江河崩岸课件

1、江河崩岸课件江河崩岸课件5.1 崩岸的定义及危害 5.2 崩岸的类型与成因 5.3 崩岸治理的主要方法 5.4 存在的问题5.5 部分研究简介5江河崩岸25.1 崩岸的定义及危害 5江河崩岸45.1 崩岸的定义及危害 一、崩岸的定义二、崩岸的危害5江河崩岸35.1 崩岸的定义及危害 一、崩岸的定义二、崩岸的危害5.1崩岸的定义和危害一、崩岸的定义崩岸是指岸坡临水面土体崩落的险情。崩岸实际上也是一种滑坡，崩岸涉及土体性质与外加荷载等复杂条件。但与常见滑坡问题不同，崩岸研究涉及的边界更加复杂，诱发因素更多样，而水流起着重要的作用，循环淘刷以及非稳定渗流等因素都将加剧崩岸灾害的形成。5江河崩岸45.

2、1崩岸的定义和危害一、崩岸的定义崩岸是指岸坡临水面土体5.1崩岸的定义和危害5江河崩岸二、崩岸的危害我国大江大河许多地方河势不稳定，岸线崩塌现象十分普遍；崩岸造成的危害非常严重。在平原冲积河流中，崩岸是一种很重要的侧向演变过程，而且占有很大的比重。在长江中下游，崩岸长度占长江中下游全部江岸35.17%；黄河下游河道，滩岸崩塌也占很大比例。55.1崩岸的定义和危害5江河崩岸二、崩岸的危害我国大江大在长江防洪工程中，除堤基管涌之外，崩岸是威胁防洪工程堤防安全的第二大问题。有些河段河道弯曲，深泓贴岸，堤外无滩或滩窄，发生崩岸就将危及堤防安全，故有“崩岸即崩堤”之说。据不完全统计，19931998年期

3、间，全国洪灾造成的直接经济损失高达10500亿元，而崩岸是其中的主要灾害之一。1998年在长江、嫩江、松花江发生全流域洪水的情况下，崩岸险情就高达500多处，不仅使两岸大片土地流失，而且还造成堤防开裂，严重危及防洪大堤的安全，同时破坏了河势的稳定。5.1崩岸的定义和危害5江河崩岸二、崩岸的危害6在长江防洪工程中，除堤基管涌之外，崩岸是威胁防洪工程堤防安全地段湖北湖南江西安徽江苏上海总计河岸长度/km16101581417518133493822崩塌长度/km40271833005162091582崩塌率%254559376460411998年长江中下游各省市干流河岸崩塌情况统计 长江干堤湖南段

4、崩岸险情 7地段湖北湖南江西安徽江苏上海总计河岸长度/km1610158直接影响江岸稳定，使沿岸土地、建筑物塌落江中，造成土地流失严重。崩岸还将直接威胁江河堤防的安全：一方面是崩岸使堤外滩宽度趋于狭窄，构成大堤基础的江岸直接遭受主流顶冲或局部淘刷；另一方面，崩岸往往会造成堤基渗漏，一旦遇到剧烈洪水则可能出现堤防崩决的险情。一些河段的崩岸还可能使河势朝着不利的方向发展。崩岸是河道泥沙的主要来源之一，大量的砂土流入江河，造成淤积量大幅增加，严重影响河道发展演变，同时严重影响航道畅通。5.1崩岸的定义和危害5江河崩岸二、崩岸的危害8直接影响江岸稳定，使沿岸土地、建筑物塌落江中，造成土地流失严长江湖北

5、枝江段崩岸 荆江河段南五洲崩岸9长江湖北枝江段崩岸 荆江河段南五洲崩岸111998年嘉鱼县牌洲湾河埠段发生崩岸险情荆江大堤文村夹段出现崩岸险情 101998年嘉鱼县牌洲湾河埠段发生崩岸险情荆江大堤文村夹段出现5.2 崩岸的类型与成因 一、崩岸的类型二、崩岸的影响因素5江河崩岸115.2 崩岸的类型与成因 一、崩岸的类型二、崩岸的影响因5.2崩岸的类型与成因5江河崩岸一、崩岸的类型按照产生的力学机理及变形的程度，可以将崩岸归纳为3 大类型：侵蚀型、崩塌型、滑移型。其中崩塌型和滑移型是崩岸的主要方式。125.2崩岸的类型与成因5江河崩岸一、崩岸的类型按照产生的5.2崩岸的类型与成因5江河崩岸一、崩

6、岸的类型1.侵蚀型多发生于岸坡土体结构较好、抗冲性能强的较顺直河段岸坡，多出现在岩质、硬土质及少量单一粘性土层的岸坡地段。侵蚀型1 原岸坡地形线 2 现岸坡地形线12135.2崩岸的类型与成因5江河崩岸一、崩岸的类型1.侵蚀型5.2崩岸的类型与成因5江河崩岸一、崩岸的类型2.崩塌型岸坡在水流冲刷、浪蚀等作用下，一定范围的土体与原来整体的岸坡土体分离并产生以垂直运动为主的破坏方式；它的显著特点是垂直位移大于水平位移，并与土体的自重直接相关，其分布范围大、涉及岸线长。它可进一步划分为冲刷浪坎型、坍塌后退型、塌陷型3 类。145.2崩岸的类型与成因5江河崩岸一、崩岸的类型2.崩塌型(1) 冲刷浪坎型

7、(3) 塌陷型崩塌型1 原岸坡地形线 2 现岸坡地形线 3 地下水位 4 溶洞(2) 坍塌后退型2112312415(1) 冲刷浪坎型(3) 塌陷型崩塌型1 原岸坡地形线 (25.2崩岸的类型与成因5江河崩岸一、崩岸的类型2.滑移型岸坡土体在自重力、地下水及水位变化、水流等因素共同作用下，沿某一软弱面产生的一种以水平运动为主的破坏形式。按照滑移面的部位及空间形态、滑移后的岸坡地表形态及作用方式的差异将其分为整体滑移型和牵引式滑移型两类。(2) 牵引式滑移型(1) 整体滑移型滑移型1 原岸坡地形线 2 现岸坡地形线 3 地下水位 5 软弱泥化夹层1323125165.2崩岸的类型与成因5江河崩岸

8、一、崩岸的类型2.滑移型5.2崩岸的类型与成因5江河崩岸二、崩岸的影响因素岸坡破坏是水流淘刷河岸、岸坡崩塌交替作用反复循环的一个过程河岸崩塌破坏的影响因素众多，问题复杂，故至今对其产生机理尚不十分清楚，在防治措施方面大多仍凭经验采用传统的方法。因此，进一步加强对崩岸机理的研究，探索其形成原因和规律，对护岸减灾和江河治理具有重大的现实意义现有研究普遍认为，江河水流对河岸的直接冲刷，特别是坡脚的淘刷是产生崩岸的重要原因。主流顶冲直接作用于河岸，将导致岸坡水下倾角增大，下滑力矩增加，或河水淘刷坡脚造成的坡体临空面增大，崩滑土体重力造成岸坡失稳破坏。175.2崩岸的类型与成因5江河崩岸二、崩岸的影响因

9、素岸坡破5.2崩岸的类型与成因5江河崩岸二、崩岸的影响因素1.水流因素（1）水流的侵蚀作用。（2）主流顶冲。（3）弯道环流动力作用。（4）高低水位的突变作用。185.2崩岸的类型与成因5江河崩岸二、崩岸的影响因素1.水汛期，由于风浪的作用，使得水流的流向和流态异常复杂，水流对岸坡的冲刷极为严重，易导致岸坡失稳。除崩岸外，黄河、长江的一些河段还常常发生窝崩。窝崩的发生具有短时性、突发性等特点。窝崩与一般意义上的崩岸成因不同，窝崩的发生与江（河）岸可液化土的组成密切相关。由于河床、岸坡的土体可液化，因此当岸坡土体液化到一定程度时，土体的平衡被打破，岸坡土体发生整体塌落而形成窝崩。5.2崩岸的类型与

10、成因5江河崩岸二、崩岸的影响因素1.水流因素19汛期，由于风浪的作用，使得水流的流向和流态异常复杂，水流对岸江新洲试验工程处在崩岸严重地段，施工中岸坡整好不久，在桩号16+420处不到半天就 崩出一个半圆形的大窝，窝口长50m，最大水深5m 20江新洲试验工程处在崩岸严重地段，施工中岸坡整好不久，在桩号15.2崩岸的类型与成因5江河崩岸二、崩岸的影响因素2.地质地形因素地质因素主要指岸坡土质特性、耐冲刷性能。它关系到岸坡土层结构、土体的孔隙比等因素，是决定岸坡土体抗滑稳定的内在因素，即岸坡的组成条件越好，抗冲刷能力就越强。地形因素主要指岸坡的坡比、岸坡与常年水位的相关因素。215.2崩岸的类型

11、与成因5江河崩岸二、崩岸的影响因素2.地5.2崩岸的类型与成因5江河崩岸二、崩岸的影响因素3.河床边界条件是指与河道有密切关系的周边条件，包括河宽、水深，洲滩分布。一般而言，河床的演变总是朝着有利于其相对平衡的方向发展。某岸的淤积使得河宽变窄，河道为保持其平衡状态，必然要朝着恢复其平衡河宽的状态发展，这样只有通过另一岸的崩塌才可实现。因此，河岸的崩塌与河床的边界条件密切相关。225.2崩岸的类型与成因5江河崩岸二、崩岸的影响因素3.河人类活动包括岸坡开垦、围滩造田、岸坡承重、航船等等。人类活动使岸坡受力不均带来的危害是明显的。人类的其他活动也将促使崩岸的形成。例如现代城市化的高速发展，工业、民

12、用、商业建筑大量的兴建，使得工程施工大量开挖近岸河沙；用地紧张造成土地开发的大肆扩张形成的突加荷载；水工建筑物的大量修建对河流河势的剧烈影响，来水来沙条件的变化等都会造成崩岸灾害。5.2崩岸的类型与成因5江河崩岸二、崩岸的影响因素4.人类活动因素23人类活动包括岸坡开垦、围滩造田、岸坡承重、航船等等。人类活动5.2崩岸的类型与成因5江河崩岸二、崩岸的影响因素5.综合分析影响因素量化分析的研究也成为新兴课题。纵向水流冲刷、弯道环流作用、回流淘刷、河弯曲率、河床组成、河岸组成、滩槽高差位于影响因素排位的前列，影响权重分别为0.265、0.143、0.095、0.088、0.088、0.048、0.

13、048 含沙率和渗流也有重要影响245.2崩岸的类型与成因5江河崩岸二、崩岸的影响因素5.综5.3 崩岸治理的主要方法一、抛石护脚法二、模袋混凝土防护法三、丁坝导流法四、塑枕防护法五、沉排防护法六、墙式防护法七、混凝土护岸八、透水框架技术5江河崩岸255.3 崩岸治理的主要方法一、抛石护脚法二、模袋混凝土防向崩岸处抛投石块，使被冲刷的坑底与岸边连线保持较缓的坡度，防止水流直接冲刷岸边土体。该法具有施工简单、可分期实施的特点，是使用最普遍的一种方法。但是抛石护脚容易受水流绕流冲刷而形成走失，有资料表明某抛石工程在完工一个月之后抛石走失近40%，情况十分严重。崩岸除险加固前，应进行水下地形测量，弄

14、清水下冲刷的深度和范围。5.3崩岸治理的主要方法5江河崩岸一、抛石护脚法26向崩岸处抛投石块，使被冲刷的坑底与岸边连线保持较缓的坡度，防土工布上抛石后的情况 27土工布上抛石后的情况 29二、模袋混凝土防护法5.3崩岸治理的主要方法5江河崩岸模袋混凝土是用具有一定强度和透水性的土工织物做成模袋，然后在模袋里充灌具有一定流动性能的混凝土或砂浆。在灌注压力的作用下，混凝土或砂浆中多余的水分被挤出模袋，凝结后即形成高密度的固结体模袋混凝土。采用模袋混凝土护脚，其整体性较好，施工工艺比较简单，但模袋混凝土容易发生断裂，而且造价比抛石护脚法高。28二、模袋混凝土防护法5.3崩岸治理的主要方法5江河崩岸模

15、长江江阴段模袋防护 29长江江阴段模袋防护 31铺设完毕的模袋混凝土30铺设完毕的模袋混凝土32三、丁坝导流法5.3崩岸治理的主要方法5江河崩岸长江航道丁坝抢险工程实例 31三、丁坝导流法5.3崩岸治理的主要方法5江河崩岸长江航道采用丁坝导流在一定程度上可以稳定河势，改变近岸流态，减弱水流冲刷。对于需要重点保护的部位如古文物、重要建筑，该方法较好。采用丁坝导流，虽然能够稳定河势，但也破坏了河道中原有的水流结构。同时也对岸坡的稳定性造成了一定的威胁。该法曾是长江中下游河道采用的主要形式，后经过理论探讨和实践证明，丁坝有效保护岸线的范围有限，它强行使水流转向，扰乱了水流流场，在坝头边形成涡流将基础

16、砂石不断旋出流失，淘刷基础形成巨大的冲坑而引起失稳并导致护岸工程的失稳和破坏。三、丁坝导流法5.3崩岸治理的主要方法5江河崩岸32采用丁坝导流在一定程度上可以稳定河势，改变近岸流态，减弱水流这种防护方法是在土工织物中充填沙土进行护脚。在流速较大的部位，可将多个单枕串联起来进行抛投。采用塑枕防护法的造价较低，制作简单，但维护加固比较困难。塑枕所用的土工布应强度高、抗老化，满足枕体抗拉、抗剪、耐磨的要求。土工布的孔径应满足保护充填物的要求。在岸坡较陡、岸床坑洼多或有块石尖锐物、停靠船舶，以及施工时水流不平顺，流速大于1m/s之处，不宜抛塑枕。5.3崩岸治理的主要方法5江河崩岸四、塑枕防护法33这种

17、防护方法是在土工织物中充填沙土进行护脚。在流速较大的部位沉排包括铰链排、软体排、柴排。其中铰链排整体性较强，具有较强的工程耐久性。它集柔性与整体性于一身，能较好地适应河床受水流冲刷而出现的调整，能确保坡脚的稳定，并且基本上不需要维修，但其造价比抛石要高得多。柴枕和柴排是传统的护岸形式，造价低，可以就近取材，各地都有许多经验。但是因为施工技术复杂，护脚工程中已较少使用。特别因其与老的护脚工程不易均匀连接以保护坡脚和床面，故一般不用于加固。5.3崩岸治理的主要方法5江河崩岸五、沉排防护法34沉排包括铰链排、软体排、柴排。其中铰链排整体性较强，具有较强铺设中的框格型充沙模袋（软体排）35铺设中的框格

18、型充沙模袋（软体排）37上铺0.3m厚的压排石柴排在松花江护岸工程中的应用36上铺0.3m厚的压排石柴排在松花江护岸工程中的应用38正在沉入江中的混凝土排 37正在沉入江中的混凝土排 39这种方法是采用类似于挡土墙的方法进行护岸，其造价较高。墙式防护法一般适用于重点堤段的崩岸防治。在河道狭窄、堤外无滩容易受水流冲刷、保护对象重要、受地形条件或已建建筑物限制的崩岸堤段，常采用这种方法除险加固。一般为重力式挡土墙护岸，它对地基要求较严，造价也较高。墙式护岸的结构形式，一般临水侧可采用直立式，背水侧可采用直立式、折线式、卸荷台阶式等。在满足稳定要求的前提下，断面尽量小些，以减少占地。墙体材料可采用钢

19、筋混凝土、混凝土和浆砌石等。5.3崩岸治理的主要方法5江河崩岸六、墙式防护法38这种方法是采用类似于挡土墙的方法进行护岸，其造价较高。墙式防该方法是传统的防止江水或雨水冲刷岸坡的方法，可以采用现浇或预制混凝土护面。混凝土板内按照一定间距留有排水管以利于砂垫层中的水排向坡外。通常混凝土内配有钢筋，同时下部铺有粉细砂垫层与土工布相连接。其主要缺点是护面和坡面之间的反滤砂垫层容易受风浪淘刷，导致整个结构的破坏。5.3崩岸治理的主要方法5江河崩岸七、混凝土护岸39该方法是传统的防止江水或雨水冲刷岸坡的方法，可以采用现浇或预5.3崩岸治理的主要方法5江河崩岸七、混凝土护岸现在国内外又开始倾向于钢筋混凝土

20、自锁块护岸。它是由钢筋混凝土锚桩、框架梁、排水盲沟、土工布垫层和预制自锁块构成。钢筋混凝土锚桩和框架梁一起构成组合梁系，增加了护坡工程的整体稳定性。预制自锁块下增设了排水盲沟和土工布垫层，改善了护坡体的排水性能，增强了岸坡土体的自身稳定。405.3崩岸治理的主要方法5江河崩岸七、混凝土护岸现在国内江心洲洲头北侧部分原始崩岸地形 41江心洲洲头北侧部分原始崩岸地形 43护坡工程后的近岸水流比较平稳 42护坡工程后的近岸水流比较平稳 44近年来，江西省水利科学研究所推广的四面六边透水框架技术得到快速发展。框架群能降低岸边流速，改岸边局部冲势为不冲或淤势，从而达到稳定河道，保护堤岸的目的。经过西北水

21、利科学研究所、江西省水利科学研究所、河海大学水力学试验所反复模型实验研究，并在长江、黄河20余项实验工程的检验，技术趋于成熟。目前已在长江九江东升堤和彭泽金鸡堤段运用，取得了较好的成效。5.3崩岸治理的主要方法5江河崩岸八、透水框架技术43近年来，江西省水利科学研究所推广的四面六边透水框架技术得到快5.4 存在的问题一、存在的问题二、两类方法的比较5江河崩岸445.4 存在的问题一、存在的问题二、两类方法的比较5江5.4存在的问题5江河崩岸一、存在的问题国内外学者对江河崩岸的研究不断深入，但是仍未形成成熟的理论体系。主要存在以下问题：各学科的研究对崩岸的定义不够明确，没有被普遍认可的定义，因此

22、对其机理研究较少；经验分析居多，理论探索不够深入，同时模型试验较少：研究手段过于单一，成果不够显著；以个别区域江河崩岸的研究为主，很少有详尽资料的汇总、整理归纳，缺乏总结性的研究；水力学、土力学等学科研究之间交流、融合不够。455.4存在的问题5江河崩岸一、存在的问题国内外学者对江河5.4存在的问题5江河崩岸二、两类方法的比较岩土工程学科治理思路目前从强化岸坡抗冲刷能力角度考虑；依据传统方案和改进措施，仍然需要将岸坡坡面都覆盖起来，降低了岸坡体的排水性能，而且经济成本难以大幅降低。水力学学科治理思路，则从调整水流结构角度考虑。但水工措施不仅经济成本尚居高不下、阻水作用大、影响泄洪能力，而且其有

23、效性严重地囿于上游水流流态，难以在河流崩岸治理中普遍使用。465.4存在的问题5江河崩岸二、两类方法的比较岩土工程学科5.5 部分研究简介 一、模袋排帘技术二、工作原理三、主要特点四、模型试验验证5江河崩岸475.5 部分研究简介 一、模袋排帘技术二、工作原理三、1模袋排体、2土工布帘、3浮筒、4透沙窗、5加筋带5.5部分研究简介5江河崩岸一、模袋排帘技术国家发明专利通过一审实用新型专利获批（谢立全、于玉贞、单宏伟）481模袋排体、2土工布帘、3浮筒、4透沙窗、5加筋带5.5部5江河崩岸一、模袋排帘技术5.5部分研究简介模袋排帘是一种江河岸坡的“柔性保护技术”。崩岸治理中，需要多个模袋排帘在沿

24、着水流方向（纵向）按一定的间距布置，安放在易被冲刷岸坡坡面上，每个排帘尽可能垂直于水流方向。模袋排帘作用效果图 495江河崩岸一、模袋排帘技术5.5部分研究简介模袋排帘是一模袋排帘模型图 50模袋排帘模型图 525.5部分研究简介5江河崩岸二、工作原理由河道中水流流速可知，模袋排帘的土工布帘将岸坡底部大部分水流导向上部，小部分底部水流通过透沙窗进入布帘的背水面，并产生横轴漩涡，形成低流速回旋流区，进而对排帘下游岸坡起到减少或防止冲刷的作用。模袋排帘工作原理图515.5部分研究简介5江河崩岸二、工作原理由河道中水流流速从水流泥沙的垂线浓度分布来看，水面泥沙浓度低，越接近水下岸坡坡面泥沙浓度越高。上游来沙通过布帘底部的透沙窗，进入并淤积在回旋流区，最终随时间推移在该回旋流区淤积成一个沙丘。5.5部分研究简介5江河崩岸二、工作原理模袋排帘工作原理图52从水流泥沙的垂线浓度分布来看，水面泥沙浓度低，越接近水下岸坡充沙（或混凝土等）