近50多年来，长江中下游护岸工程技术处于不断发展与探索的过程，在实践中积累了较丰富的经验［38，39，40］。在护岸工程形式上，由传统的守点工程（包括矶头、丁坝），改进为平顺型护岸，并逐步在工程实践中广泛采用。在护岸材料上，20世纪50～70年代，采用抛石、沉柴排、柴枕等，到80～90 年代开始采用混凝土铰链排、塑护软体排、枕和模袋混凝土等新材料、新技术。同时，对护岸工程的破坏机理、护岸效果和施工方法等方面进行了大量的试验研究。国外在大江河的治理中采用新材料较早，美国于20世纪30～40年代就在密西西比河下游采用了混凝土铰链排。日本多为山区河流，采用丁坝护岸工程的较多。西欧河流中采用软体排护岸工程的较多，护岸工程中运用土工织物较为广泛。

2.2.3.1　护岸的主要工程形式

随着科学技术和工程实践的发展，护岸的工程形式也在不断地改进和完善。护岸工程按布局、结构、形式、材料及与水流关系等的不同可分为各种类型。例如，护岸工程按与水位的关系可分为淹没、非淹没防护工程；按构造情况可分为透水、不透水防护工程；按材料和使用年限可分为永久性、临时性工程；根据是否间断，将主要护岸形式分为连续性（直接）护岸与非连续性（间接）护岸。

1960年2月，美国河道整治和稳定委员会成立了河道稳定工程工作委员会，主要从事收集和分析冲积河道河槽稳定工程施工中的资料，并编写相应的报告。通过对美国境内冲积河流上河槽稳定工程的研究表明，规划中采用两种护岸工程类型，即连续性工程和间断性工程。前者又可分为两部分，即水下沉排和岸坡铺砌。在密西西比河下游，水下沉排由铰接混凝土板组成；而在密西西比河中游及其他河道上，多采用块石、块石护基、铅丝捆梢、木料沉排或铅丝石笼铺底。岸坡铺砌主要采用块石铺砌，有的河道则采用沥青铺砌。

我国幅员辽阔、河流众多，包括自然地理条件、气候条件、水文泥沙特性迥然不同的大小河流，河道特性可以说是千差万别，各河流的护岸传统、护岸工程形式和结构以及工程经验也大相径庭。在这种情况下，我国有关部门根据各江河的河道特性和护岸工程经验，将不同护岸形式归纳为以下五类：坡式护岸、坝式护岸、墙式护岸、桩式护岸和生物护岸等，并在我国国家标准《堤防工程设计规范》（GB 50286—98）中制定了有关护岸工程的技术标准［41］。

（1）坡式护岸。

坡式护岸是沿河流岸坡抵御水流冲刷的防护工程，在长江河道整治中称为平顺护岸，是将构筑物和材料直接铺护在滩岸临水坡面，防止水流对堤岸的冲刷。护岸后，岸线比较平顺。这种防护形式对河床边界的平面形态改变较小，对近岸水流结构的影响也较小，不影响航运。经过几十年护岸工程的实践，平顺护岸越来越广泛地运用于长江中下游干流河道治理工程中，目前已成为长江中下游护岸工程的主要形式。其护岸效果较好，有利于保护堤岸、稳定河势及工程的自身稳定。在水深流急险要岸段、重要城市市区、港埠码头等处更需采用平顺护岸。

平顺护岸工程实施后，基本上没有改变近岸水流的流速场，因而纵横向输沙条件起初并未改变。但由于岸坡受到保护，横向变形得以控制，水流只能从坡脚外未保护的河床上得到泥沙补给，于是坡脚外未护河床受到普遍刷深。在河道较为平顺且崩岸强度不大时，断面形态调整不大。但是在弯道特别是当弯曲曲率较大和崩岸速度较大时，由于护岸坡脚外的冲刷和对岸边滩的淤积，断面流速分布调整较大，断面形态会向窄深发展。平顺护岸不存在由于局部水流结构产生的局部冲刷坑，这一点与坝式护岸具有明显的不同。平顺护岸的维护加固工程量较小，工程经济效益较好［1，42～44］。

（2）坝式护岸。

坝式护岸按平面布置有丁坝、顺坝以及丁坝与顺坝相结合的勾头丁坝，在长江护岸工程中的矶头也可看成一种短丁坝形式。坝式护岸按结构材料与水流、潮流的流向关系可选用透水、不透水，淹没、非淹没，上挑、正挑、下挑等形式。坝式护岸是一种间断性的、重点防护的护岸形式，有干扰水流的作用，在一定条件下常为一些宽河道护岸、海堤滩岸防护所采用。历史上，长江中游的荆江大堤曾采用矶头群护岸工程。在长江河口段江面宽阔、水浅流缓岸段，常采用丁坝、顺坝保滩促淤，保护江堤海塘安全。

实践表明，丁坝护岸工程虽然在建成后可抑制和减缓河岸的崩退速度，并对防冲止坍具有一定的作用。但由于一般丁坝工程的间距较大，有效保护岸线的范围有限，同时丁坝对水流又有强烈的干扰作用，在丁坝前后各形成一个强烈的回流，造成上下游岸坡崩坍，在坝头形成螺旋绕流，掏刷基础形成巨大的冲刷坑而容易引起工程自身失稳，导致护岸工程的损坏和破坏。

矶头群护岸工程和丁坝作用相近。由于矶头突出江岸，容易扰乱近岸的水流结构，产生局部冲刷坑，使矶头和江岸容易失去稳定而产生崩坍。

丁坝护岸形式，在长江口河道宽阔段，水浅流缓，采用丁坝造滩，防止潮汐双向水流对河岸的掏刷，效果十分明显。但是，在主要受到径流作用的水深流急的河弯段，由于丁坝对水流和近岸河床演变带来剧烈的影响，工程的稳定和加固较为困难，甚至会出现垮坝事故。

因此，长江中下游河道在重要城镇、堤外无滩的确保堤段、港口码头岸段不宜采用丁坝和矶头护岸［1，42，43，45］。

黄河下游河道泥沙淤积、河道宽浅、沙滩众多、主流摆动频繁，较普遍地采用了丁坝、垛（短丁坝、矶头）辅以平顺护岸，取得了保护堤岸和“以坝护弯、以弯导流”控制河势的效果。

（3）墙式护岸。

墙式护岸也称重力式护岸，平顺沿堤岸设置，具有断面小、占地少的优点。常用于河道狭窄、堤外无滩、受水流掏刷严重的重要崩岸堤段，如城镇、重要工业区堤岸等。

墙式护岸可分为直立式、陡坡式、折线式、卸荷台阶式等形式。墙式护岸一般宜在较好的地基上采用，如地基承载力不能满足要求时，需对地基进行加固处理，还可在墙体结构上采取适当的措施。墙式护岸基础深，应按防冲要求采取护基、护脚措施，特别在水流冲刷严重的岸段要加强护基、护脚。

墙式护岸沿长度方向需设置变形缝。墙体需设排水孔并作防渗处理。

（4）桩式护岸。

桩式护岸是崩岸险工处置的方法之一。它对维护陡岸的稳定，保护坡脚不受水流的冲刷，保滩促淤等的作用明显。

维护岸坡稳定的阻滑桩可采用木桩、钢桩、预制钢筋混凝土桩、灌注桩等，常在抢险中运用。保护坡脚不受水流掏刷的护岸桩，常与墙式护岸配合使用，一般宜设于砌石脚外的滩面。目前这种护岸桩已逐渐被板桩或地下连续墙所取代。护岸保滩促淤的桩坝常用于多沙河流的护岸。按顺坝形式布置的桩坝，可采用桩间留有适当间隙的成排大直径灌注桩组成；按透水短丁坝群布置的桩坝，可以木桩或预制混凝土桩为骨架，配以编篱、堆石等构成屏蔽。

我国海堤工程有悠久的历史，过去采用桩式护岸较多，如钱塘江堤采用木桩或石桩护岸。黄河下游过去采用过木桩坝，长江口地区采用过桩石护岸，但近年来被钢筋混凝土桩坝或其他形式所取代。沿海地区桩坝促淤保滩工程较多，效果均较好。美国密西西比河中游现还保留不少木桩堆石坝。

钢桩、预制钢筋混凝土桩、大孔径灌注桩等施工比较复杂，用于港口、码头较多，造价也较高，需进行技术经济比较后再合理运用于崩岸除险加固工程中。

（5）生物护岸。

凡有条件采用植被等生物防护措施的岸、滩，可设置防浪林台、防浪林带、草皮护坡等。生物防护措施投资少、易实施，对消浪、促淤、固土保堤等作用显著［46］。我国沿海广泛种植芦竹、杞柳、红树林等，对消浪、促淤、保滩、保堤的效果很好。因此，对于河、湖，在不影响行洪的条件下应广泛种植植被，滨海堤岸滩地更适宜于采用生物防护措施。生物防护也需根据水势、水位（潮位）、流速、风况及当地气候、土壤和水质条件制订规划，按“因地制宜、适地适植、合理布局”的原则实施。

美国在不同的地区，根据当地的环境特性来选用合适的植被。如北大西洋地区，建议使用美国海滩草（American Beachgrass）和苦藜（Bitter Panicum） 等，而在南部海湾地区，则使用海燕麦（Seaoats）和铁道蔓生植物（Railroad Vine）。植被是一种廉价、简单的控制河岸侵蚀的方法，但它不能防止侵蚀，也不能阻止由地下水渗流引起的河岸后退，同时会受气候、土壤特性、盐分等因素的影响。因此，它常和其他护岸工程联合使用。

护岸工程采用的形式与水流条件、河道特性的关系非常密切。河道范围内的地质条件也影响着防护工程的形式和范围。由于护岸措施的工程效果不可能精确估计，所以在选择某一特定河段上的护岸工程时，最好的指导应是该河流上或同类河流上的成功经验。对于不同的河段可能采用不同的护岸形式；即使对于同一河流，因崩岸类型的不同，采用的治理形式也可能不同。

2.2.3.2　国内外护岸材料和护岸技术[15]［44～51］

（1）抛石。

抛石护岸是最常采用的传统方法，具有抗冲能力和自我调整能力强的优点。其材料来源广、价格便宜、施工简单，无论新护或加固均可采用。因此，抛石在长江中下游护岸工程中被广泛采用。目前，在荆江大堤护岸工程中，散抛块石的工程量在各种形式的工程总量中仍占90％以上。抛石的缺点是工程整体性较差，运行期间需加以补充维护。对于河道水深坡缓、流速较小的崩岸段可考虑选用经济有效的小颗粒石料取代尺度较大的块石。江苏省镇江市在镇扬河段和畅洲的护岸采用了较小粒径的块石[16]，安徽省巢湖地区在无为大堤外的惠生堤采用了小粒径的尾矿石进行护岸[17]，均取得了较好的效果。

在工业发达的国家，抛石护岸仍被广泛地应用于河道整治工程中。美国许多中小河流的护岸工程仍在广泛采用趾槽式块石护岸，即在规划的河岸整治线上挖槽填石，待岸线崩塌退至该处后即自动形成防护线。美国密西西比河下游的丁坝在20世纪60年代以前都是采用木桩坝，自1964年起，逐步采用堆石丁坝。经过长期实践，直至20世纪80年代，堆石丁坝仍为航道整治建筑物的主要形式。同期，德国境内莱茵河的整治工程也大量采用了堆石丁坝。

（2）石笼。

石笼是中国常采用的传统结构，经常与抛石护脚结合使用。石笼的运用在欧洲也有100多年的历史。

中国采用过的石笼有竹笼、铅丝笼、木笼、钢筋笼等，其中钢筋笼效果最好；木石笼的整体性强，但较易损坏。过去常用铅丝、竹篾、荆条编笼，现在还采用土工网、土工格栅做成网格笼，内装块石、卵石、砾石构成石笼。网格大小以不漏石为宜，可在坡度较陡的河岸使用。石笼比混凝土或沥青护岸更能适应河床地形。(www.daowen.com)

国外石笼的外笼为镀锌金属丝网篮（为防止海水侵蚀可采用一种聚乙烯外笼），设计成长方形六面体，富有柔性，又不会松脱，折叠成扁平，捆扎运往工地，然后再手工装配成形，可在坡度较陡的河岸中使用。石笼的护岸效果比较稳定。据欧洲有关资料显示，石笼耐久性可达75年之久，并且施工条件简单，适于任何季节施工。

合金钢网柔性石兜也是石笼的一种形式，系选用特种不锈钢丝，以“六角网格”形式编织而成。网石兜为圆形筒状，装填块石后可直接吊装实施抛投。在水流速度不是很大的情况下进行护岸时，采用网石兜系列产品护趾，只需用散抛块石量的1/3，就可以达到很好的防护效果。1999年8月，柔性块体新技术在钱塘江强涌潮地段萧山围垦二十三工段应用；在浙江省衢州市三江治理中，采用网石箱并使用江中卵砾石作填充料，对河岸基础进行加固，有效地阻止了凹岸顶冲和崩岸。

（3）柴枕。

柴枕一般采用一定厚度梢料层或苇料层作外壳，内裹块石或填充泥土、外用铁丝束扎成圆形枕状物，每隔30～50cm捆扎一档，抛在岸坡枯水位以下护脚，上面加压枕石。柴枕以上应接护坡石，柴枕外脚宜加抛块石。

柴枕多用于滩岸抗冲能力差、易发生大型窝崩的护岸段，特别是重点险工段，宜先抛铺柴枕，再抛压枕石。此外，迎流顶冲、崩岸强度大、堤外滩较窄、河床抗冲能力较弱的岸段，也适合抛柴枕。长江中游荆江河段较多采用。

（4）沉排。

沉排是护岸工程护脚、护底的结构形式。沉排面积大、抗冲性强，有整体性和柔韧性，能适应坡面、床面变形，但造价较高、施工技术比较复杂。

密西西比河下游最早在1882～1883年开始使用编柳排，到20世纪40年代为止，先后经历了框架沉排、柳捆沉排、铰接混凝土沉排的发展过程。此外，还采用过加筋沥青沉排、滚筒式柔性混凝土帘护岸。

铰接混凝土板是美国主要用于不稳定河岸的护岸材料，密西西比河下游护岸工程采用得最多。铰接混凝土板沉排的制作和铺设过程可以机械化生产。

我国的沉排主要有柴排、土工织物软体排、铰链混凝土板沉排和模袋混凝土排等。

1）柴排。柴排是用塘柴、柳枝、竹梢先扎成直径12～15cm的梢龙，构成上下对称的“十”字格，中间夹梢料形成排体，上压块石使其下沉，铺护在预定需保护的河床上，抗御水流冲刷。20 世纪50～60 年代柴排采用的比较多，其尺寸可达60m×90m；后主要用于长江河口丁坝和顺坝的护底。目前柴排较少采用。

2）土工织物软体排。选择的土工织物材料应具有质轻、强度高、抗老化、满足枕体或排体抗拉、抗剪要求的特点。它利用土工织物的反滤功能做成沉排铺放在岸坡前受冲的部位，排体随排前河床冲刷的发展可以适应变形，自行调整坡度至稳定坡度，达到护底和护脚、保护岸坡的目的。

国内土工织物作为护岸工程首次在长江下游嘶马段应用。1974 年10 月，江苏省江都县采用聚氯乙烯编织布、上扣混凝土预制块的软体排［9］。20 世纪80年代以来，塑料编织布广泛应用于长江中下游的护岸工程中。湖北省荆州地区在洪湖县田家口、监利县天星阁采用过塑料编织袋土枕及织物枕垫护岸[18]。此后，湖南省华容县也用此法在上车湾新河作护岸[19]。此外，上海市将此护岸材料首先用于海塘工程，在奉贤县护坎工程中采用土工布代替碎石反滤层，在崇明县用土工布替代柴排护底，均取得了较好的效果[20]。

3）铰链混凝土板沉排。铰链混凝土板沉排在长江上是一种新型河道护岸形式。它是通过钢制扣件将预制混凝土板连接并组合成排的护岸结构形式，一般由排体和系排梁组成。自20世纪80年代中期以来，其先后在长江武汉河段天星洲、湖南澧水津市河段、长江镇扬河段等河道护岸工程中被采用，取得了较好效果，积累了一定的经验[21]。1998年长江大洪水后在长江中下游武汉市龙王庙、粑铺大堤、黄广大堤、同马大堤、无为大堤护岸中相继采用，是一种颇有发展前景的护岸形式。

4）模袋混凝土排。模袋混凝土是由上、下两层具有一定强度、稳定性和渗透性的高质量机织化纤布制为模型袋，内充具有一定流动度的混凝土或砂浆，在灌注压力作用下，混凝土或砂浆多余的水分从模袋内被挤出，待凝结后即形成高密度高强度的固结体——模袋混凝土。模袋主要可分为两类：一类是填充混凝土后成为整体式混凝土模袋；另一类是铰接式混凝土模袋，是在一般模袋混凝土基础上发展起来的，它克服了前者柔韧性差的缺点。

20世纪60年代末该技术已在美国纽约阿勒格尼工兵水库大坝的岸坡上使用，70年代中后期开始广泛地应用于航道、港湾码头、道路桥梁和水库大坝等方面。我国模袋混凝土主要用于运河、航道、船闸、海堤等护坡工程，在江河堤防护岸中应用并不很多。近几年来，此项技术开始应用到长江堤防护岸工程中［10］。

（5）混凝土异形块体。

混凝土预制异形块体在海岸防护工程中应用广泛，各类大的异形混凝土块体，如四脚锥体、“工”字形、格栅形、扭工字形、翼形等做海堤防护工程已有很多实例。混凝土预制异形块消浪作用较好，可以减小波浪的爬高，且块体彼此嵌合，容易形成群体，工程十分坚固、耐久，抗御洪潮台风浪灾害能力强。湖南岳阳长江修防处将混凝土异形块重型护岸防冲材料应用于长江下荆江急流顶冲段护岸工程。

混凝土异形块护岸，宜布置在水流顶冲、坡陡、急需加固的弯道凹岸处，并且已有一定粒径较小的材料作底层。

（6）透水体护岸。

透水体在国内外护岸工程中已有多年历史，如杩槎、沉梢等，应用于多沙河流上，其缓流促淤效果很好。

1）沉梢坝。沉梢坝即沉树枝石坝，是用块石系在树枝扎成的树排上，直立地沉在江中必要的地方，组成一种透水坝。对于减缓流速，促使窝塘淤积效果明显，从而起到保护崩岸段的作用，且建成后不易被水冲毁。

1985年以来，我国先后在长江下游镇扬河段的几个窝塘内实施了沉梢坝工程[22]。结果表明，其回淤速度较快，一般只需一个汛期回淤达50％ 以上。1999～2000年在马鞍山小黄洲左缘大窝崩的治理中也应用了沉梢坝技术，取得了成功的经验。

2）四面六边透水框架。框架可以用钢筋混凝土杆件或木（竹）杆件制作，杆长1m，施工时最好将3～4个框架成串抛投。其作用是减速以护岸，即局部改变水流的流态，降低岸边流速，将其降到不冲流速以下，甚至可以降到可以落淤的程度。实践表明，这种护岸框架减速落淤效果很好，自身稳定性也很好，并且不存在基础被冲刷问题。四面六边透水框架群以平顺护岸布置为好。

江西省九江市东升堤实施的钢筋混凝土四面六边透水框架，实测减速率为47％～75％。江西省彭泽县金鸡岭采用毛竹制作的四面六边透水框架，造价仅为钢筋混凝土框架造价的1/3［49］。

3）透水桩坝。透水桩坝是区别于传统实体坝的一种透水体，其主要作用是减缓过坝流速，坝后落淤造滩起到保护崩岸段的作用。它主要是用混凝土制成管桩或钢管桩，然后用潜水钻机造孔沉桩，在需要保护的岸坡前形成一道透水的桩坝，在黄河下游使用取得了很好的效果。

（7）生态型护岸技术。

生态型护岸是河岸防护的新方法，能较好地满足护岸工程的结构要求和环境要求，在旅游地区其综合效益更加显著，可作为永久河岸防护工程。除了起着生态保护作用外，还有结构简单、适应不均匀沉降、施工简便等优点。

目前生态型护岸国外已有较广泛的应用。可分为植被护坡、网笼、笼石挡土墙、网笼垫块护坡、复合植被护坡等。当河岸有植被时，水流对河岸的冲刷程度会有不同程度的降低，它取决于植被的种类和密度。良好的植被可提高土壤的抗剪强度，从而使冲刷率大为降低。据查尔顿（Charlton F. G.）等人的观察资料表明，英国的卵石河流，两岸有成行的树木，河岸崩塌使河道展宽的宽度比没有树木情况下小约30％；对于砂质河流，树木的影响将更大。这说明有植被的河岸要比没有植被的河岸发生崩岸的几率要少。

（8）土工包技术。

高分子工业的发展使土工织物越来越多地应用于护岸工程。该项技术是先将河滩的淤积土通过抓斗、反铲或挖泥船放在一个预先设有土工布的开底船中，然后将土工布缝起来形成一个大包。开底船行至指定位置后将土工包抛入江中。

19世纪50年代，在荷兰沿海海岸的护岸工程中首先应用尼龙纤维制成的砂袋护岸；美国在佛罗里达州海岸的护岸工程采用聚氯乙烯单丝编织物代替传统的砂砾石护岸材料；日本成功地使用尼龙制成织垫和砂袋，以抗御水流的侵蚀。20世纪60年代，土工织物在国外海岸护岸工程中得到了广泛的应用。此技术可以为江岸贴上一层具有一定强度和防冲能力的外坡，具有施工强度高、生产工艺先进、质量易于保证、用于清淤固堤等优点。

（9）其他护岸材料和护岸技术。

国内外还有其他护岸材料和护岸技术，如水泥固化土、水下不分散混凝土、土工锚钉挂网喷混凝土、钢杩槎和土壤固化护坡技术等。此外，20 世纪90年代，印度西孟加拉邦的胡格利（Hooghly）河口附近的纳亚卡偌（Nayachara）岛西岸曾采用外涂沥青的黄麻土工织物作为护岸垫层，上面再加抛石。外涂沥青的黄麻作为合成土工材料已广泛用于印度的护岸工程，其主要优点是经济、取材方便，黄麻土工织物能阻止河岸土壤的移动，且渗透性较好，其缺点是强度随时间推移而减小明显。