1、 各种类型的河段，在自然情况或受人工控制的条各种类型的河段，在自然情况或受人工控制的条件下，由于水流与河床的相互作用，常造成河岸崩件下，由于水流与河床的相互作用，常造成河岸崩塌而改变河势，危及农田及城镇村庄的安全，破坏塌而改变河势，危及农田及城镇村庄的安全，破坏水利工程的正常运用，给国民经济带来不利影响。水利工程的正常运用，给国民经济带来不利影响。修筑护岸与治河工程的目的，就是为了抵抗水流冲修筑护岸与治河工程的目的，就是为了抵抗水流冲刷，变水害为水利，为农业生产服务。刷，变水害为水利，为农业生产服务。第一节第一节 河道横向侵蚀的机理河道横向侵蚀的机理 第二节第二节 护岸工程护岸工程第三节第三节
2、 整治建筑物整治建筑物 第四节第四节 治滩造田工程治滩造田工程 主要内容主要内容第一节第一节 河道横向侵蚀的机理河道横向侵蚀的机理一、横向侵蚀和弯道水流的特性一、横向侵蚀和弯道水流的特性二、河道演变机理二、河道演变机理三、横向侵蚀的防治三、横向侵蚀的防治 横向侵蚀横向侵蚀一般是指在河（沟）道中与流向垂直一般是指在河（沟）道中与流向垂直的向两侧方向的侵蚀，如河（沟）岸崩塌，沟道被的向两侧方向的侵蚀，如河（沟）岸崩塌，沟道被冲刷而变宽等现象。冲刷而变宽等现象。一、横向侵蚀和弯道水流的特性一、横向侵蚀和弯道水流的特性横向侵蚀的概念横向侵蚀的概念发生横向侵蚀原因：发生横向侵蚀原因：一是河（沟）床纵向侵
3、蚀影响，一是河（沟）床纵向侵蚀影响，由于河床下切而使河床失去稳定；二是山洪、泥石流由于河床下切而使河床失去稳定；二是山洪、泥石流流动时水流弯起引起横向冲刷所造成的。如果谷坊，流动时水流弯起引起横向冲刷所造成的。如果谷坊，拦沙坝等抑制河底下切的建筑物修筑得很恰当，则主拦沙坝等抑制河底下切的建筑物修筑得很恰当，则主要的问题就在于水流弯曲所引起的不利影响。要的问题就在于水流弯曲所引起的不利影响。影响水流弯曲的因素很多，如河（沟）床上的影响水流弯曲的因素很多，如河（沟）床上的突突出岩石出岩石、沉积的泥沙堆、两岸的不对称地形沉积的泥沙堆、两岸的不对称地形等等，等等，都可能引起水流的弯曲。据调查，一般都可
4、能引起水流的弯曲。据调查，一般弯道弯道部分布部分布占总长的占总长的8090%8090%，而直段仅占，而直段仅占920%920%。水流在。水流在直直段段上的水深、流速及含沙量的分布是比较均匀的，上的水深、流速及含沙量的分布是比较均匀的，而在弯道则不然。而在弯道则不然。在弯道上，当水流作曲线运动时，必然产生指在弯道上，当水流作曲线运动时，必然产生指向凹岸方向的向凹岸方向的离心力离心力，水流为了平衡这个离心力，水流为了平衡这个离心力，使得凹岸一方的水面增高，凸岸一方的水面降低，使得凹岸一方的水面增高，凸岸一方的水面降低，形成形成横向比降横向比降 图图9-1(a)9-1(a)。因因水流所受离心力的大小
5、是和水流流速的二次方水流所受离心力的大小是和水流流速的二次方成正比成正比，而河道水流流速的分布是表层大，底层小，而河道水流流速的分布是表层大，底层小，故表层水流所受的离心力较大，并沿水深逐渐减小故表层水流所受的离心力较大，并沿水深逐渐减小 图图9-1(9-1(c)，又因离心力的方向与横向水位差所引，又因离心力的方向与横向水位差所引起的水压力的方向相反，故两种作用力的起的水压力的方向相反，故两种作用力的合力方向合力方向 图图9-1(9-1(c)，就是，就是水流运动的方向水流运动的方向。因此，表层的水流向凹岸，底层的水流向凸岸，因此，表层的水流向凹岸，底层的水流向凸岸，从而形成环流从而形成环流 图
6、图9-1(9-1(b)整个水流呈螺旋状前进。整个水流呈螺旋状前进。弯道泥沙运动与螺旋流关系极为密切，在横向环流的作用弯道泥沙运动与螺旋流关系极为密切，在横向环流的作用下，表层含沙量较小的水流不断流向凹岸并插下河底，而底下，表层含沙量较小的水流不断流向凹岸并插下河底，而底层含沙量较大的水流不断流向凸岸并爬上边滩，形成横向输层含沙量较大的水流不断流向凸岸并爬上边滩，形成横向输沙不平衡，再加上纵向水流对凹岸的顶冲作用，凹岸岸坡被沙不平衡，再加上纵向水流对凹岸的顶冲作用，凹岸岸坡被冲刷而崩坍冲刷而崩坍，崩塌下来之泥沙随底部横向水流被带到凸岸，崩塌下来之泥沙随底部横向水流被带到凸岸，而挟带大量泥沙的底流
7、，在重力的作用下把泥沙淤积于凸岸，而挟带大量泥沙的底流，在重力的作用下把泥沙淤积于凸岸，底流在接近凸岸处转而向上流动，到达表层后又流向凹岸，底流在接近凸岸处转而向上流动，到达表层后又流向凹岸，重新使凹岸冲刷坍塌，重新使凹岸冲刷坍塌，横向侵蚀横向侵蚀继续发展。继续发展。这样发展的结果，弯道凹岸便成为水深流急的主这样发展的结果，弯道凹岸便成为水深流急的主流深槽，而凸岸则成为水浅流缓的浅滩。如果凹岸流深槽，而凸岸则成为水浅流缓的浅滩。如果凹岸不够坚固，就会使弯道向下移动不够坚固，就会使弯道向下移动 图图9-2(9-2(a)。弯。弯道推移质泥沙的运动道推移质泥沙的运动 图图9-2(9-2(b)和底部流
8、速、流向和底部流速、流向及河床的形态有关。及河床的形态有关。（一）基本原理（一）基本原理 河道的演变形式，可分为两种：其一是河道沿流河道的演变形式，可分为两种：其一是河道沿流程纵深方向上发生的变形，称为程纵深方向上发生的变形，称为纵向变形纵向变形。其二是河。其二是河道与流向垂直的两侧方向上之变形，称为道与流向垂直的两侧方向上之变形，称为横向变形横向变形。河道的纵向变形，反映在河床的抬高和刷深，而河道的纵向变形，反映在河床的抬高和刷深，而横向变形的总趋势是：河道不断向右岸冲刷发展，而横向变形的总趋势是：河道不断向右岸冲刷发展，而左岸则不断淤积。左岸则不断淤积。二、河道演变的机理二、河道演变的机理
9、 河道演变的原因极其复杂，千差万别，但其根河道演变的原因极其复杂，千差万别，但其根本的原因是输沙的不平衡。当上游来沙大于本河段本的原因是输沙的不平衡。当上游来沙大于本河段的挟沙能力时，会产生淤积，河床升高，当来沙小的挟沙能力时，会产生淤积，河床升高，当来沙小于本河段挟沙能力时则产生冲刷，河床下降，河床于本河段挟沙能力时则产生冲刷，河床下降，河床之横向变形，也是由于横向输沙不平衡所引起。之横向变形，也是由于横向输沙不平衡所引起。河道由于输沙不平衡所引起的变形，在一定的河道由于输沙不平衡所引起的变形，在一定的条件下，往往朝着使变形速度停止之方向发展，即条件下，往往朝着使变形速度停止之方向发展，即河
10、床发生淤积和冲刷时，其淤积及冲刷浓度将逐渐河床发生淤积和冲刷时，其淤积及冲刷浓度将逐渐减小，甚至停止，这种现象称为河床及水流的减小，甚至停止，这种现象称为河床及水流的“自自我调整作用我调整作用”（图（图9-39-3）。在淤积与冲刷的发展过程中，河床及水流进行自我在淤积与冲刷的发展过程中，河床及水流进行自我调整，通过改变河宽、调整，通过改变河宽、水深、比降及床沙的组水深、比降及床沙的组成使本河段的挟沙能力成使本河段的挟沙能力与上游的来沙条件趋于与上游的来沙条件趋于相适应，从而促使淤积相适应，从而促使淤积与冲刷速度由变缓向停与冲刷速度由变缓向停止的方向发展。止的方向发展。河床和水流的自我调整作用，
11、虽会使淤积与冲刷之速河床和水流的自我调整作用，虽会使淤积与冲刷之速度变缓甚至停止，但由于输沙不平衡所引起的河床的变形度变缓甚至停止，但由于输沙不平衡所引起的河床的变形却是绝对的，其却是绝对的，其基本原因基本原因是：上游之来水来沙条件总是不是：上游之来水来沙条件总是不断因时变化的，来沙来水条件的改变必然引起的旧的输沙断因时变化的，来沙来水条件的改变必然引起的旧的输沙平衡的破坏，使变形又从新的一个起点开始。平衡的破坏，使变形又从新的一个起点开始。另一方面另一方面，即使上游来沙来水条件不变，河床上的沙波运动仍然是存即使上游来沙来水条件不变，河床上的沙波运动仍然是存在的，河床仍然处于经常不断的变形过程
12、之中。由此可见，在的，河床仍然处于经常不断的变形过程之中。由此可见，河道中的泥沙运动总是处于输沙不平衡状态。河道中的泥沙运动总是处于输沙不平衡状态。（二）影响河道演变的因素（二）影响河道演变的因素1.1.河段的来水量及其变化过程；河段的来水量及其变化过程；2.2.河段来沙量、来沙组成及其变化过程；河段来沙量、来沙组成及其变化过程；3.3.河段比降；河段比降；4.4.河段的河床形态及地质情况。河段的河床形态及地质情况。其中，第其中，第1 1、3 3两个因素决定河段水流挟带泥沙的能两个因素决定河段水流挟带泥沙的能力；第力；第2 2个因素决定河段的来沙数量及其泥沙组成，在个因素决定河段的来沙数量及其
13、泥沙组成，在一定的水流条件下，如果河段的来沙量大，泥沙组成粗，一定的水流条件下，如果河段的来沙量大，泥沙组成粗，则有利于使河道产生淤积；如果来沙量小，泥沙组成细，则有利于使河道产生淤积；如果来沙量小，泥沙组成细，则将有利于使河道产生冲刷。则将有利于使河道产生冲刷。前面已指出：河道演变的基本原因是输沙不前面已指出：河道演变的基本原因是输沙不平衡。第平衡。第1 1、2 2、3 3三个因素，就是决定输沙不平三个因素，就是决定输沙不平衡之基本因素。如果河段的来水量大，河谷比降衡之基本因素。如果河段的来水量大，河谷比降大，水流挟带泥沙的能力大，而河段的来沙量小，大，水流挟带泥沙的能力大，而河段的来沙量小
14、，则来沙量不能满足水流挟沙能力的要求，形成输则来沙量不能满足水流挟沙能力的要求，形成输沙不平衡，河床将发生冲刷，此时如泥沙组成细，沙不平衡，河床将发生冲刷，此时如泥沙组成细，则将使冲刷加剧。则将使冲刷加剧。相反，如河段的来水量小，河谷比降小，水流相反，如河段的来水量小，河谷比降小，水流挟带泥沙的能力小，而河段的来沙量大，则来沙挟带泥沙的能力小，而河段的来沙量大，则来沙量已经超过水流挟沙能力的要求，形成输沙不平量已经超过水流挟沙能力的要求，形成输沙不平衡，河床将发生淤积，此时如果泥沙组成粗，将衡，河床将发生淤积，此时如果泥沙组成粗，将使淤积加重。使淤积加重。第第4 4个因素决定着河床的边界条件。
15、河段的河个因素决定着河床的边界条件。河段的河床形态对水流条件影响甚大，而地质情况又决定河床形态对水流条件影响甚大，而地质情况又决定河床抵抗冲刷的能力。床抵抗冲刷的能力。总之，以上总之，以上4 4个因素，是水流与河床两个矛盾方个因素，是水流与河床两个矛盾方面的决定因素，它们在相互依赖与相互斗争的过程面的决定因素，它们在相互依赖与相互斗争的过程中，决定与影响着河道的演变发展。要使河道更好中，决定与影响着河道的演变发展。要使河道更好地造福于人类，就必须根据河道的演变规律，开展地造福于人类，就必须根据河道的演变规律，开展治河治水工程。治河治水工程。三、横向侵蚀的防治三、横向侵蚀的防治 一般说来，在山洪
16、流经的途径上，弯道是很多一般说来，在山洪流经的途径上，弯道是很多的，再加上坡度一般很陡，要把山洪流经的途径进行的，再加上坡度一般很陡，要把山洪流经的途径进行全面的整直，从人力、物力和自然条件来考虑都是不全面的整直，从人力、物力和自然条件来考虑都是不可能的，通常可有以下几种可能的，通常可有以下几种防治方法防治方法：（1 1）将沟槽部分裁弯取直，控制凹岸发展。但在）将沟槽部分裁弯取直，控制凹岸发展。但在沟道裁弯取直后，由于比降增大，可能使山洪的流速沟道裁弯取直后，由于比降增大，可能使山洪的流速增大，使纵向侵蚀加剧，因而必须考虑沟（沟）床的增大，使纵向侵蚀加剧，因而必须考虑沟（沟）床的稳定性问题，并
17、设置恰当的防止沟底下切的建筑物。稳定性问题，并设置恰当的防止沟底下切的建筑物。（2 2）除去沟床的凸出岩石，沉积泥沙堆。山洪流）除去沟床的凸出岩石，沉积泥沙堆。山洪流经障碍物时，必然要改变方向，从而发生弯曲导致经障碍物时，必然要改变方向，从而发生弯曲导致横向侵蚀，清除障碍物后并辅以适当的导流工程，横向侵蚀，清除障碍物后并辅以适当的导流工程，使水流按一定方向流去，则可防止横向冲刷的作用。使水流按一定方向流去，则可防止横向冲刷的作用。（3 3）设置护岸工程与整治建筑物，以控制河岸发展和）设置护岸工程与整治建筑物，以控制河岸发展和改善弯道，这是防止横向侵蚀的主要办法。应该指出，改善弯道，这是防止横向
18、侵蚀的主要办法。应该指出，护岸工程与整治建筑物是有所区别的，护岸工程是用护岸工程与整治建筑物是有所区别的，护岸工程是用来保护沟岸免受山洪和泥石流冲刷的，一般不具有整来保护沟岸免受山洪和泥石流冲刷的，一般不具有整治沟道水流的作用，而整治建筑物的主要目的是改变治沟道水流的作用，而整治建筑物的主要目的是改变山洪及泥石流的流向，实际上也发挥护岸的作用。山洪及泥石流的流向，实际上也发挥护岸的作用。第二节第二节 护岸工程护岸工程 一、护岸工程的目的及种类一、护岸工程的目的及种类 防治山洪的护岸工程与一般平原、河流的护岸工防治山洪的护岸工程与一般平原、河流的护岸工程并不完全相同，主要区别在于横向侵蚀使沟岸崩
19、坏程并不完全相同，主要区别在于横向侵蚀使沟岸崩坏后，由于山区较陡，还可能因下部沟岸崩坍而引起山后，由于山区较陡，还可能因下部沟岸崩坍而引起山崩，因此，护岸工程还必须起到防止山崩的作用。崩，因此，护岸工程还必须起到防止山崩的作用。（一）护岸工程的目的（一）护岸工程的目的沟道中设置护岸工程，主要用于下列情况：沟道中设置护岸工程，主要用于下列情况：1 1由于山洪、泥石流冲击使山脚遭受冲刷而有由于山洪、泥石流冲击使山脚遭受冲刷而有山坡崩坍危险的地方。山坡崩坍危险的地方。2 2在有滑坡的山脚下，设置护岸工程兼起挡土在有滑坡的山脚下，设置护岸工程兼起挡土墙的作用，以防止滑坡及横向侵蚀。墙的作用，以防止滑坡
20、及横向侵蚀。3 3用于保护谷坊、拦沙坝等建筑物。谷坊或淤地坝用于保护谷坊、拦沙坝等建筑物。谷坊或淤地坝淤沙后，多沉积于沟道中部，山洪遇堆积物常向两侧淤沙后，多沉积于沟道中部，山洪遇堆积物常向两侧冲刷，如果两岸岩石或土质不佳，就需设置护岸工程冲刷，如果两岸岩石或土质不佳，就需设置护岸工程，以防止冲塌沟岸而导致谷坊或拦沙坝失事；在沟道，以防止冲塌沟岸而导致谷坊或拦沙坝失事；在沟道窄而溢洪道宽的情况下，如果过坝的山洪流向改变，窄而溢洪道宽的情况下，如果过坝的山洪流向改变，也可能危及沟岸，这时也需设置护岸工程。也可能危及沟岸，这时也需设置护岸工程。4 4沟道纵坡陡急，两岸土质不佳的地段，除修谷沟道纵坡
21、陡急，两岸土质不佳的地段，除修谷坊防止下切外，还应修护岸工程。坊防止下切外，还应修护岸工程。（二）护岸工程的种类（二）护岸工程的种类 护岸工程一般可分为护坡与护基（或护脚）两种护岸工程一般可分为护坡与护基（或护脚）两种工程。枯水位以下称为护基工程，枯水位以上称为护工程。枯水位以下称为护基工程，枯水位以上称为护坡工程。根据其所用材料的不同，又可分为：干砌片坡工程。根据其所用材料的不同，又可分为：干砌片石、浆砌片石、混凝土板、铁丝石笼、木桩排、木框石、浆砌片石、混凝土板、铁丝石笼、木桩排、木框架与生物护岸等几类。此外，还有混合型护岸工程，架与生物护岸等几类。此外，还有混合型护岸工程，如木桩植树加抛
22、石，抛石植树加梢捆护岸工程等。如木桩植树加抛石，抛石植树加梢捆护岸工程等。为了防止护岸工程被破坏，除应注意工程本身为了防止护岸工程被破坏，除应注意工程本身质量外，还应防止因基础被冲刷而遭受破坏。因质量外，还应防止因基础被冲刷而遭受破坏。因此，在坡度陡急的山洪沟道中修建护岸工程时，此，在坡度陡急的山洪沟道中修建护岸工程时，常需同时修建护基工程，如果下游沟道坡度较缓，常需同时修建护基工程，如果下游沟道坡度较缓，一般不修护基工程，但护岸工一般不修护基工程，但护岸工程的基础，需有足够的埋深。程的基础，需有足够的埋深。护基工程有多种形式，最简单的一种是抛石护基，护基工程有多种形式，最简单的一种是抛石护基
23、，即用比施工地点附近的石块更大的大理石块铺到护即用比施工地点附近的石块更大的大理石块铺到护岸工程的基部进行护底的护基工程岸工程的基部进行护底的护基工程（图（图9-49-4）。二、护岸工程的设计与施工二、护岸工程的设计与施工（一）护岸工程的设计原则（一）护岸工程的设计原则1 1在进行护岸工程设计之前，应对上下游沟道情况在进行护岸工程设计之前，应对上下游沟道情况进行调查研究，分析在修建护岸工程之后，下游或进行调查研究，分析在修建护岸工程之后，下游或对岸是否会发生新的冲刷，确保沟道安全。对岸是否会发生新的冲刷，确保沟道安全。2 2为减少水流冲毁基础，护岸工程应大致按地为减少水流冲毁基础，护岸工程应大
24、致按地形设置，并力求形状没有急剧的弯曲。此外，还形设置，并力求形状没有急剧的弯曲。此外，还应注意将护岸工程的上游及下游部分与基岩、护应注意将护岸工程的上游及下游部分与基岩、护基工程及已有的护岸工程连接，以免在护岸工程基工程及已有的护岸工程连接，以免在护岸工程的上下游发生冲刷作用。的上下游发生冲刷作用。3 3护岸工程的设计高度，一方面要保证山洪不护岸工程的设计高度，一方面要保证山洪不致漫过护岸工程，另一方面应考虑护岸工程之背致漫过护岸工程，另一方面应考虑护岸工程之背后有无崩塌之可能。如有崩塌可能，则应预留出后有无崩塌之可能。如有崩塌可能，则应预留出堆积崩塌沙石的余地，即使护岸工程离开崩塌有堆积崩
25、塌沙石的余地，即使护岸工程离开崩塌有一定的距离并有足够的高度，如不能满足高度的一定的距离并有足够的高度，如不能满足高度的要求，可沿岸坡修建向上成斜坡的横墙，以防止要求，可沿岸坡修建向上成斜坡的横墙，以防止背后侵蚀及坡面的崩塌。背后侵蚀及坡面的崩塌。4 4在弯道段凹岸水位较凸岸水位高，因此，凹岸护在弯道段凹岸水位较凸岸水位高，因此，凹岸护岸工程的高度应更高一些，凹岸水位比凸岸水位高出的岸工程的高度应更高一些，凹岸水位比凸岸水位高出的数值（数值（H）可近似地按下式计算：）可近似地按下式计算：式中：式中：H凹岸水位高于凸岸水位之数值，可作为超高计算；凹岸水位高于凸岸水位之数值，可作为超高计算；V水流
26、流速（水流流速（m/s）；）；B沟道宽度；沟道宽度；R弯道曲率半径；弯道曲率半径；g重力加速度。重力加速度。gRBVH2（二）护基（脚）工程（二）护基（脚）工程 护脚工程的特点为：常潜没于水中，时刻都受护脚工程的特点为：常潜没于水中，时刻都受到水流的冲击和侵蚀作用。因此，在建筑材料和结到水流的冲击和侵蚀作用。因此，在建筑材料和结构上要求具有：抗御水流冲击和推移质磨损的能力构上要求具有：抗御水流冲击和推移质磨损的能力；富有弹性，易于恢复和补充，以适应河床变形；富有弹性，易于恢复和补充，以适应河床变形；耐水流侵蚀的性能好，以及便于水下施工等。耐水流侵蚀的性能好，以及便于水下施工等。常用的护脚工程有
27、抛石、沉枕、石笼等。常用的护脚工程有抛石、沉枕、石笼等。1 1抛石护脚工程抛石护脚工程 设计抛石护脚工程应考虑块石规格，稳定坡度设计抛石护脚工程应考虑块石规格，稳定坡度，抛护范围和厚度等几个方面的问题。，抛护范围和厚度等几个方面的问题。护脚块石要求采用石质坚硬的石灰岩、花岗岩护脚块石要求采用石质坚硬的石灰岩、花岗岩等，不得采用风化易碎的岩石。块石尺寸，以能抵等，不得采用风化易碎的岩石。块石尺寸，以能抵抗水流冲击，不被冲走为原则，可根据护岸地点洪抗水流冲击，不被冲走为原则，可根据护岸地点洪水期的流速，水深等实测资料，用一般起动流速进水期的流速，水深等实测资料，用一般起动流速进行略估，块石直径一般
28、取为行略估，块石直径一般取为2040cm2040cm，并可掺合一，并可掺合一定数量的小块石，以堵塞大块石之间的缝隙。定数量的小块石，以堵塞大块石之间的缝隙。抛石护脚的稳定坡度，除应保证块石体本身的稳抛石护脚的稳定坡度，除应保证块石体本身的稳定外，还应保证块石体能平衡土坡的滑动力。因此，定外，还应保证块石体能平衡土坡的滑动力。因此，必须结合块石体的临界休止角和沟岸土质在饱和情况必须结合块石体的临界休止角和沟岸土质在饱和情况下的稳定边坡来考虑。块石体在水中中的临界休止角下的稳定边坡来考虑。块石体在水中中的临界休止角可定为可定为1:1.4-1:1.5左右，沟岸土质在饱和情况下的稳定左右，沟岸土质在饱
29、和情况下的稳定边坡可参考实测资料确定边坡可参考实测资料确定 对于沙质沟床，约为对于沙质沟床，约为1:2左左右。抛石护脚工程的设计边坡应缓于临界休止角，等右。抛石护脚工程的设计边坡应缓于临界休止角，等于或略陡于饱和情况下的稳定边坡。在一般情况下应于或略陡于饱和情况下的稳定边坡。在一般情况下应不陡于不陡于1:1.5-1:1.8（水流顶冲愈严重，应取较大比值）。（水流顶冲愈严重，应取较大比值）。抛石厚度对于工程的效果和造价关系极为密切。抛石厚度对于工程的效果和造价关系极为密切。厚度的确定，目前，一般规定为厚度的确定，目前，一般规定为0.4-0.8m，相当于，相当于块石粒径的块石粒径的2倍石粒（倍石粒
30、（图图9-5）。在接坡段紧接枯水）。在接坡段紧接枯水处，为稳定边坡，加抛顶宽处，为稳定边坡，加抛顶宽为为2-3m的平台。如沟坡陡峻的平台。如沟坡陡峻（局部坡度陡于（局部坡度陡于1:1.5，重重重重点险陡于点险陡于1:1.8），则需加厚），则需加厚抛石厚度。抛石厚度。2 2石笼护脚工程石笼护脚工程 石笼护脚多用于流速大，边坡陡的地区。石笼系用石笼护脚多用于流速大，边坡陡的地区。石笼系用铅丝、铁丝、荆条等材料做成各种网格的笼状物体，铅丝、铁丝、荆条等材料做成各种网格的笼状物体，内填块石、砾石或卵石。其优点是具有较好的强度和内填块石、砾石或卵石。其优点是具有较好的强度和柔性，而不需较大的石料，在高含
31、沙山洪的作用下，柔性，而不需较大的石料，在高含沙山洪的作用下，石笼中的空隙将很快被泥沙淤满而形成坚固的整体护石笼中的空隙将很快被泥沙淤满而形成坚固的整体护层，增强了抗冲能力，缺点是笼网日久会锈蚀，导致层，增强了抗冲能力，缺点是笼网日久会锈蚀，导致石笼解体（一般使用年限：镀锌铁丝笼为石笼解体（一般使用年限：镀锌铁丝笼为8-128-12年，普年，普通铁丝为通铁丝为3-53-5年）。另外，在沟道有滚石的地段，一般年）。另外，在沟道有滚石的地段，一般不宜采用。不宜采用。笼的网格大小以不漏失填充的石料为限度，一般做笼的网格大小以不漏失填充的石料为限度，一般做成箱形或圆柱形，铺设厚度为成箱形或圆柱形，铺设
32、厚度为0.4-0.5m，其它设计与抛，其它设计与抛石护脚工程石护脚工程相同。图相同。图9-6为各种石笼为各种石笼结构图。结构图。（三）护坡工程（三）护坡工程 护坡工程又称护坡堤，可采用砌石结构，也可采护坡工程又称护坡堤，可采用砌石结构，也可采用生物护坡。砌石护岸堤可分单层干砌块石，双层干用生物护坡。砌石护岸堤可分单层干砌块石，双层干砌块石和浆砌石三种。对于山洪流向比较平顺，不受砌块石和浆砌石三种。对于山洪流向比较平顺，不受主流冲刷的防护地点，当流速为主流冲刷的防护地点，当流速为2-3 m/s s时，可采用单时，可采用单层干砌块石；当流速为层干砌块石；当流速为3-4m/s时，可采用双层干砌块时，
33、可采用双层干砌块石；在受到主流冲刷，山洪流速大（石；在受到主流冲刷，山洪流速大（4-5m/s），挟带），挟带物多，冲击力猛的防护地点，则采用浆砌石。物多，冲击力猛的防护地点，则采用浆砌石。1.1.干砌块石护坡干砌块石护坡 干砌块石护坡主要由脚槽、坡面、封顶三部分组干砌块石护坡主要由脚槽、坡面、封顶三部分组成（见图成（见图9-7），其中脚槽主要用于阻止砌石坡面下滑，），其中脚槽主要用于阻止砌石坡面下滑，起到稳定坡面之作用，其形式有矩形和梯形两种，其起到稳定坡面之作用，其形式有矩形和梯形两种，其下端与护脚工程衔接。脚槽尺寸视边坡大小而定，如下端与护脚工程衔接。脚槽尺寸视边坡大小而定，如图图9-7、
34、9-8所示。其中以图所示。其中以图9-8c之形式最好，因这种砌之形式最好，因这种砌法可以起到最大的阻滑作用，而且节省石料。法可以起到最大的阻滑作用，而且节省石料。坡面的边坡视土壤的性质、结构而定，一般为坡面的边坡视土壤的性质、结构而定，一般为1:2.5-1:3.0，个别可用，个别可用1:2.0。坡面的块石由面层与。坡面的块石由面层与垫层组成，面层块石大小及厚度，应能保证在水流垫层组成，面层块石大小及厚度，应能保证在水流作用下不被冲动，根据实践经经验铺砌厚度为作用下不被冲动，根据实践经经验铺砌厚度为30cm左右，即可满足上述要求，一般情况可取左右，即可满足上述要求，一般情况可取25-35cm。垫
35、层主要起反滤层的作用，防止边坡上的土壤颗粒垫层主要起反滤层的作用，防止边坡上的土壤颗粒被水流从缝隙中带走，以致边坡被淘空而失去稳定。垫被水流从缝隙中带走，以致边坡被淘空而失去稳定。垫层有单层与双层两种，其粒配之选择应以保证组成垫层层有单层与双层两种，其粒配之选择应以保证组成垫层和岸坡的颗粒不能穿越相邻粒径较大一层的孔隙为原则，和岸坡的颗粒不能穿越相邻粒径较大一层的孔隙为原则，为此，各垫层本身粒配的不均匀系数应满足关系式：为此，各垫层本身粒配的不均匀系数应满足关系式：1051060dd各层间粒配应满足下述关系式：各层间粒配应满足下述关系式：1510500301dd1510501502dddd2.
36、0502式中：式中：d0、d1、d2、d为岸坡土壤、下垫层、上为岸坡土壤、下垫层、上垫层及护坡块石的粒径。垫层及护坡块石的粒径。足标足标“60”60”、“50”50”、“10”10”表示小于这一粒径的表示小于这一粒径的百分数，单垫层厚度一般取百分数，单垫层厚度一般取920cm920cm，双垫层厚度一般，双垫层厚度一般取取1525cm1525cm。对于岸坡有地下水渗出地区，护坡前需在透水层范对于岸坡有地下水渗出地区，护坡前需在透水层范围内先开挖导滤沟，并用粗砂及砾石分层填实，其布置围内先开挖导滤沟，并用粗砂及砾石分层填实，其布置及结构形式如及结构形式如图图9-99-9所示。所示。封顶的作用在于阻
37、止雨水入浸，防止工程遭受破坏。封顶的作用在于阻止雨水入浸，防止工程遭受破坏。封顶多用平整块石砌筑，宽度为封顶多用平整块石砌筑，宽度为50-100cm，与滩地接合，与滩地接合，可用碎石、粗砂回填，宽度不小于可用碎石、粗砂回填，宽度不小于10cm，最后沿滩地植，最后沿滩地植草皮一条，宽草皮一条，宽20cm左右。左右。2 2浆砌石护坡浆砌石护坡 浆砌石护岸堤可用浆砌石护岸堤可用7575号水泥砂浆砌筑，在严寒号水泥砂浆砌筑，在严寒地区使用地区使用100100号水泥，其结构形式，基本上与干砌石号水泥，其结构形式，基本上与干砌石护坡相同（图护坡相同（图9-109-10），），一般也设垫层，但岸坡一般也设垫
38、层，但岸坡如为沙砾卵石时，可不如为沙砾卵石时，可不设垫层。设垫层。为了减少护岸背面的压力及排泄积水，可在下部设为了减少护岸背面的压力及排泄积水，可在下部设置交错排列的泄水口，孔口可作成置交错排列的泄水口，孔口可作成0.1m0.15m矩形矩形或直径为或直径为0.1m的圆形，间距约的圆形，间距约2-3m。泄水孔口局部范。泄水孔口局部范围内设反滤层，以防淤塞泄水孔。围内设反滤层，以防淤塞泄水孔。较长的护岸堤，应设置伸缩缝，以消除或减少温度较长的护岸堤，应设置伸缩缝，以消除或减少温度应力，一般沿纵方向每隔应力，一般沿纵方向每隔9-15m设置一道，缝宽设置一道，缝宽2cm2cm，用沥青板填塞。其封顶可采
39、用混凝土基槽或块基基槽用沥青板填塞。其封顶可采用混凝土基槽或块基基槽封顶，如图封顶，如图9-10所示。所示。3 3护岸堤修筑时，需注意的几个问题护岸堤修筑时，需注意的几个问题（1 1）基础要挖深，慎重处理，防止掏空，一般情）基础要挖深，慎重处理，防止掏空，一般情况下，当冲刷深度况下，当冲刷深度4m4m以内时，可将基础直接埋在冲以内时，可将基础直接埋在冲刷深度以下刷深度以下0.5-1.0m处，并且基础底面要低于沟床处，并且基础底面要低于沟床最深点以下最深点以下1m1m左右。左右。（2 2）沟岸必须事先平整，达到规定坡度后再进行砌石。）沟岸必须事先平整，达到规定坡度后再进行砌石。（3 3）护岸片石
40、必须全部丁砌，并垂直于坡面。）护岸片石必须全部丁砌，并垂直于坡面。片石下面要设置适当厚度的垫层，随岸坡土质而不同，片石下面要设置适当厚度的垫层，随岸坡土质而不同，垫层一般采用沙砾卵石或粗中沙卵石混合垫层组成，垫层一般采用沙砾卵石或粗中沙卵石混合垫层组成，若岩坡土质与垫层材料相类似，则可不设垫层。若岩坡土质与垫层材料相类似，则可不设垫层。第三节第三节 整治建筑物整治建筑物 整治建筑物按其性能和外形，可分为丁坝、顺整治建筑物按其性能和外形，可分为丁坝、顺坝等几种。坝等几种。一、丁坝一、丁坝 二、顺坝二、顺坝一、丁坝一、丁坝（一）丁坝的作用种类（一）丁坝的作用种类 丁坝是由坝头、坝身和坝根三丁坝是由
41、坝头、坝身和坝根三部分组成的一种建筑物，其坝根与河岸相连，坝头部分组成的一种建筑物，其坝根与河岸相连，坝头伸向河槽，在平面上与河岸连接起来呈丁字形，坝伸向河槽，在平面上与河岸连接起来呈丁字形，坝头与坝根之间的主体部分为坝身，如图头与坝根之间的主体部分为坝身，如图9-11所示，所示，其特点是不与对岸连接。其特点是不与对岸连接。1 1丁坝的作用丁坝的作用（1 1）改变山洪流向，防止横向侵蚀，）改变山洪流向，防止横向侵蚀，有时，山洪冲淘坡脚可能引起山崩，修建丁坝后改变有时，山洪冲淘坡脚可能引起山崩，修建丁坝后改变了流向，即可防止山崩。了流向，即可防止山崩。（2 2）缓和山洪流势，使泥沙沉积，并能将水
42、流挑向）缓和山洪流势，使泥沙沉积，并能将水流挑向对岸，保护下游的护岸工程和堤岸不受水流冲击。对岸，保护下游的护岸工程和堤岸不受水流冲击。（3 3）调整沟宽，迎托水流，防止山洪乱流和偏流，）调整沟宽，迎托水流，防止山洪乱流和偏流，阻止沟道宽度发展。阻止沟道宽度发展。2 2丁坝的种类丁坝的种类 丁坝可按建筑材料、高度、长度、透水性能及与丁坝可按建筑材料、高度、长度、透水性能及与流水所形成的角度进行分类。流水所形成的角度进行分类。(1)(1)按建筑材料不同，可分为：石笼丁坝、梢捆丁按建筑材料不同，可分为：石笼丁坝、梢捆丁坝、砌石丁坝、混凝土丁坝、木框丁坝、石柳坝及坝、砌石丁坝、混凝土丁坝、木框丁坝、
43、石柳坝及柳盘头等。柳盘头等。(2)(2)按高度不同，即山洪是否能漫过丁坝，可分为按高度不同，即山洪是否能漫过丁坝，可分为淹没和非淹没两种。淹没和非淹没两种。(3)(3)按长度不同，丁坝分为短丁坝与长丁坝。按长度不同，丁坝分为短丁坝与长丁坝。(4)(4)按丁坝与水流所成角度不同，可分为：垂直布按丁坝与水流所成角度不同，可分为：垂直布置形式（即正交丁坝）、下挑布置形式（即下挑丁置形式（即正交丁坝）、下挑布置形式（即下挑丁坝）、上挑布置形式（即上挑丁坝）。坝）、上挑布置形式（即上挑丁坝）。(5)(5)按透水性能不同，可按透水性能不同，可分为不透水与透水丁坝。分为不透水与透水丁坝。（二）丁坝的设计与施
44、工（二）丁坝的设计与施工 由于荒溪纵坡陡，山洪流速大，挟带泥沙多，丁坝的由于荒溪纵坡陡，山洪流速大，挟带泥沙多，丁坝的作用比较复杂，建筑不当不仅不能发挥作用，有时还会作用比较复杂，建筑不当不仅不能发挥作用，有时还会引起一些危害，如在窄小的新河槽，有时会由于修筑了引起一些危害，如在窄小的新河槽，有时会由于修筑了丁坝而减小造地面积，或因水流紊乱而使对岸的不坚实丁坝而减小造地面积，或因水流紊乱而使对岸的不坚实岸坡遭冲刷而引起横向侵蚀，在这种情况下都不宜建筑岸坡遭冲刷而引起横向侵蚀，在这种情况下都不宜建筑丁坝。因此，在设计丁坝之前，应对荒溪的丁坝。因此，在设计丁坝之前，应对荒溪的特点、水深特点、水深、
45、流速、流速等情况进行详细的调查研究，计划一定要留有余等情况进行详细的调查研究，计划一定要留有余地，在丁坝的设计与施工中应注意以下几问题。地，在丁坝的设计与施工中应注意以下几问题。1 1丁坝的布置丁坝的布置（1 1）丁坝的间距）丁坝的间距 单独布置一座丁坝，在水流的冲击下，很容易遭到破单独布置一座丁坝，在水流的冲击下，很容易遭到破坏，坏，因此，丁坝的布置往往以丁坝群的方式出现。一组丁因此，丁坝的布置往往以丁坝群的方式出现。一组丁坝的数量要考虑以下几个因素：坝的数量要考虑以下几个因素：第一：视保护段的长度而定第一：视保护段的长度而定，一般弯顶以下保护的长度一般弯顶以下保护的长度占整个保护长度的占整
46、个保护长度的60%60%，弯顶以上占，弯顶以上占40%40%；第二，丁坝的间距与淤积效果有密切的关系第二，丁坝的间距与淤积效果有密切的关系。间距过大间距过大，丁坝群就和单个丁坝一样，不能起到互相掩护的作用，丁坝群就和单个丁坝一样，不能起到互相掩护的作用，间距过小，丁坝的数量就多，造成浪费。间距过小，丁坝的数量就多，造成浪费。合理的丁坝间距，可通过两个方面来确定：合理的丁坝间距，可通过两个方面来确定：应使下一个丁坝的雍水刚好达到上一个丁坝处，避应使下一个丁坝的雍水刚好达到上一个丁坝处，避免在上一个丁坝下游发生水面跌落现象，即充分发挥免在上一个丁坝下游发生水面跌落现象，即充分发挥每一个丁坝的作用，
47、又能保证两坝之间不发生冲刷；每一个丁坝的作用，又能保证两坝之间不发生冲刷；丁坝间距丁坝间距L L应使绕过上一个坝头之后形成的扩散水应使绕过上一个坝头之后形成的扩散水流的边界线，大致达到下一个丁坝的有效长度流的边界线，大致达到下一个丁坝的有效长度LP的末的末端，以避免坝根的冲刷（图端，以避免坝根的冲刷（图9-139-13），此关系一般是：），此关系一般是：LP=2L0/3 L=（23）LP（凹岸段）L=（35）LP（凸岸段）式中：式中：LO坝身长度；坝身长度；LP丁坝的有效长度；丁坝的有效长度；L 间距。间距。丁坝间距大一些，可节省建筑材料，但在丁坝区丁坝间距大一些，可节省建筑材料，但在丁坝区内
48、可能发生横流，从而破坏沟岸。丁坝的理论最大间内可能发生横流，从而破坏沟岸。丁坝的理论最大间距距Lmax，可按下式求得：可按下式求得：式中：式中：水流绕过丁坝头部的扩散角，据实验水流绕过丁坝头部的扩散角，据实验 =66；B，b为沟道及丁坝的宽度。为沟道及丁坝的宽度。2maxbBctgL（2 2）丁坝的布置形式）丁坝的布置形式 丁坝多设在沟道下游部分，必要时丁坝多设在沟道下游部分，必要时也可在上游设置也可在上游设置(图图9-14)9-14)，一岸有崩，一岸有崩塌危险，对岸较坚固时，可在崩塌地塌危险，对岸较坚固时，可在崩塌地段起点附近，修一道非淹没的下挑丁坝，将山洪引段起点附近，修一道非淹没的下挑丁
49、坝，将山洪引向对岸的坚固岸石，以保护崩塌段沟岸。向对岸的坚固岸石，以保护崩塌段沟岸。对崩塌延续很长范围的地段，为促使泥沙淤积，对崩塌延续很长范围的地段，为促使泥沙淤积，多做成上挑丁坝组，以加速淤沙保护崩塌段的坡脚，多做成上挑丁坝组，以加速淤沙保护崩塌段的坡脚，最好在崩塌段的下游的末端再加置一道护底工程，以最好在崩塌段的下游的末端再加置一道护底工程，以防止沟底侵蚀使丁坝基础遭破坏；在崩塌段的上游起防止沟底侵蚀使丁坝基础遭破坏；在崩塌段的上游起点附近，则修筑非淹没丁坝。丁坝的高度，在靠山一点附近，则修筑非淹没丁坝。丁坝的高度，在靠山一面宜高，缓缓向下游倾斜到丁坝头部。面宜高，缓缓向下游倾斜到丁坝头
50、部。（3 3）丁坝轴线与水流方向的关系）丁坝轴线与水流方向的关系 丁坝轴线与水流方向的夹角大小不同，对水流结丁坝轴线与水流方向的夹角大小不同，对水流结构的影响也不同，主要表现在两个方面：就绕流情构的影响也不同，主要表现在两个方面：就绕流情况而言，以下挑丁坝为最好，水流较顺，坝头河床况而言，以下挑丁坝为最好，水流较顺，坝头河床由绕流所引起的冲刷较弱；上挑丁坝坝头流态混乱由绕流所引起的冲刷较弱；上挑丁坝坝头流态混乱，坝头河床由绕流所引起的冲刷较强。，坝头河床由绕流所引起的冲刷较强。就漫流情况而言，则以上挑丁坝为最好，水流就漫流情况而言，则以上挑丁坝为最好，水流在漫越上挑丁坝之后，形成沿坝身方面指向
