河道险工成因及治理方法
段德河
（辽阳市水利排灌管理处 辽宁辽阳 111000）
摘要：分析了河道险工的成因，提出了治理方法。
关键词：河道险工；成因分析；治理方法
正文：河道险工最直接的表现就是堤岸坍塌。根据一般经验，坍塌时常伴随着主溜发生，主溜靠近哪里，哪里就容易发生坍塌。坍塌主要有两种类型：一种叫崩塌，指大块堤岸连顶带坡塌入水中；一种叫滑脱，指部分堤岸向水内发生滑动。这两类险情，以崩塌最为严重。
1． 河道险工成因
1．1 水溜中淘
由于水溜的浪坎，堤岸失去了平衡，因而发生坍塌现象。坍塌经常发生在以下地方：1河槽转变处的凹岸；2大溜顶冲的堤岸；3有丁坝或其他建筑物束窄河槽的地方。
河道的凹岸是主溜集中的地方，流速大，河槽深，并引起横向环流。环流由于水质点离心力的关系，使水压向凹岸，并使水流的上层成为下降水流，以极大的流速猛烈地冲刷凹岸和附近的河底，把冲刷的泥沙携带到凸岸淤成浅滩。结果使凹岸的坡脚变陡或淘空，失去了支持力，因而发生坍塌。河流转折的地方，水溜顶冲堤岸。水流靠近堤岸时形成折冲水流，这样也引起环流，猛烈地冲刷堤岸和河底，在堤岸坡脚下冲成深坑而引起坍塌和滑脱[1]。
垂直的丁坝，有时使水沿坝的上游边直冲堤岸。发生横流时，有的流向与堤岸几乎垂直，水流也直冲堤岸或折向上游。由于流动突然被阻，发生很大的冲击力，时常引起堤岸的崩塌而成灾。
在有丁坝或其他建筑物束窄河道的地方，水位抬高，流速加大，河底刷深；并在丁坝的头部，引起涡流和回流将河底淘深。若丁坝基础破坏时，也会引起丁坝或附近堤岸的坍塌。
1．2 堤岸抗剪强度的减弱
堤岸边坡的抗剪强度与土体的内摩擦力和粘结力有关，而内摩擦力又与土的密度有关。土的密度越大，各土粒间的接触点愈多，摩擦力就越大；粘结力是由土粒间吸引力和胶质体粘结的缘故，密度越大，土壤比较干燥，则其粘结力越大。内摩擦力和粘结力大的时候，边坡就比较稳定。
当堤岸被水浸润以后，土壤孔隙充满了水，密度减小，内摩擦力也减小；且充满水后，水把各土粒隔离较远，并把土协同作战的胶质体溶解，土的粘节力也减小了。在饱和水的粘土中，粘节力可以完全小时，因此，堤岸土体浸湿以后，抗剪力急剧减低。
1．3 堤岸发生裂隙破坏
堤岸经冻结或融化，时常使土壤的表层变松或发生裂缝；粘性土里的水分蒸发，筑堤质量差，也时常使堤岸发生裂缝。当雨水渗入或地下水浸入时，土提就有发生坍塌的可能性。在土体被河水浸泡并经水流、风浪振荡后，更容易发生坍塌。
1．4 水位骤落
当水位急剧下降时，已渗入土内的水，又反向流入河内，使坡面易于滑落；饱和土壤重量增大等许多因素都能促使边坡滑脱或坍塌。
1．5 上提下搓
河道由曲变直，主溜靠岸的地方，大溜一般逐渐移向下游；流经由直变曲，主溜靠岸的地方，大溜逐渐移向上游。河工称此现象为上提下搓。在溜势发生上提下搓时，大溜可能脱离护岸而冲刷对岸，形成淘刷或坍塌[2]。
1．6 地下水的冲刷
地下水经砂层流入河道内时，若砂质轻细，时常随地下水流出，将堤岸基础淘空，也会引起堤岸的坍塌。这种现象多发生在低水位。
2． 河道险工的治理方法
2．1 工程种类及作用
河道险工治理分3类：长丁坝、短丁坝、护岸。
2．1．1 长丁坝
堤身突出水中，迎挑水流离开堤岸，改变原来溜向，掩护以下堤岸滩沿不受水流冲刷。它属于进攻型防御工程，适合于河身较窄，滩沿离堤防较近，而对岸沙滩林立的地方。
长丁坝由坝头、坝身、坝根3本分组成。整个坝提一般用块石砌成，石笼网护，坝底铺设沉排。长丁坝工程一般都是由几道丁坝联合运用或结合护岸工程来运用。
2．1．2 短丁坝
其坝身较短，仅能稍为托溜外移，维护堤岸滩沿安全，不使对岸水流性质发生显著变化。它也属于进攻型防御工程，适用于河身较宽且凹岸岸线不规则的地方。其挑流作用，不能对对岸造成冲击，只是使主溜远离滩沿，防护溜势淘刷，达到保护滩沿的目的。由于短丁坝工程的挑流作用小，且以坝群的形式出现，易形成各坝同时出险而不易抢护，故一般不予单独应用。一般短丁坝与长丁坝联合运用，或结合护岸、护滩工程。
2．1．3 护岸工程
直接修于堤身滩沿坡面，主要起挡风、防止正溜和回流冲刷的作用，属于防守型防御工程。
平顺式护岸，按照水流对岸的作用及气候、施工等条件，可分为上、中、下3层，枯水位以下的为下层工事；设计洪水位加波浪爬高和安全超高以上的为上层工事；两者之间的则为中层工事。下层工事包括护底护脚，总称护脚。护脚工事及其材料须能抵御水流的冲刷，要富有弹性，并易于恢复补充，以适应河床的变形；此外，还须具有耐水浸泡的性能，便于长期发挥作用。护脚工事通常采用块石、石笼、沉枕及沉排等为材料或构件。水下沉排一般铺设柴排。近年来，化纤塑料织物等部分取代了柴排，因为其具有质轻、强度高、耐磨性能强等优点，具有对河床变形的适应性。由于其抗紫外线能力差，易老化，一般用于低水位以下工程。护岸用于保护岸坡，要求建筑材料和整治建筑物能抗御水流的冲刷和渗水的浸蚀，并具有较好的防腐朽性能，常见的为块石护坡。为防止雨水及地下水的浸蚀破坏，对岸上岸坡需进行处理，以生物措施处理为主。
2．2 工程布局
对于险工治理的整体布局，应在工程修建前，先对上下游的流量情况和历年大中小水位变化和基本地表径流结合起来，预估将来水位流量的变化趋势，确定拟建工程的长短，起始位置，并根据地址情况，选择相应的材料进行修建。常用的工程布局大致有3类。
2．2．1 长短丁坝结合
即在拟建工程的上部修建短丁坝，使逐渐造成导流形式，将主溜外移，再于下游适宜地点，修筑较长的丁坝数道，将主溜挑出去。此种布置，无论修于直线河段或弯道内，均可导流沿弧形弯道，逐渐为下游长坝挑出去。此法在修建上比较稳妥，能根据溜势情况逐渐加强，并可于适当时机，调整变形托溜外移。
2．2．2 硬性挑溜
孤坝独挑或修数道长丁坝连续挑溜，使溜势转折达于对岸。这种硬挑性质，一般修建于弯道上口，工程必须特别坚固，且坝上应有工程掩护，以免回溜淘刷，发生溃塌，影响工程安全。
2．2．3 丁坝与护岸结合
即在工程的上部或下部修建丁坝，稳固滩嘴并保持丁坝下游滩沿的稳定，使险工不再继续拓展。
3． 结束语
河道险工的成因千差万别，治理方法也相应灵活多变，要根据险工的现状及发展等具体情况选择不同的治理形式，拟定合理的工程布局，采用先进的材料，运用科学的施工方法，来解决河道的险工问题。
参考文献：
[1] 刘思光、罗洪利、李和，等.防汛抢险技术[M].大连：大连理工大学出版社，1995.42-47。
[2] 谢鉴衡、丁君松、王运辉，等.河床演变及整治：第二版[M].北京：中国水利水电出版社，1997.37-55，97-100。