)過河底比降大的河段時，流速增大，有可能出現(xiàn)水流流速大于土質的抗沖臨界流速的情況，易出現(xiàn)崩岸現(xiàn)象。

2）風浪因素。江河流域水面寬闊，多風浪較大，風浪的浪蝕的作用下，一定范圍的土體與原有的整體岸坡土體分離，產(chǎn)生垂直運動造成破壞，坡腳被掏蝕成凹槽狀，在水流的作用下，土體自身會產(chǎn)生裂縫，這時垂直運動大于水平運動，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，對岸坡有一定的腐蝕作用，由于潮起潮落，也會導致堤身內部細小顆粒被潮水帶出，岸坡內部逐漸受到侵蝕。

1.5 人為因素

人為因素導致的岸坡崩岸，原因較多較復雜，屬于外部原因里比較重要的一個因素。

1）船只停泊靠岸：船只在航行靠岸中時，由于船體附近的水體受到船體的排擠，會引起流速的變化而形成波浪，岸坡受到動水壓力的作用，遭到?jīng)_擊。當船只靠岸或離開時，水流將岸坡內部細小顆粒帶走，在反復的作用下，會導致岸坡自內部瓦解崩裂。

2）采砂及取土：江河里的采砂地段都必須是經(jīng)過規(guī)劃和批復的，但是仍然存在河道內非法不合理的采砂取土。近岸取土和采砂對岸坡的穩(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，重物及機械的震動都有可能超過堤身原來可以承擔的荷載，導致岸坡的塌陷。

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

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，還要對已發(fā)生及有險情的岸坡及時處理，制止情況繼續(xù)惡化，控制險情。而良好的治理方法和整治措施起著關鍵性的作用。

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，分析崩岸的原因機理，根據(jù)現(xiàn)場的破壞程度、經(jīng)濟條件、施工條件等制定整治措施。首先要穩(wěn)定坡腳，固基防沖。待崩岸險情穩(wěn)定后，再酌情選擇處理方案。水下護腳工程位于水面以下，受到水流的沖擊和掏刷，需要適應水下岸坡和河床的變化，應該采用具有柔性結構的防護型式；水上護坡形式多樣化，重要的是與護腳自然地銜接，保護岸坡土體。以下為幾種比較常用的崩岸整治措施。

2.1 拋石護岸

拋石護岸是平順式護岸固基的主要方法，也是處理崩岸險情最常見的措施。這種防護型式便于就地取材，施工方法簡單，還可以分期實施，均勻地增加了河岸對水流的沖擊能力，對河床邊界條件改變較小。拋石護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。拋石的厚度不應小于其粒徑的兩倍，在水流頂沖段，河床有局部沖刷坑且泓溝較近的河段應拋至泓溝內；非迎流頂沖段，枯水位以下坡度較陡，應拋至緩坡處。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式混凝土，當模袋注入混凝土后，形成獨立的方塊，排水能力通暢，模塊之間用高強尼龍繩連接，能自由地沉降到坡腳處，適應坍塌的岸坡橫向走勢，適應河底的河床變化，抗沖能力強，整體封閉性能好，保護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收，有效地保護了岸坡，限制了沖刷向壩基的發(fā)展。在施工過程中需對排體頭尾部位進行裹頭處理，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措施。這種型式適用于軟地基，現(xiàn)場斷面開挖少、占地少，同時施工時間短、進度快，大大減少崩岸的搶救時間，也減少了對當?shù)睾拥姥鼐€的土地征用，使用砂、石材料少，施工過程中基本無污染，可重復利用?？稍诒浪毒€小范圍內適用，如果經(jīng)濟資源充沛，可大面積長期進行維護。

除了以上介紹的3種防護措施，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措施。不同的地勢不同的崩塌形式和水流條件可以結合現(xiàn)場情況選擇最優(yōu)的整治措施。

3 結 語

江河的形成崩岸原因多樣，大致可分為內部原因及外部原因。內部原因主要包括岸坡土質及土層的分布、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。當發(fā)生崩岸現(xiàn)象后，準確分析原因后，要及時綜合施工條件，水流條件，崩岸后的河道走勢等條件因地制宜，選擇出最優(yōu)整治措施，才能最少時間，最大資源優(yōu)配地控制并緩解險情。

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表1 主要處治方案比較表

[收稿日期]2013-12-13

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