内河通航河道护坡设计浅析.pdf

第5期
广东水利水电
2013年5月
GUANGDONG WATER RESOURCES AND HYDROPOWER
May 2013
内河通航河道护坡设计浅析
盛军,张昌宏2,李风珍,肖志乔
(1.上海千年城市规划工程设计股份有限公司,上海201108;
光明食品(集团)有限公司,上海200040;
3.上海市水利工程设计研究院有限公司,上海200062)
摘要:内河航道的传统护坡采用的是抗冲刷性較强、安全性、耐久性較好的硬质护岸,但其景观性、生态性较差;近
年来随着生态护坡技术的发展,生态护坡逐浙应用于内河航道上。但对于一些自然条件恶劣的、流态复杂的航道,生态
护坡的应用受到了一定的限制,因此在实际航道工程中应注重生护坡和传统护坡结合的联合式护坡的应用。
关键词:内河航道;生态护坡;联合式护坡;设计浅析
中图分类号:U617.8文献标识码:B文章编号:1008-0112(2013)05-0063-02
概况
3)减少波浪淘刷
近年来许多大、中型城市越来越重视对城市水利
4)与邻近地区建筑物和环境相协调;
的兴建,投人了大量的资金,通过综合整治,提高了
5)易于维护和修复。
城市的防洪除涝、通航、供水、排污、灌溉能力,改2.2护坡护砌范围的确定
善了城市环境川。
船行波造成的冲刷是平原河网内河航道护岸设计
内河航运是我国综合运输体系的重要组成部分,的关键因素。船行波是船舶在河道中航行时所激起的
发展内河航运对于构建两型社会、转变发展方式、促一种水面波动,其起因有别于风浪,当船速较高,对
进地区经济的发展意义重大。尤其作为国际航运中心于堤坡,能起剧烈的淘刷作用。船舶航行时,河道堤
的上海,在“十二五规划”期间内河水运工程将迎来又坡承受下列三种因素的综合作用:①船舶与岸坡间的
一个建设高峰。至“十二五”末,上海将基本建成“连水体,以高速向后流动;②船舶与岸坡间的水位陡然
接苏浙、对接海港”的内河高等级航道网框架,基本下降;③船舶航行将激起的船行波。
建成内河航运支持保障系统框架。
在内河航道特别是水深较大,额定最大船速较高,
内河航道的快速发展,对航道护坡也提出了更高船舶往来频繁,两岸土质较差的河道中,必须采取适
的要求。如何在既能满足航道的航运功能、防治岸坡当的护坡措施,以抵御各种因素特别是船行波的冲蚀
淘刷的同时,能够使航道护岸更加生态、环保、自然,作用,避免土体冲刷后沉积在河道中影响航运,为确
使“水上高速”亦能够成为“生态廊道”,成为越来越多保航运畅通和河道边坡的稳定,河道边坡在船行波影
航道护坡整治思考的重点
响范围内须作保护措施,设置护坡。故对于航道护坡
本文在研究了传统的航道护坡及生态护坡特点的工程,其最主要的即为护砌范围的确定。
基础上,针对白然条件复杂、流态复杂的内河航道,
通常以船行波为岸坡坍塌为主要原因的内河航道,
提出了综合利用传统护坡和生态护坡的优点的联合式防护范围可按最高通航水位以上1.5倍波高值和最低
护坡。
通航水位以下1.5倍波高值之间确定。
2内河航道护坡的设计要点
3内河航道护坡特点
2.1护岸工程设计遵循的原则25
31传统护坡的特点
1)根据海岸、河岸动力作用特点进行防护;
传统的航道护坡工程着重强调了航道的航运功能
2)利于岸濰稳定;
及河道的防洪、排水功能,护坡设计主要从力学的角
收稿日期:2013-03-22;修回日期:2013-04-18
作者简介:盛军(1981-),男,本科,工程师,从事水利工程设计与研究。
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2013年5月第5期
盛军,等:内河通航河道护坡设计淺析
No5 May 2013
度考虑了边坡的稳定性及护坡的抗冲刷性。故传统护
生态护坡与传统护坡在內河航道上的结合应用
坡大多采用护坡能力较强的砌石、钢筋砼等斜坡式、4.1结合生态型与传统型护坡的联合式护坡
挡墙式硬质护坡结构形式。其优点在于其抗冲刷性较
由于航道护坡形式的设计受多种因素影响,既要
强,护坡效果好,有效防止了水土流失,并且结构的考虑施工条件、地质情况、航道等级、水文条件等
安全性、耐久性较好。但其缺点亦很突出,硬质的护还要考虑安全性、经济性等,因此有时单纯的生态护
坡结构不仅景观效果上单调、生硬,使航道沿线毫无坡很难满足部分航道护岸的设计要求,尤其对于口宽
生机,不利于长期往来于航道上的船民生活;而且破较窄的内河限制级航道。故本文提出对于部分复杂航
坏了航道系统的生态性,不利于航道系统生态多样性道,秉着安全、生态、自然、环保、经济的设计基本
的构造及生态修复功能的发挥。
理念,考虑综合利用传统护坡和生态护坡各自的优点
3.2生态护坡的特点
设计成联合式护坡。
生态护岸是现代河道整治的发展趋势9,目前生
联合式护坡既利用了传统式护坡的抗冲刷性,又
态型的护坡已逐渐应用于内河航道整治中,也取得了吸收了生态护岸的生态景观功能,充分发挥了两者的
定的成绩,例如三维土T网、绿化砼、生态石笼优势性。联合式护坡通常在常水位以下由于植物难以
等已应用于多个通航河道。
成活,生态型护坡使用受限,可设计成传统式的砌石、
内河航道通常的生态护坡形式有植被生态护钢筋砼护坡,对于常水位以上采用抗冲刷性较好的生
岸、笼石结构生态护岸、土工网复合植被护岸、植被态性护坡,实现航道的景观性。以下为上海某航道的
型生态混凝土护岸等。生态护坡优点在于航道的景观设计实例。
性更好,更加有利于滨岸及陆域、水域的生态系统的4.2工程实例
平衡,更利于人与自然的和诺发展。但生态护坡也存
某河道规划为Ⅳ级航道,河道设计断面见图1所
在不足,对于自然条件恶劣、河势变化剧烈河段以及示,河床①2层冲填土(砂质粉土)和②)3灰色砂质粉土
水下岸坡的防护,生态护岸的应用受到一定限制。
层的渗透性较大,抗冲刷能力差,为了满足施工期间
调水要求,该段工程也不能完全断流施工。
15002-67500
制团
本次实搞臣
高水位3,75r
导示柱长20n
设计常水个250~20r
1500
EE00:0 000
计位2Cn
中70项复水
C0亲格
25朝挂长150
现泥可线
00Z
C米
北液开也线
图1河道设计新面(单位:高程m;长度mm)
由于该工程河道靠近出海闸,由水力计算和水工
护坡设计重点考虑适合非断流施工的抗冲刷护岸
整体模型试验结果可知河道流速较大,沿程流速变化结构形式。具有一定抗冲能力且合适干施工的护坡结
范围为0.85~1.22m/s,均大于河道的不冲流速0.4
构一般有干砌块石、浆砌块石、六角螺母体、砼连琐
0.68m/s;依据船行波计算,河道主要需护砌范围块等。价格上干砌块石与六角螺母体基本相当,都比
为3.60~1.51m高程;该工程设计最高水位为较便宜,砼连锁块相对较贵,而干砌块石、浆砌块石
3.75m;因此,护砌范围为3.80m高程以下护坡。
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