關(guān)于中小河流治理工程護(hù)岸形式選用的探討

朱國康 臺(tái)山市水利工程建設(shè)管理中心

為踐行綠水青山就是金山銀山的綠色發(fā)展理念，新時(shí)代下提出要建設(shè)“堤岸穩(wěn)固、行洪通暢、江河安瀾”的平安水系，打造“河清岸綠、魚翔淺底，水草豐美、白鷺成群”的美麗碧道。近幾年來，在中小河流治理中涌現(xiàn)出了各種各樣的護(hù)岸的形式，如：格賓石籠、生態(tài)砌塊、生態(tài)框、仿木樁、波浪樁、空心護(hù)岸樁、連鎖磚等，其中有很多結(jié)合生態(tài)要求的新護(hù)岸形式。但在中小河流治理工程的實(shí)際應(yīng)用中，必須根據(jù)河流的地質(zhì)條件、水位特性等河流特征，選用適合的護(hù)岸形式以滿足實(shí)際的需求。下面分別從上述河流的不同特征進(jìn)行護(hù)岸形式選用的分析和探討。

1.護(hù)岸形式的分類

河流護(hù)岸工程通常包括護(hù)腳工程和護(hù)坡工程兩部分。護(hù)岸工程常見固岸、護(hù)岸形式可分為垂直護(hù)岸和鋪砌護(hù)岸兩類。

垂直護(hù)岸，包括砼擋墻、砌石擋墻、支護(hù)樁等，多應(yīng)用于護(hù)腳工程；鋪砌護(hù)岸，包括拋石、格賓石籠、雷諾護(hù)墊、生態(tài)砌塊、生態(tài)框、連鎖磚等形式較多，一般多應(yīng)用于護(hù)坡工程，但在工程實(shí)踐中就也常運(yùn)用拋石、格賓石籠等形式實(shí)現(xiàn)護(hù)腳作用。

2.對不同河床地質(zhì)條件護(hù)岸形式的選用

根據(jù)河流的地質(zhì)條件不同可大致分“硬基”、“軟基”兩類。所謂“硬基”指的是河床天然地質(zhì)基礎(chǔ)好，有較好的承載力，如砂礫或承載力較好的土質(zhì)基礎(chǔ)等，相反“軟基”是指河床天然地質(zhì)差，承載力較差，如淤泥質(zhì)基礎(chǔ)。

2.1 “硬基”河床

“硬基”河段，其基礎(chǔ)承載力較好，可承載較大的集中荷載，故此基本大多數(shù)的護(hù)岸形式的均可根據(jù)現(xiàn)場的需求選用。但因河床其基礎(chǔ)較“硬”在選用支護(hù)樁護(hù)岸時(shí)必須考慮河床的地質(zhì)情況，試驗(yàn)支護(hù)樁能否施打到設(shè)計(jì)的深度要求后方可采用。

2.2 “軟基”河床

“軟基”河床，顧名思義，其基礎(chǔ)承載力較差，當(dāng)護(hù)岸形式集中荷載過大將影響整個(gè)護(hù)岸的穩(wěn)定。因而集中荷載較輕的鋪砌護(hù)岸較為適用，而且鋪砌護(hù)岸是一種“柔”性護(hù)岸形式，可以在一定程度上自適應(yīng)河堤的輕度沉降變化，而不至于整個(gè)護(hù)岸失穩(wěn)、失效。但如果選用生態(tài)砌塊、生態(tài)框等砌墻式鋪砌護(hù)岸時(shí)，因其集中荷載較大，故此要考慮進(jìn)行必要的基礎(chǔ)處理，以防止因基礎(chǔ)沉降而導(dǎo)致生態(tài)砌塊墻或生態(tài)框墻變形失穩(wěn)。如圖1所示，采用拋石擠淤的基礎(chǔ)處理方式簡單且實(shí)用，在實(shí)際應(yīng)用中取得了比較好的處理效果。

圖1 生態(tài)砌塊護(hù)岸

在河道較窄、河堤較陡的“軟基”河段，為了保證河床的行洪斷面，可選用支護(hù)樁進(jìn)行護(hù)岸。但河床淤泥層過厚，支護(hù)樁穿透淤泥層深度不足時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)河堤土體側(cè)壓力超過支護(hù)樁的側(cè)向承載能力，導(dǎo)致支護(hù)樁傾斜甚至滑移，令到護(hù)岸失穩(wěn)。對此可考慮采用支護(hù)樁外側(cè)拋石反壓或雙排支護(hù)樁支護(hù)（如圖2）的方案，以加強(qiáng)支護(hù)樁的側(cè)向承載能力。

圖2 雙排支護(hù)樁護(hù)岸

3.對不同河流水位特性護(hù)岸形式的選用

3.1 河流水位特性

影響護(hù)岸形式選用的河流水位主要是河流的常水位和洪水位。此次討論的河流水位特性是指因河流所處的位置不同，而導(dǎo)致河流水位具有的不同的特點(diǎn)。根據(jù)中小河流所處位置的不同可大致分為感潮區(qū)河流、調(diào)控區(qū)河流和山區(qū)河流三類，不同類型的河流其水位特性各有不同。

感潮區(qū)河流：河流所在區(qū)域受潮水漲退潮影響，河水位跟隨潮水位漲落而變動(dòng)的河流，暫稱之為感潮區(qū)河流。調(diào)控區(qū)河流：河流水位可通過擋潮水閘、蓄水水閘、調(diào)蓄湖等進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的河流，暫稱之為調(diào)控區(qū)河流。山區(qū)河流：則是指位于河流水系的上游端山區(qū)的河流，此類河流的主要特征是正常情況下河流水流量相對較少，常水位一般較低；而洪水位則較常水位要高很多，排洪時(shí)河流流量急劇增大，水流湍急。

3.2 感潮區(qū)河流

感潮區(qū)河流都是匯入外海或聯(lián)通外海的主河流，多數(shù)感潮區(qū)河流縱坡均較緩，而且有潮水的頂托，除了個(gè)別水流湍急或水流急轉(zhuǎn)（如迎流頂沖段）的河段外，河堤堤腳一般較少受到?jīng)_淘，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)淤積。但由于受漲退潮的影響河流的水位每天均兩次從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動(dòng)，從而導(dǎo)致河堤迎水坡在水位變化區(qū)反而較容易出現(xiàn)如圖3斷面圖所示的沖淘現(xiàn)象。

圖3 潮水位變化區(qū)地形斷面

針對感潮區(qū)河流的上述特點(diǎn)，在河流治理過程中多采用如雷諾護(hù)墊、連鎖塊、植草磚等形式針對河堤水位變化區(qū)的坡面進(jìn)行護(hù)坡處理，如圖4的連鎖塊護(hù)岸形式。在人口較為密集的村莊、城鎮(zhèn)河段，也可結(jié)合美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的需求，采用護(hù)岸與綠化結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)“岸綠、景美”，提升人居環(huán)境。圖5的護(hù)岸形式就是采用兩排防木樁護(hù)岸構(gòu)造出兩層花池，以提升河岸的觀賞性，但這種護(hù)岸形式如果底層花池高程低于漲潮水位時(shí)必須選種水生植物。

圖4 連鎖塊護(hù)岸形式

圖5 仿木樁護(hù)岸形式

在水流湍急或水流急轉(zhuǎn)的河段，堤腳和岸坡仍然會(huì)出現(xiàn)被沖淘的現(xiàn)象，此類河段則需采用護(hù)腳與護(hù)坡相結(jié)合的護(hù)岸方式方可確保堤岸的穩(wěn)定，如圖6就是采用支護(hù)樁與連鎖塊相結(jié)合的護(hù)岸形式。

圖6 支護(hù)樁與連鎖塊相結(jié)合的護(hù)岸形式

如果河流的河床底高程接近低潮水位，每次漲退潮將會(huì)對河堤堤腳產(chǎn)生沖淘，對此類型的河段也必須護(hù)腳、護(hù)坡同時(shí)考慮才能達(dá)到良好護(hù)岸的效果。

3.3 調(diào)控區(qū)河流

調(diào)控區(qū)河流的水位可通過擋潮水閘、蓄水水閘、調(diào)蓄湖等進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，常水位相對穩(wěn)定，一般河堤堤腳均在常水位以下，不易受到?jīng)_淘。因此此類河流護(hù)岸一般以護(hù)坡為主，可采用如雷諾護(hù)墊、連鎖塊、植草磚等護(hù)岸形式。同時(shí)也因?yàn)楹恿魉幌鄬Ψ€(wěn)定，可以在常水位以上的灘地或平臺(tái)上結(jié)合碧道的建設(shè)，打造親水步道、旅游節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)人水和諧。圖7是為結(jié)合河岸旁的村莊環(huán)境改造，設(shè)計(jì)了駁岸連接村莊前的休閑公園，打造水景一體的親水休閑景點(diǎn)。

圖7 親水休閑公園

調(diào)控區(qū)河流與感潮區(qū)河流一樣在水流湍急或水流急轉(zhuǎn)的河段，堤腳和岸坡也會(huì)出現(xiàn)被沖淘的現(xiàn)象，要采用護(hù)腳與護(hù)坡相結(jié)合的護(hù)岸形式以確保堤岸的穩(wěn)定。

3.4 山區(qū)河流

山區(qū)河流一般位于河流水系的上游端山區(qū)的河流，河流所處地勢較高，河流縱向坡度一般較大。但由于河流位于水系上游，平常匯流流量較少，常水位一般較低，而由于縱向坡度較大，水流流速會(huì)較快。河床經(jīng)常因小流量、快流速的河水沖刷，導(dǎo)致出現(xiàn)溝壑。此類河段的治理，應(yīng)先修復(fù)主河槽，并對主河槽進(jìn)行保護(hù)，再結(jié)合兩岸情況采用合適的護(hù)岸形式，方可達(dá)到較好治理效果。主河槽保護(hù)可采用砌石、格賓石籠或疊大塊石等形式進(jìn)行，如圖8所示為采用疊大塊石結(jié)合漿砌石擋墻護(hù)岸的治理方案。

圖8 疊大塊石與漿砌石擋墻結(jié)合護(hù)岸形式

山區(qū)河流另外一個(gè)特征是山區(qū)降雨后洪水迅速匯集，河流流量急劇增大，河水位在短時(shí)間迅速漲高，水流湍急，堤岸容易出現(xiàn)沖刷塌滑。因此在護(hù)岸形式的選用上能要選用抗沖刷能力較強(qiáng)的護(hù)岸形式，如格賓石籠、漿砌石擋墻、砼擋墻、支護(hù)樁等均有較強(qiáng)的抗沖刷能力。

由于山區(qū)河流上游的常水位較低，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)河床裸露的現(xiàn)象，所以在河流治理工程中可考慮結(jié)合農(nóng)田灌溉或沿途鎮(zhèn)墟的水環(huán)境改造的需求，擇址修建攔水壩陂或景觀陂，提高上游河床的水位。在減少水流對河床、堤腳沖刷的同時(shí)，還可以為沿河兩岸打造出水清、岸美的親水環(huán)境。

4.結(jié)語

往往中小河流的特征是多樣性的，同一條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護(hù)岸形式選用，必須充分考慮各河段的地質(zhì)條件、水位特性等因素，有針對性的對各河段分別選用合適的護(hù)岸（護(hù)腳、護(hù)坡）形式，以確保護(hù)岸的穩(wěn)定性，滿足水安全的要求。同時(shí)還應(yīng)結(jié)合生態(tài)治理的理念，盡量采用生態(tài)護(hù)岸形式，提升河流的沿岸景觀及生態(tài)環(huán)境，打造堤固、岸美的生態(tài)河流。