国内外内河航道护岸型式及发展趋势

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国内外内河航道护岸型式及发展趋势

来源: | 作者:hlgkjs | 发布时间: 2014-03-20 | 764 次浏览 | 分享到:

国内外内河航道护岸型式及发展趋势

国内外内河航道护岸型式及发展趋势

传统的内河航道护岸工程，考虑到船行波冲刷、船舶碰撞等问题，结构型式多为刚性结构，主要采用浆砌或干砌块石结构、现浇或预制混凝土结构、钢筋混凝土结构或现在比较流行的土工模袋混凝土结构等。这些类型的护岸在防止水土流失方面作出了较大成绩，但是，型式单一，生态性差，景观效果不理想，资源耗费严重。针对这些突出问题，国内外专家探索了一些新的护岸结构型式。

1 国内新型护岸型式

江苏、浙江、上海都是国内内河航运比较发达的省市，因而在护岸型式的探索上一直走在国内前列。

1.1江苏省新型护岸型式

(1)京杭运河两淮段生态护岸。江苏在京杭运河两淮段部分航道利用原本就生长茂盛的芦苇进行了生态护岸试验。航道疏浚拓宽后，在沿岸水边线、浅水区芦苇缺少或分布稀少的零星区域，进行培植移栽，以保护滩面、净化水质，并适当栽植黄菖蒲等水生植物。易冲刷的凹岸低洼滩地，通过柳树桩加土筑坝的措施形成防波子堤，在堤四周边坡植柳，构筑周边柳树林带、中间为湿洼地，形成自然风光带。防洪大堤高差较大的边坡采用空心砖护面，内部裸露的土壤植草，以便防止水土流失，加强护坡能力。这种型式的护岸在满足运河航运功能的基础上，因地制宜地营造生态景观，既节省了投资，又达到了生态环保的效果。

(2)宿迁城区段生态护岸。宿迁城区段航道整治中，根据城区段河面相对较宽的有利条件，在低水位与常水位之间的滩面和水下边坡上，种植2～5m的芦苇带，并铺设块石护面；在常水位以上采用块石砌筑直立式低挡墙。当挡墙较高时，考虑两栖动物的生存，采用台阶式布置。河岸侧种植灌乔木，在宽阔地带人造湿地，在池塘中种植水生植物净化水质，通过人行道、景观桥、亲水平台的景观构筑物，构筑一条滨河景观走廊。

(3)桩基斜坡式护岸。在泰州建口线南官河段西岸，做了总长100.8m的桩基斜坡式试验段。该种护岸型式结构简单，可通过工厂化进行预制桩板的生产，施工快速便捷，用料省占地少。施工不受水位高低的变动影响，施工期基本不影响船舶的正常通行。但其工程特性还需实践检验。

1.2浙江省新型护岸型式

(1)透水性预制砼沉箱式护岸。结合浙北平原地区航道的实际情况，浙江选取透水性预制砼沉箱式护岸。

断面型式，于2004年初在湖嘉申线湖州段航道建设工程安丰塘桥进行了1km试验。透水性预制砼沉箱式护岸的主要特点是采用预制砼沉箱形成护岸墙体，箱内可填土绿化，强化护岸透水性，再造湿地环境，为动植物生长提供条件，挡墙迎水面设计镂空花纹，既美观又便于水中小生物的吸附，有利于小鱼小虾的生存，并基本实现工厂化制作和机械化施工，提高了施工质量和速度；引入椰丝毯用于航道边坡防护，利用其透水、短期不腐蚀、长期可降解的特性，在保证岸坡透水性、抗冲刷的同时，为植物生长提供良好的环境，有利于水位变化段岸坡的植被覆盖。但是地质条件不能太差，因为安放沉井时需保证不会产生不均匀沉降。

透水性预制砼沉箱式护岸，占地少、结构合理、工厂化制作j减少了石矿的开采量和矿产资源的消牦，实现了利用小型机械和半机械化施工的目的，提高了施工，效率和保证工程质量，在强调经济性的同时，通过强化绿化，充分体现了江南水乡的秀美，使航道护岸整体感官效果有很大改善。这种护岸结构型式充分体现了航道工程的生态建设理念，有效保持、改善了航道沿岸的生态环境，社会经济和环境效益明显，在平原河网的航道建设中有良好的推广应用前景。

(2)混凝土劈离块护岸。嘉兴市为了保护不可再生的石料资源，更好地防止水土流夫，嘉兴航区在国内率先将混凝土护面劈离块技术运用到航道护岸建设中。作为一种新型建筑材料，混凝土劈离块具有技术先进、质量可靠的优点，其设计寿命可达75～lOOa，即使受损需要修复，凿除破损处补以同样的块体，灌实混凝土等之后即可使护岸恢复原样。更为重要的是，混凝土劈离块可以利用电炉渣等工业废料作为制作材料，既可就地取材降低生产成本，又可减少对环境的破坏和工业污染，对保护环境和不可再生的石料资源具有重要意义。另外，新型护面砌块材料的表面采用了劈离工艺处理，使其呈现天然装饰石料特有的效果。新型护岸既具保护河岸、防止水土流失的功能，又能保护生态、美化环境。同时，在护岸前增铺块石护脚和米字形消浪块，既可起到减弱船行波和防冲刷的效果，也为水边的生物提供了活动场所。

新型混凝土劈离块护面技术解决了传统的浆砌块石结构存在的优质块石需求量大、工艺落后、施工效率低、质量难于控制、外观单一、易损坏和维修困难等难题，具有施工简单方便，质量容易控制；便于工厂化生产；成本较低，效益好；维修方便，使用寿命长；类似天然石料，景观效果好等优点。试验段的工程质量优良，外形美观，立体感强，并具有古典式石质砌体的质感效果，成为南郊河工程的一大亮点。

(3)挡板式护岸。嘉兴市通过对护岸断面的优化研究，提出了挡板式护岸型式。这种挡板式护岸的主要特点是挡板面水，且深入土中，可防船行波冲刷，避免了岸坡塌方；抗滑性能好，挡板和带齿底板能较好地抵抗滑移；抗倾性能好，结构重心在岸侧，有利于抗倾覆变形；开挖土方少，同时可在不断航情况下利用开挖土方筑低围堰，然后用深沟锹施工，使挡板埋深至最低冲刷线以下，确保护岸的使用寿命和防护效果。采用浆砌块石直立墙形式，自身比较稳定，既能经受船只的撞击，又可避免斜坡式护岸因下部填土冲刷淘空而坍塌；由于底板上抬，减少了挡土墙断面，节省了材料，结构简单，施工简便快速，成本低；质量可靠，工程寿命长，也容易维修，减少了疏浚工作。对于水位变化幅度小的内河航道非常适用。从现有工程的状况看，在中等或中等以上土质和结构高度不高条件下，挡板式护岸结构是安全的，有条件推广应用。

(4)预制砼连锁块铺面型式护岸。浙江首次从国外引进并采用了预制砼连锁块铺面型式(ARTILOC)，用于原始地面较高的地段。预制砼连锁块铺面系统能方便快速安装，铺设在土工布上。每一个块体都有6块块体相互咬合，从而使整个铺面形成一个整体。作为防止土壤冲刷的有效措施，它具有稳定性好、持久耐用、可植草改善生态环境等优点。

1.3上海新型护岸型式

上海目前正针对多个试点开展生态型或景观型护岸研究。绿化混凝土植被护岸是上海内河航道护岸中的一种新型护岸。混凝土植被护岸满足结构要求，满足生物多样性的需求，增强水体自净能力，保障水体与土壤的渗透交换，绿化混凝土造价与普通混凝土基本相同，是一种较为经济合理的生态型护岸。

2 国外新型护岸型式

2.1美国德克萨斯州科伯斯克里斯提航道混凝土连锁护面块结构

在美国德克萨斯州科伯斯克里斯提航道，由于船行波淘刷严重，导致岸坡不断崩塌，过去20a采用了各种护岸技术效果都不理想，最后选用了混凝土连锁护面块结构。混凝土连锁护面块一般用于岸坡的防护，尤其是多用于水位变动的区域，如岸坡内侧马道附近：所谓连锁块，即由预制的块体并排嵌套契合而组成，块与块之间相互搭接，与干砌块石相近。单块的体积、重量都较小，以便手工操作，能够适应岸坡的变形，而且块体与块体之间可以种植植物，保护生态环境的意识十分之强。

2.2布雷克诺克郡和蒙默思郡运河上的椰子纤维卷护岸技术

在南威尔士的布雷克诺克郡和蒙默思郡运河200m的岸线上，为了阻止运河岸坡的侵蚀，并创建一道自然的水边风景带，环境友好型的椰子纤维卷护岸技术得到了采用。这种椰子纤维卷是用椰子的外皮制成的，并且在里面种上生命力很强的当地植物，然后用剑麻把椰子纤维卷系紧在栗子树木桩上，离开正在流失的岸边一段距离，最后在椰子纤维卷和马道之间填上从该段运河中挖出的淤泥，形成了一道新的河岸。接着要在淤泥里种上当地的植物，一旦新的河岸形成后，运河边上的马道就要拓宽并用好的石头重新铺面。这种护岸技术具有很好的生态效益，可以为运河的各种野生动植物提供栖息地：另外，除了偶尔的补种以外，这种护岸基本不需要进行维护，而且椰子纤维卷和栗子树木桩最后都会降解掉。

在英国最繁忙的兰戈伦运河航道上，也采用过椰子纤维卷的护岸技术。

2.3越南广义省的香根草护岸

越南的广义省是一个滨海城市，当地的年降雨量相当之大，运河岸坡侵蚀现象相当严重。当地曾经采用刚性护岸结构，不成功，因为岸坡属于沙性土而且水流流速太大。最后通过实验测试了香根草护岸的可能性。通过2a时间在9个试验点的实验证明，香根草完全适合当地的水流情况。香根草护岸技术与混凝土护岸技术相比的一个最大的优点就是可以大幅度的节省工程造价并且减少护岸的长期维护。

3 内河航道护岸型式发展趋势

3.1基于生态理念的新型护岸应运而生

在设计理念上，以往的内河航道护岸工程，主要考虑河道防冲刷、抗碰撞等性能要求，结构型式多为刚性结构，而很少去考虑河道与周边历史环境、社会环境、生态环境及人文环境的统一。所以出现有些治理后的河道与周围的环境不相协调，河道的环境条件模式化，生物种类单一化，并带来相当严重的环境问题。

近年来，国内外对航道整治护岸型式提出了新理念。欧美国家提出了“自然设计方法”，提出了全新的“亲近自然河流”概念和“自然型护岸”技术，日韩等国提出“与自然亲近的治河工程”等理念。所谓“自然型护岸”技术，就是放弃单纯的钢筋混凝土结构，改用无混凝土护岸或钢筋混凝土外覆土植被的非可视性护岸。德国的莱茵河，现在正进行着河流回归自然的改造，将水泥堤岸改为生态河堤，重新恢复河流两岸储水湿润带。世界各国一些示范性工程正在建设，一些河流生态工程咨询与技术开发公司也应运而生。

生态型护岸在国外已有较广泛的应用。随着国民经济的不断发展，人们环保意识的不断提高，我国已开始越来越注重生态型护岸的建设。交通部把新型护岸型式的研究列入“十一五”示范工程项目。

根据护岸所采用材料的不同，将生态护岸分为以下3种型式：自然原型护岸、自然型护岸以及多自然型护岸。自然原型护岸指只采用种植植被保护河岸、保持自然堤岸特性的护岸。主要采用乔灌混交，发挥乔木与灌木的自身生长特性，充分利用高低错落的空间和光照条件，以达到最佳郁闭效果；同时利用植物舒展而发达的根系稳固堤岸，增强其抵抗洪水、保护河堤的能力。自然型护岸不仅种植植被，还采用石材、木材等天然材料，以增强堤岸的抗冲刷能力。如在日常水位线以下采用石笼、木桩或干砌块石，其上筑一定坡度的土堤，斜坡上乔灌草相结合，固堤护岸。主要型式有大型护坡软件排和干砌块石或打木桩等。多自然型护岸是在自然型护岸的基础上采用混凝土、钢筋混凝上等材料加强抗冲能力的一种新型生态护岸型式，多自然型护岸较之自然原型护岸和自然型护岸具有更强的抗水流冲刷能力，能抵御更大速度的水流冲刷。同时也具备其它生态护岸所共有的生态效应、景观效应和自净效应。因此，它是目前使用最为广泛的一种生态护岸型式。主要型式包括纤维织物袋装土护岸、面坡箱状石笼护岸法、高效三维网液压喷播植草法、骨架内植草法、植被型生态混凝土法以及土壤固化剂法等；

3.2基于全寿命周期的经济合理型护岸工程

浙江省在开展湖嘉申线湖州段内河航道治理精品示范工程项目过程中，提出了护岸工程全寿命周期成本的慨念，即从设计开始，就要结合工程投资、使用寿命、产生效益方面综合论证，使投资效益实现真正意义上的最大化。护岸建设工程必须坚持建设、养护中的全寿命周期成本理念，适当加大先期投入，减少后期养护费用，延长使用寿命。

以往的很多护岸建设工程在进行护岸结构型式的选择时，往往只考虑到尽量减少工程的一次性投资，面忽略了护岸建成以后的养护管理费用的投入以及护岸的使用寿命等，结果导致有些护岸工程建成不久就每年都要投入大量人力、物力进行修复维护，甚至发展到后来无法进行修复而只能重新建造新的护岸。

3.3基于资源节约型的护岸工程

护岸工程的建设需要占用大量的土地及材料资源，所以在进行护岸结构型式的选择时，资源节约型的护岸结构型式已经成为了发展趋势。为了减少土地资源的占用，尽量减小城镇拆迁和对沿线厂矿企业的影响，护岸结构在城镇段一般都是选择直立式或半直立式的断面。

在材料方面，为了减少传统护岸型式对石料的大量需求，正在积极探索新型材料来替代块石，如浙江省嘉于硖线南郊河航道上的混凝土劈离块护面，就是将电炉渣、细石、碎石砂、水泥等材料按一定比例搅拌、振动、加压和劈离以后得到的新型材料，混凝土劈离块利用电炉渣等工业废料作为制作材料，既可就地取材降低生产成本，又可减少对环境的破坏和工业污染，对保护环境和不可再生的石料资源具有重要意义。

3.4护岸结构的优化

在内河航道改造工程中，护岸工程一般占整个工程总概算的40％左右(与跨航道桥梁工程量等有关)，因此在内河航道改造工程设计中，交通主管部门和业主对护岸结构优化的要求强烈。对护岸断面进行优化以尽可能的减少工程造价也是内河航道护岸结构型式的一大发展趋势。

针对内河航道重力式护岸结构，浙江省交通规划设计研究院开展了护岸结构型式的优化研究，其优化措施主要包括：加大底板前趾、后踵悬臂长度；减薄底板厚度；加深前趾深度；改进倒滤棱体；增设摆石等。通过这些措施，使护岸结构得到了优化，降低了工程造价，也方便了施工，质量也容易控制。