淺析航運(yùn)工程堤岸防護(hù)技術(shù)及其具體運(yùn)用

宋恒心

摘 要：經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展給交通運(yùn)輸帶來了更大的挑戰(zhàn)，航運(yùn)以其容量大、價(jià)格低的特點(diǎn)依舊在運(yùn)輸業(yè)中占據(jù)重要地位。確保航道通暢是航運(yùn)的基本安全保障，對(duì)于人身安全和國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全而言都具有重要意義，而堤岸防護(hù)技術(shù)正是預(yù)防航道堵塞、損毀的有效手段。文章結(jié)合不同堤岸防護(hù)技術(shù)的適用條件和航運(yùn)工程的相關(guān)要求，對(duì)航運(yùn)工程堤岸防護(hù)技術(shù)具體運(yùn)用進(jìn)行分析總結(jié)，望可供參考。

關(guān)鍵詞：堤岸防護(hù)技術(shù)；航運(yùn)工程；堤岸安全性

航運(yùn)是一種重要的運(yùn)輸方式，分為內(nèi)河、沿海和遠(yuǎn)洋三種形式，在內(nèi)河航運(yùn)與沿海航運(yùn)中，航道的通暢安全一直是引人關(guān)注的問題，尤其是在近些年水利工程建設(shè)逐漸增多的情況下，注重堤岸防護(hù)技術(shù)，因地勢(shì)、水勢(shì)形成有利引導(dǎo)，結(jié)合水流自身演變規(guī)律設(shè)置堤岸防護(hù)工程，可有效預(yù)防堤岸崩塌造成的河道堵塞現(xiàn)象發(fā)生，保障國(guó)家、人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

1 堤岸防護(hù)技術(shù)適用條件

以枯水位作為分界線，堤岸防護(hù)技術(shù)可分為護(hù)坡與護(hù)腳兩種，其中護(hù)腳工程是堤岸防護(hù)的重點(diǎn)，常年位于枯水位下，會(huì)遭受水流的沖擊作用、水中雜質(zhì)的腐蝕作用，應(yīng)結(jié)合岸坡、河床床面的具體變形情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。常用的堤岸防護(hù)技術(shù)有四種，其具體適用條件如下：

1.1 坡式護(hù)岸

坡式護(hù)岸是一種極為常見的，順應(yīng)水流自然規(guī)律的堤岸防護(hù)形式，一般情況下予以優(yōu)先考慮，其主要采取覆蓋的方法，利用抗沖刷材料在一定范圍內(nèi)對(duì)岸坡及堤角進(jìn)行連續(xù)鋪敷，大幅減輕了水流對(duì)堤岸的沖刷、腐蝕作用。在坡式堤岸防護(hù)形式中，護(hù)坡與護(hù)腳結(jié)構(gòu)形式基本相同，但護(hù)腳工程的材料選擇更為復(fù)雜。在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)結(jié)合流速、水質(zhì)、堤岸情況等具體分析，加以選擇，例如可以土工織物模袋代替混凝土模板，將砂漿通過高壓泵的壓力灌入模袋，形成連續(xù)的板狀結(jié)構(gòu)，較直接使用混凝土模板效果優(yōu)異。我國(guó)不少中小河流采用的均是坡式護(hù)岸，某些水流較急的大型河流如黑龍江、長(zhǎng)江中下游也選用了這一形式，抗?jié)B效果好，可輔以拋石護(hù)岸加固防護(hù)效果。

1.2 壩式護(hù)岸

相較于坡式護(hù)岸的連續(xù)性，壩式護(hù)岸更靈活，間斷且重點(diǎn)突出。沿堤身、灘岸修建壩體，隔斷水流、風(fēng)浪、潮汐對(duì)堤岸的直接沖擊，兼顧上下游、左右岸需求，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水流的調(diào)整作用，常用于一些水流動(dòng)蕩頻繁或者河床寬廣的河堤、海堤防護(hù)，比如泥沙淤積的黃河下游、江面寬闊的長(zhǎng)江河口段等等。依據(jù)平面布置可分為丁壩、順壩和二者結(jié)合三種形式，依據(jù)結(jié)構(gòu)材料可分為透水、不透水等情況，其中，丁壩起到對(duì)水流的干擾作用，一般是成組運(yùn)用，為了充分發(fā)揮每條丁壩的掩護(hù)作用，其間距應(yīng)依據(jù)壩長(zhǎng)、水流流向、治導(dǎo)線位置等實(shí)際情況經(jīng)過細(xì)致計(jì)算并綜合工程經(jīng)驗(yàn)予以確定。

1.3 墻式護(hù)岸

墻式護(hù)岸是通過構(gòu)建重力式擋土墻實(shí)現(xiàn)防護(hù)，對(duì)堤岸地基承載力提出了要求，且其造價(jià)較高，一般用于城市、工業(yè)區(qū)等水域較窄且防護(hù)對(duì)象比較重要的場(chǎng)合，具有占地面積小的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用中，墻體基礎(chǔ)埋深應(yīng)大于1米，墻與岸坡間可填入摩擦角較大的砂礫石，以減小側(cè)壓力，起到穩(wěn)定堤岸的作用。對(duì)于一些風(fēng)浪較大、水流速較快的堤岸段，應(yīng)鋪敷整體式混凝土結(jié)構(gòu)或其他防沖刷材料保護(hù)墻頂。

1.4 其他護(hù)岸形式

主要包括樁式護(hù)岸、導(dǎo)流屏和生物護(hù)岸形式，其中樁式護(hù)岸常用于港口、碼頭處堤岸防護(hù)，以木制、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土為主要材料搭建樁壩式結(jié)構(gòu)，這種護(hù)岸方式由來已久，早在錢塘江堤修建時(shí)就采用了木樁和石樁保護(hù)堤岸。生物防護(hù)工程主要是指種植防護(hù)林，通過樹木自身的固土作用和合理的平面布置實(shí)現(xiàn)保護(hù)堤岸的功能，從環(huán)?？沙掷m(xù)的角度出發(fā)，生物防護(hù)工程是值得大力推廣的形式，可用于沿海堤岸防護(hù)。

2 航運(yùn)工程堤岸防護(hù)技術(shù)具體應(yīng)用

2.1 實(shí)體抗沖防護(hù)技術(shù)

2.1.1 拋石。拋石防護(hù)是航運(yùn)工程堤岸防護(hù)最普遍的技術(shù)之一，應(yīng)用最為廣泛，將石料拋擲入水中增加床沙流速，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)床沙的保護(hù)作用。由其施工過程可看出，拋石防護(hù)取材方便、操作簡(jiǎn)單且可因地制宜，根據(jù)地形的不同變化隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，但在實(shí)際應(yīng)用中，拋石的具體范圍、穩(wěn)定坡度、動(dòng)水壓力差等都會(huì)對(duì)防護(hù)效果產(chǎn)生一定影響，導(dǎo)致拋石防護(hù)整體性較差、維護(hù)消耗大的缺陷。

2.1.2 混凝土模袋。將高強(qiáng)化纖材料進(jìn)行雙層編制，可使其相互間保持一定間距，在其中填入混凝土、砂漿等材料，經(jīng)過相應(yīng)工序，使其固化形成剛性的連續(xù)板狀結(jié)構(gòu)，就構(gòu)成了混凝土模袋的基本防沖體，其通過緊貼岸坡、河床的方式抵抗水流的沖刷和水中雜質(zhì)的侵蝕作用，具有抗沖刷能力強(qiáng)、整體性強(qiáng)、便于水下施工等諸多優(yōu)勢(shì)，但其適應(yīng)能力較差，河床變形會(huì)導(dǎo)致其防護(hù)能力大幅減弱。

2.1.3 軟體沉排。軟體沉排是一項(xiàng)較為復(fù)雜的實(shí)體抗沖防護(hù)技術(shù)，以土工織物縫接形成的排布和混凝土塊構(gòu)成大面積排體，通過沉排船將其沉入水底形成防沖護(hù)底結(jié)構(gòu)，過濾、滲透功能強(qiáng)、抗拉程度高，可實(shí)現(xiàn)保土和排水功能，但其施工過程復(fù)雜、不利于水下作業(yè)，與拋石和混凝土模袋防護(hù)技術(shù)相比，更適用于防護(hù)對(duì)象比較重要的工程。

2.2 減速不沖防護(hù)技術(shù)

2.2.1 混凝土異性塊?；炷廉愋詨K是一種替換傳統(tǒng)拋石方式的新材料，自身具有的勾連性使其穩(wěn)定性強(qiáng)，構(gòu)成的防護(hù)結(jié)構(gòu)抗沖刷能力強(qiáng)。且在實(shí)際應(yīng)用中，混凝土異性塊漂距小、固沖性好，對(duì)于堤岸不穩(wěn)定的河段作用更加明顯。但其成本高、施工難度大的缺陷，也在一定程度上對(duì)使用范圍產(chǎn)生了束縛。

2.2.2 四面體框架群。四面體框架群防護(hù)技術(shù)是一種新型的、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的航道工程堤岸防護(hù)技術(shù)，靈活性高，當(dāng)床面需求不同時(shí)可改變布置并且這一結(jié)構(gòu)可反復(fù)利用，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，總體投入資金少且施工、養(yǎng)護(hù)便利。四面體框架群防護(hù)是實(shí)體抗沖防護(hù)技術(shù)與減速不沖防護(hù)技術(shù)的結(jié)合體，水流經(jīng)過群體時(shí)流速會(huì)大幅減緩，泥沙沉積與灘面形成防護(hù)作用。

2.2.3 實(shí)體壩。實(shí)體壩是減速不沖防護(hù)技術(shù)的顯著代表，是一種間斷的、有針對(duì)性的防護(hù)措施，可實(shí)現(xiàn)對(duì)水流的調(diào)整，如前文所示，這種防護(hù)方式重點(diǎn)突出且種類繁多，在實(shí)際應(yīng)用中可結(jié)合具體航運(yùn)需求和堤岸狀況進(jìn)行分析選擇。

3 關(guān)于航運(yùn)工程堤岸防護(hù)技術(shù)應(yīng)用的建議

3.1 深入調(diào)查，具體問題具體分析

因我國(guó)地貌廣闊，地形復(fù)雜，不同地域的航運(yùn)工程堤岸防護(hù)技術(shù)都有其相應(yīng)特點(diǎn)，如東北地區(qū)要考慮冰期凍害問題、黃河中下游應(yīng)考慮泥漿沉降問題等等，在對(duì)具體的工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)深入實(shí)地考察，了解航運(yùn)需求，需要調(diào)查的基本資料一般包括水文、氣象資料如氣溫、降雨、水深、水位、流量、歷史洪水等、工程地質(zhì)和水域演變材料及現(xiàn)有堤岸防護(hù)工程概況和參數(shù)介紹等，通過實(shí)際資料與經(jīng)驗(yàn)綜合分析，才能實(shí)現(xiàn)防護(hù)技術(shù)選擇的合理性。

3.2 注意與其他工程的兼容性

堤岸防護(hù)是整個(gè)地區(qū)水利設(shè)施的一部分，需要以地區(qū)總體規(guī)劃為約束，與其他工程如防洪、污染治理工程相融合，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意因勢(shì)利導(dǎo)，盡量不改變水流自身規(guī)律，避免后續(xù)維護(hù)的繁雜，對(duì)整個(gè)水域地區(qū)統(tǒng)籌兼顧，不僅滿足航運(yùn)需求，也要有利于取水、工礦、農(nóng)田等其他工程。

3.3 注重生物防護(hù)的應(yīng)用

堤岸防護(hù)措施或多或少都會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、水文狀況造成影響，而生物防護(hù)不僅不會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞，還能有效改善環(huán)境、固土防沙，因此在水位不高、水流較緩的河段或者前有寬灘的堤段，可盡量采用種植防浪林或草皮的方式進(jìn)行防護(hù)，以環(huán)保理念指導(dǎo)工程實(shí)踐。

航運(yùn)工程堤岸防護(hù)技術(shù)整體應(yīng)滿足堅(jiān)固性、抗沖刷、抗磨損性能，適應(yīng)河床變形，在此基礎(chǔ)上對(duì)各種方式的經(jīng)濟(jì)性、施工難度、后期維護(hù)進(jìn)行綜合比對(duì)，因地制宜，選取最優(yōu)方案。

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