理论教育 土工织物砂枕护岸技术

土工织物砂枕护岸技术

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:土工织物砂枕(排) 护岸工程具有取材容易,体积和重量大,稳定性好,工程数量与质量容易控制,造价低,对环境影响较小及施工方便等优点,虽然砂枕可随河床的冲刷变形而发生一定调整,但由于其尺寸较大,抗冲性较强,其调整能力明显比块石差,且调整后的砂枕在床面上的形态比较杂乱,有些砂枕间存在空档。另外,砂枕易被船只抛锚所破坏。

土工织物砂枕护岸技术

砂枕护岸工程试验表明[85][10] ,单层均匀铺护时,岸坡因受砂枕保护,开始时免遭冲刷,但坡脚前沿河床及上下游两侧冲刷严重,当坡脚前沿冲刷到一定程度时,局部岸坡明显变陡,附近的砂枕就会失去稳定而下滑;砂枕在坡面上失稳下滑的主要原因是因自身重力引起的,当砂枕的下滑力大于摩擦阻力时,砂枕就会出现失稳现象,即img。一般土工编织袋与床面的摩擦系数f= 0.4~0.5,岸坡坡角α 相应为22°~27°(其边坡系数m为2.5~2.0),因此,在岸坡陡于这一角度时,砂枕容易失稳下滑。当砂枕下滑后,其出露的泥沙又被水流冲刷带走,影响上面砂枕的稳定性,在水流冲刷作用下砂枕不断下滑,由下向上逐层发展,砂枕在岸坡上重新排列。由于砂枕在下滑时受床面地形、重力、水流作用力等多种因素的影响,调整后的砂枕排列较为杂乱(图8-20、图8-21)。在岸坡上层形成无砂枕保护的空白区,空白区在水流作用下冲刷后退,若不及时采取措施,将严重影响砂枕的护岸效果,甚至会出现水流“抄后路”现象。砂枕护岸区的上下游两侧经水流冲刷后,河岸有所凹进,同时引起附近的砂枕向上下游两侧的方向下垂,也影响了护岸工程效果。对于上下游两侧及前沿加抛裹头与防冲石,在水流与泥沙的相互作用下,块石位置不断调整,在砂枕护岸区的两侧及前沿形成新的相对稳定坡度,保护砂枕前沿及两侧免遭冲刷而引起的砂枕下滑,护岸效果较好(图8-22)。

图8-20 砂枕均匀铺护(无防冲石) 试验后破坏情况

图8-21 砂枕不均匀铺护(无防冲石) 试验后破坏情况

图8-22 砂枕不均匀铺护(有防冲石)试验前后近岸河床地形变化图

(a)试验前地形;(b)试验后地形(www.daowen.com)

在砂枕不均匀铺护(覆盖率为70%) 的情况下,试验发现,一方面由于坡脚前沿冲刷而引起砂枕下滑;另一方面,由于砂枕之间存在空隙,当其间泥沙被水流掏刷到一定程度时,其上层砂枕也会因失去稳定而下滑。这两者共同作用使砂枕护岸工程遭到破坏,其破坏程度比单层均匀铺护更严重。在其两侧及前沿加抛裹头与防冲石时,单层不均匀铺护仍会出现破坏现象,主要是由于砂枕袋之间存在空隙,当其间泥沙被水流掏刷到一定程度时,其上层砂枕因失去稳定而下滑。

试验表明,水流强度和水位变化对砂枕护岸工程的影响主要表现为,砂枕前沿的防冲石及河床变形在起始小水深、低流速的情况下,变形速度相对较慢;随着水位的抬高、流速的加大,其变形速度加剧,最终在砂枕前沿形成由块石覆盖的坡度,其变形过程与单级流量的情况是基本一致的,但变形速度存在差异。在落水过程中,砂枕空隙之间的少量泥沙会受内水外渗的影响而被带出,但不影响砂枕护岸工程的稳定性。

土工织物砂枕(排) 护岸工程具有取材容易,体积和重量大,稳定性好,工程数量与质量容易控制,造价低,对环境影响较小及施工方便等优点,虽然砂枕可随河床的冲刷变形而发生一定调整,但由于其尺寸较大,抗冲性较强,其调整能力明显比块石差,且调整后的砂枕在床面上的形态比较杂乱,有些砂枕间存在空档。另外,砂枕易被船只抛锚所破坏。因此,采用砂枕护岸,一方面护岸工程前沿需加备填砂枕或块石(最好为块石,适应河床变形能力强),以适应河床的冲刷变形;另一方面考虑到坡面上砂枕投抛及排列存在一定的随机性,为了使砂枕在坡面上形成相对均匀覆盖层,宜采用双层砂枕量抛护。自20世纪80年代以来,砂枕护岸工程先后在长江中游田家口、天星阁、上车湾新河、七弓岭、后洲、界牌和寡妇夹等岸段使用,取得了一定的效果。砂枕多用于崩岸强度小,水流顶冲不强烈的地段,在水流顶冲强烈段使用较少。

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