河道整治建筑物

穩(wěn)定或改善河勢,調(diào)整水流所修建的水工建筑物。亦稱河工建筑物。常用的有丁壩、磯頭、護(hù)岸、順壩、鎖壩、樁壩、榪槎壩等。河道整治建筑物可以用土、石、竹、木、混凝土、金屬、土工織物等河工材料修筑，也可用河工材料制成的構(gòu)件，如梢捆、柳石枕、石籠、榪槎、混凝土塊等修筑。

類型按材料和期限分為輕型（臨時性）建筑物和重型（永久性）建筑物；按照與水流的關(guān)系可分為淹沒建筑物、非淹沒建筑物，透水建筑物和實體建筑物以及環(huán)流建筑物。

實體建筑物、透水建筑物在結(jié)構(gòu)方面差異很大。實體建筑物不允許水流透過壩體，導(dǎo)流能力強，建筑物前沖刷坑深，多用于重型的永久性工程。透水建筑物允許水流穿越壩體，導(dǎo)流能力較實體建筑物小，建筑物前沖刷坑淺，有緩流落淤作用。環(huán)流建筑物是設(shè)置在水中的導(dǎo)流透水建筑物，又稱導(dǎo)流裝置。它是利用工程設(shè)施使水流按需要方向激起人工環(huán)流，控制一定范圍內(nèi)泥沙運動方向，常用于引水口的引水和防沙整治。

布置與作用河道整治建筑物就岸布設(shè)，可組成防護(hù)性工程，防止堤岸崩塌，控制河流橫向變形；建筑物沿規(guī)劃治導(dǎo)線布設(shè)，可組成控導(dǎo)性工程，導(dǎo)引水流，改善水流流態(tài)，治理河道。

!! ①丁壩：從岸、灘修筑凸出于水中的建筑物，以挑移主流，保護(hù)岸、灘。丁壩一般成組布設(shè)，可以根據(jù)需要等距或不等距布置。但不宜單獨建一道長丁壩，因易導(dǎo)致上下游水流紊亂，又易受水流沖擊而遭破壞，還可能影響對岸安全。按丁壩軸線與河岸或水流方向垂直、斜向上游、斜向下游而分別稱為正挑、上挑、下挑丁壩。為減少丁壩間的沖刷并促淤,非淹沒丁壩采取下挑式,其交角一般為30°～60°；淹沒丁壩采取上挑式。受潮流和倒灌影響的丁壩須適應(yīng)正逆水流方向交替發(fā)生而采用正挑式。兩丁壩的間距大小以其間的河岸不產(chǎn)生沖刷為度，一般凹岸密于凸岸,河勢變化大的河段密于平順河段。壩長與間距之比,一般凹岸為1～2.5,平順段為2～4。丁壩壩頭形式有圓頭、斜線、拋物線型以及丁壩、順壩相結(jié)合的拐頭型（圖1）。在中國將短的丁壩稱作磯頭又稱垛或堆，作用是迎托水流，保護(hù)岸、灘。按迎托水流要求，磯頭的平面形狀有人字、月牙、磨盤、魚鱗、雁翅等形式(圖2),垂直水流方向的長度一般為10～20m。磯頭之間中心距一般為50～100m。

!! ②順壩：具有束窄河槽、導(dǎo)引水流、調(diào)整河岸的作用。大致與水流方向平行布置，常沿治導(dǎo)線在過渡河段、凹岸末端、河口、洲尾、分汊等水流分散河段布設(shè)。順壩壩根嵌入岸、灘內(nèi)，壩頭可與岸相連或留缺口，通常在順壩與岸之間修格壩防沖促淤。

③鎖壩：可用于堵塞河道汊道或河流的串溝。堵串（汊）目的主要有：塞支強干、集中水流、增加水深利于航運，防止汊道演變?yōu)橹髁饕鸫蟮暮觿葑兓?。鎖壩可布置在汊道進(jìn)口、中部或尾部，根據(jù)地形、地質(zhì)、水文泥沙、施工條件擇優(yōu)確定方案。（見航道整治）

④護(hù)岸：用抗沖材料直接鋪護(hù)在河岸坡面上，可布置為長距離連續(xù)式，也可布置在丁壩或磯頭之間防止順流或回流淘刷。

結(jié)構(gòu)大體分為實體建筑物和透水建筑物兩大類。

實體建筑物分為兩類。一類用抗沖材料堆筑成壩，稱抗沖材料堆筑壩，如堆石丁壩(圖3)、石籠壩、柳石壩等。在沙質(zhì)河床上建壩時,可先鋪沉排護(hù)底。另一類以土為壩體，用抗沖材料護(hù)坡、護(hù)基（腳），稱土心實體壩。實體建筑物一般多為土心實體壩，如黃河、長江即大量使用。土心實體壩常用護(hù)坡、護(hù)基的材料和結(jié)構(gòu)有以下幾種。 ①塊石結(jié)構(gòu)：為世界各河流普遍采用。具有適應(yīng)河床變形、施工簡易靈活、能分期實施、逐步加固等優(yōu)點。塊石護(hù)岸一般由拋石護(hù)腳(根)及其上部護(hù)坡兩部分組成。護(hù)坡有拋石、漿砌石、干砌石等幾種結(jié)構(gòu)，各河流采用的形式不盡相同。護(hù)坡的坡度范圍為1:0.3～1:3；護(hù)腳部分的坡度為1:1.2～1:3。采用坡度的陡緩，視護(hù)岸的高低、地基情況而定。塊石鋪砌厚度一般為 0.3～1.0m，塊石與土心壩體之間設(shè)沙石反濾層。一般近岸流速3m/s，采用塊石直徑0.2～0.4m，塊石重30～150kg。

②柳石結(jié)構(gòu)：有柳石枕和柳石摟廂兩種形式。柳石枕捆枕方法一為散柳包石捆扎；一為先捆成小柳把，再包石捆扎。枕的直徑一般為0.7～1.0m,長3～15m。柳石摟廂是埽的一種改進(jìn)。埽工是中國一種古老的河工結(jié)構(gòu)形式，在中國黃河的搶險和堵口中常用，即由秸（或葦、梢料）和樁、繩分層按照規(guī)格盤結(jié)壓土沉至河底而成,根據(jù)不同的整治要求作成各種形狀的埽段。柳石摟廂（圖4）一般有用船或浮枕做工作臺兩種作法。先在岸上打樁布纜網(wǎng),在纜網(wǎng)上鋪柳枝厚0.5～1.0m，壓石0.2～0.3m，再置柳枝厚0.3～0.4m，將繩纜摟回拴于岸上的頂樁。照此逐坯加廂，直至追壓沉至河底，上部壓石或土封頂,迎水面拋枕護(hù)根。摟廂寬度一般2～4m，摟廂長度視裹護(hù)需要而定。柳石體積比7:3。當(dāng)石料缺乏時，可以用淤土塊代石；柳缺乏時，可以崗材、蘆葦、竹子代替。柳石結(jié)構(gòu)主要優(yōu)點是體積大，有柔韌性，防護(hù)效果好，可就地取材，節(jié)約石料和投資。主要缺點是暴露在水面以上部分易損毀，使用壽命不及塊石。

③混凝土塊護(hù)面結(jié)構(gòu)：混凝土塊形狀可呈方形或六角形，厚度在0.05～0.5m。把堤、岸削成緩坡，上鋪沙石反濾層，其上即可鋪混凝土塊。其優(yōu)點是可預(yù)制、施工快，形狀整齊美觀，堅固耐用，主要用于基礎(chǔ)較穩(wěn)定的堤岸防護(hù)風(fēng)浪。

④石籠:用鉛絲、竹篾、荊條做成各種籠狀物體,內(nèi)填塊石、礫石或卵石，網(wǎng)格的大小以不漏石為度。施工時,可將這些物體依次從河底往上緊密排放,護(hù)住堤岸或丁壩的坡、腳。常用于堤岸、丁壩枯水位以下護(hù)腳。優(yōu)點是體積大、抗沖力強，小塊石也能利用。

⑤沉排：常用于實體建筑物護(hù)腳或護(hù)底。其特點是面積大,維修工作量小,整體性強，柔韌性好，易適應(yīng)河床變形，隨著水流沖刷排體外河床，排體隨之下沉，可保護(hù)建筑物根基。但沉排結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，施工技術(shù)性強。柴排是一種常用結(jié)構(gòu)，由塘柴、柳枝或小竹子扎結(jié)成排體，上壓塊石做成。1952年，中國在南京浦口長江沿岸做了大規(guī)模的沉排護(hù)岸工程。鉸接式混凝土沉排形如簾子，由混凝土構(gòu)件連接成一定規(guī)格的排體，從岸坡端起向水域鋪設(shè)至設(shè)計寬度。排體鉸接比較柔軟，能適應(yīng)河床變形。鋪放排體的岸坡坡度一般削為1:2.5～1:3，排端一般在枯水位處或稍下?？菟灰陨习镀聮亯K石護(hù)坡。1931年美國密西西比河中、下游開始采用鉸接式混凝土沉排，并總結(jié)出水下用鉸接式混凝土沉排，水上拋石是最適宜的形式，已廣泛應(yīng)用。1984年中國長江武漢河段天興洲采用了鉸接混凝土板-聚酯纖維布沉排,由起反濾和抗沖作用的聚酯纖維布與其上壓的鉸接混凝土板組合而成。

⑥土工織物：70年代以來在歐洲、美洲、日本等一些國家廣泛應(yīng)用化纖非織造布替代砂石作反濾層。人造纖維織成的用來灌注水泥砂漿或混凝土的袋狀柔性模具，稱為模袋。使用模袋充灌水泥砂漿或混凝土構(gòu)成坡面防護(hù)結(jié)構(gòu)的模袋護(hù)坡，也在推廣應(yīng)用。用化纖織物長管袋充灌砂、卵石做護(hù)岸工程，也在有些地方采用。

實體建筑物修建后都要經(jīng)受水流淘刷，有的用沉排護(hù)底，有的隨著河床變形需搶修、加固到?jīng)_刷坑的相應(yīng)深度，坡面也要不斷維修，以適應(yīng)水流，才能較為穩(wěn)定。

透水建筑物主要有以下幾種結(jié)構(gòu)。

①樁壩：這是一種較常用的透水建筑物，可由單排或數(shù)排樁組成。最早在緩流淺水處使用木樁壩，有緩流落淤效果。垂直樁壩的樁，打入河底部分占樁長的2/3，樁的上部以橫梁聯(lián)系。斜樁壩以三根樁為一群，上部用竹纜或鉛絲綁扎在一起，排間連以縱橫連木，基礎(chǔ)可用沉排保護(hù)或在樁式壩內(nèi)填石料保護(hù)。樁壩現(xiàn)已發(fā)展用鋼筋混凝土樁壩，用水沖鉆或震動打樁機(jī)打樁，樁長及樁入土深度均可增加，由于抗沖能力大可用于河道主流區(qū)（圖5）。

②榪槎：用三根或四根桿件（桿件可為木料、鋼材、鋼筋混凝土等），一頭綁在一起，另一頭撐開，每兩根桿件中間用橫桿聯(lián)系固定，做成架子，稱為榪槎。榪槎內(nèi)鋪板壓以重物（石塊或柳石、柳淤包），排列沉于河底修筑成透水（也可不透水）的榪槎壩，可作丁壩、順壩、鎖壩等，適用于砂卵石河床且水深較淺處。中國岷江在古代就使用榪槎截流引水灌溉，后來廣泛用于修建截流、導(dǎo)流、分流工程。

③沉樹：用石塊等重物系于樹干上,沉至河底,作成透水建筑物,利用樹冠上的枝梢,緩流防沖(圖6)。沉樹分立式、臥式、立臥結(jié)合、串聯(lián)式等。中國黃河常用掛柳的辦法來防御風(fēng)浪對岸、灘的拍擊，效果較好。即將樹干用繩系在河岸木樁上,樹冠枝梢飄浮于水面,消殺風(fēng)浪，防護(hù)河岸。

④編籬:在河底上打入一排或數(shù)排木樁,用柳枝、柳把或篾把編在木樁上,形似籬笆,構(gòu)成透水壩。有單排編籬、雙排編籬或多排編籬透水的丁壩、順壩、鎖壩，主要適用于中、小河流中水、枯水河槽的整治。

⑤植樹：在堤岸前灘地上種植護(hù)岸林帶（其寬度以不影響行洪為原則），對防御風(fēng)浪拍擊堤岸有明顯作用。在堤根洼地、河灘串溝做活柳樁（將柳樹的根部種植于土中）壩，也可緩流落淤，防沖固堤。

參考書目

武漢水利電力學(xué)院河流動力學(xué)及河道整治教研室編著：《河道整治》，中國工業(yè)出版社，北京，1965。

武漢水利電力學(xué)院河流泥沙工程學(xué)教研室編著：《河流泥沙工程學(xué)》,新一版,上冊、下冊，水利電力出版社，北京，1983。