河道整治建筑物布置与作用

稳定或改善河势,调整水流所修建的水工建筑物。亦称河工建筑物。常用的有丁坝、矶头、护岸、顺坝、锁坝、桩坝、杩槎坝等。河道整治建筑物可以用土、石、竹、木、混凝土、金属、土工织物等河工材料修筑，也可用河工材料制成的构件，如梢捆、柳石枕、石笼、杩槎、混凝土块等修筑。

类型按材料和期限分为轻型（临时性）建筑物和重型（永久性）建筑物；按照与水流的关系可分为淹没建筑物、非淹没建筑物，透水建筑物和实体建筑物以及环流建筑物。

实体建筑物、透水建筑物在结构方面差异很大。实体建筑物不允许水流透过坝体，导流能力强，建筑物前冲刷坑深，多用于重型的永久性工程。透水建筑物允许水流穿越坝体，导流能力较实体建筑物小，建筑物前冲刷坑浅，有缓流落淤作用。环流建筑物是设置在水中的导流透水建筑物，又称导流装置。它是利用工程设施使水流按需要方向激起人工环流，控制一定范围内泥沙运动方向，常用于引水口的引水和防沙整治。

布置与作用河道整治建筑物就岸布设，可组成防护性工程，防止堤岸崩塌，控制河流横向变形；建筑物沿规划治导线布设，可组成控导性工程，导引水流，改善水流流态，治理河道。

!! ①丁坝：从岸、滩修筑凸出于水中的建筑物，以挑移主流，保护岸、滩。丁坝一般成组布设，可以根据需要等距或不等距布置。但不宜单独建一道长丁坝，因易导致上下游水流紊乱，又易受水流冲击而遭破坏，还可能影响对岸安全。按丁坝轴线与河岸或水流方向垂直、斜向上游、斜向下游而分别称为正挑、上挑、下挑丁坝。为减少丁坝间的冲刷并促淤,非淹没丁坝采取下挑式,其交角一般为30°～60°；淹没丁坝采取上挑式。受潮流和倒灌影响的丁坝须适应正逆水流方向交替发生而采用正挑式。两丁坝的间距大小以其间的河岸不产生冲刷为度，一般凹岸密于凸岸,河势变化大的河段密于平顺河段。坝长与间距之比,一般凹岸为1～2.5,平顺段为2～4。丁坝坝头形式有圆头、斜线、抛物线型以及丁坝、顺坝相结合的拐头型（图1）。在中国将短的丁坝称作矶头又称垛或堆，作用是迎托水流，保护岸、滩。按迎托水流要求，矶头的平面形状有人字、月牙、磨盘、鱼鳞、雁翅等形式(图2),垂直水流方向的长度一般为10～20m。矶头之间中心距一般为50～100m。

!! ②顺坝：具有束窄河槽、导引水流、调整河岸的作用。大致与水流方向平行布置，常沿治导线在过渡河段、凹岸末端、河口、洲尾、分汊等水流分散河段布设。顺坝坝根嵌入岸、滩内，坝头可与岸相连或留缺口，通常在顺坝与岸之间修格坝防冲促淤。

③锁坝：可用于堵塞河道汊道或河流的串沟。堵串（汊）目的主要有：塞支强干、集中水流、增加水深利于航运，防止汊道演变为主流引起大的河势变化。锁坝可布置在汊道进口、中部或尾部，根据地形、地质、水文泥沙、施工条件择优确定方案。（见航道整治）

④护岸：用抗冲材料直接铺护在河岸坡面上，可布置为长距离连续式，也可布置在丁坝或矶头之间防止顺流或回流淘刷。

结构大体分为实体建筑物和透水建筑物两大类。

实体建筑物分为两类。一类用抗冲材料堆筑成坝，称抗冲材料堆筑坝，如堆石丁坝(图3)、石笼坝、柳石坝等。在沙质河床上建坝时,可先铺沉排护底。另一类以土为坝体，用抗冲材料护坡、护基（脚），称土心实体坝。实体建筑物一般多为土心实体坝，如黄河、长江即大量使用。土心实体坝常用护坡、护基的材料和结构有以下几种。 ①块石结构：为世界各河流普遍采用。具有适应河床变形、施工简易灵活、能分期实施、逐步加固等优点。块石护岸一般由抛石护脚(根)及其上部护坡两部分组成。护坡有抛石、浆砌石、干砌石等几种结构，各河流采用的形式不尽相同。护坡的坡度范围为1:0.3～1:3；护脚部分的坡度为1:1.2～1:3。采用坡度的陡缓，视护岸的高低、地基情况而定。块石铺砌厚度一般为 0.3～1.0m，块石与土心坝体之间设沙石反滤层。一般近岸流速3m/s，采用块石直径0.2～0.4m，块石重30～150kg。

②柳石结构：有柳石枕和柳石搂厢两种形式。柳石枕捆枕方法一为散柳包石捆扎；一为先捆成小柳把，再包石捆扎。枕的直径一般为0.7～1.0m,长3～15m。柳石搂厢是埽的一种改进。埽工是中国一种古老的河工结构形式，在中国黄河的抢险和堵口中常用，即由秸（或苇、梢料）和桩、绳分层按照规格盘结压土沉至河底而成,根据不同的整治要求作成各种形状的埽段。柳石搂厢（图4）一般有用船或浮枕做工作台两种作法。先在岸上打桩布缆网,在缆网上铺柳枝厚0.5～1.0m，压石0.2～0.3m，再置柳枝厚0.3～0.4m，将绳缆搂回拴于岸上的顶桩。照此逐坯加厢，直至追压沉至河底，上部压石或土封顶,迎水面抛枕护根。搂厢宽度一般2～4m，搂厢长度视裹护需要而定。柳石体积比7:3。当石料缺乏时，可以用淤土块代石；柳缺乏时，可以岗材、芦苇、竹子代替。柳石结构主要优点是体积大，有柔韧性，防护效果好，可就地取材，节约石料和投资。主要缺点是暴露在水面以上部分易损毁，使用寿命不及块石。

③混凝土块护面结构：混凝土块形状可呈方形或六角形，厚度在0.05～0.5m。把堤、岸削成缓坡，上铺沙石反滤层，其上即可铺混凝土块。其优点是可预制、施工快，形状整齐美观，坚固耐用，主要用于基础较稳定的堤岸防护风浪。

④石笼:用铅丝、竹篾、荆条做成各种笼状物体,内填块石、砾石或卵石，网格的大小以不漏石为度。施工时,可将这些物体依次从河底往上紧密排放,护住堤岸或丁坝的坡、脚。常用于堤岸、丁坝枯水位以下护脚。优点是体积大、抗冲力强，小块石也能利用。

⑤沉排：常用于实体建筑物护脚或护底。其特点是面积大,维修工作量小,整体性强，柔韧性好，易适应河床变形，随着水流冲刷排体外河床，排体随之下沉，可保护建筑物根基。但沉排结构比较复杂，施工技术性强。柴排是一种常用结构，由塘柴、柳枝或小竹子扎结成排体，上压块石做成。1952年，中国在南京浦口长江沿岸做了大规模的沉排护岸工程。铰接式混凝土沉排形如帘子，由混凝土构件连接成一定规格的排体，从岸坡端起向水域铺设至设计宽度。排体铰接比较柔软，能适应河床变形。铺放排体的岸坡坡度一般削为1:2.5～1:3，排端一般在枯水位处或稍下。枯水位以上岸坡抛块石护坡。1931年美国密西西比河中、下游开始采用铰接式混凝土沉排，并总结出水下用铰接式混凝土沉排，水上抛石是最适宜的形式，已广泛应用。1984年中国长江武汉河段天兴洲采用了铰接混凝土板-聚酯纤维布沉排,由起反滤和抗冲作用的聚酯纤维布与其上压的铰接混凝土板组合而成。

⑥土工织物：70年代以来在欧洲、美洲、日本等一些国家广泛应用化纤非织造布替代砂石作反滤层。人造纤维织成的用来灌注水泥砂浆或混凝土的袋状柔性模具，称为模袋。使用模袋充灌水泥砂浆或混凝土构成坡面防护结构的模袋护坡，也在推广应用。用化纤织物长管袋充灌砂、卵石做护岸工程，也在有些地方采用。

实体建筑物修建后都要经受水流淘刷，有的用沉排护底，有的随着河床变形需抢修、加固到冲刷坑的相应深度，坡面也要不断维修，以适应水流，才能较为稳定。

透水建筑物主要有以下几种结构。

①桩坝：这是一种较常用的透水建筑物，可由单排或数排桩组成。最早在缓流浅水处使用木桩坝，有缓流落淤效果。垂直桩坝的桩，打入河底部分占桩长的2/3，桩的上部以横梁联系。斜桩坝以三根桩为一群，上部用竹缆或铅丝绑扎在一起，排间连以纵横连木，基础可用沉排保护或在桩式坝内填石料保护。桩坝现已发展用钢筋混凝土桩坝，用水冲钻或震动打桩机打桩，桩长及桩入土深度均可增加，由于抗冲能力大可用于河道主流区（图5）。

②杩槎：用三根或四根杆件（杆件可为木料、钢材、钢筋混凝土等），一头绑在一起，另一头撑开，每两根杆件中间用横杆联系固定，做成架子，称为杩槎。杩槎内铺板压以重物（石块或柳石、柳淤包），排列沉于河底修筑成透水（也可不透水）的杩槎坝，可作丁坝、顺坝、锁坝等，适用于砂卵石河床且水深较浅处。中国岷江在古代就使用杩槎截流引水灌溉，后来广泛用于修建截流、导流、分流工程。

③沉树：用石块等重物系于树干上,沉至河底,作成透水建筑物,利用树冠上的枝梢,缓流防冲(图6)。沉树分立式、卧式、立卧结合、串联式等。中国黄河常用挂柳的办法来防御风浪对岸、滩的拍击，效果较好。即将树干用绳系在河岸木桩上,树冠枝梢飘浮于水面,消杀风浪，防护河岸。

④编篱:在河底上打入一排或数排木桩,用柳枝、柳把或篾把编在木桩上,形似篱笆,构成透水坝。有单排编篱、双排编篱或多排编篱透水的丁坝、顺坝、锁坝，主要适用于中、小河流中水、枯水河槽的整治。

⑤植树：在堤岸前滩地上种植护岸林带（其宽度以不影响行洪为原则），对防御风浪拍击堤岸有明显作用。在堤根洼地、河滩串沟做活柳桩（将柳树的根部种植于土中）坝，也可缓流落淤，防冲固堤。

参考书目

武汉水利电力学院河流动力学及河道整治教研室编著：《河道整治》，中国工业出版社，北京，1965。

武汉水利电力学院河流泥沙工程学教研室编著：《河流泥沙工程学》,新一版,上册、下册，水利电力出版社，北京，1983。

①修建河道整治建筑物控制、调整河势:如修建丁坝、顺坝、锁坝、护岸、潜坝、鱼嘴等，有的还用环流建筑物。对单一河道，抓住河道演变过程中的有利时机进行河势控制，一般在凹岸修建整治建筑物，以稳定滩岸，改善不利河弯，固定河势流路。对分汊河道，可在上游控制点、汊道入口处及江心洲的首部修建整治建筑物,稳定主、支汊,或堵塞支汊,变心滩为边滩,使分汊河道成为单一河道。在多沙河流上，还可利用透水建筑物使泥沙沉淀，淤塞汊道。②实施河道裁弯工程:用于过分弯曲的河道。③实施河道展宽工程:用于堤距过窄的或有少数突出山嘴的卡口河段。通过退堤以展宽河道,有的还以退堤和扩槽进行整治。④疏浚:可通过爆破、机械开挖及人工开挖完成。在平原河道，多采用挖泥船等机械疏浚,切除弯道内的不利滩嘴,浚深扩宽航道，以提高河道的通航能力。在山区河道通过爆破和机械开挖，拓宽、浚深水道,切除有害石梁、暗礁,以整治滩险，满足航运和浮运竹木的要求。

河道在行洪、蓄水、航运、水生态保持等方面起到了重要的作用。因此河道的治理也是一项新的严峻的任务。