路基沖刷防護

第一節(jié)概述

一、沖刷作用得形成條件

沿河及水庫地區(qū)鐵路由r地形地質(zhì)條件及工程設(shè)置要求得限制,大多依山傍水順著河谷或水

庫岸邊行進。此時濱河路基、河灘路基及水庫地區(qū)路基往往由于侵占河床、壓縮過水面積或阻擋

水流，改變水流方向與速度，從而形成水流對河床、岸坡或建筑物基礎(chǔ)得經(jīng)常或周期性沖刷作用,

影響路基得穩(wěn)定與安全。

二、沖刷防護原理

本章所述得沖刷防護，專指河道、水庫水流得沖刷防護，不包含雨水等漫流表水對坡面用沖刷

防護，此部分內(nèi)容列入第六章“路基坡面防護”中。

沖刷防護得原理就就是根據(jù)水流得動水壓力、波浪與壅水高及沖刷作用等水流特性,結(jié)合線路位置

及地形地質(zhì)因素，設(shè)置合理、適宜及足夠堅固得沖刷防護工程,使其滿足適應水流性質(zhì)與抵抗水流

得破壞作用得要求,防止岸坡及基礎(chǔ)因沖刷作用而失穩(wěn)，從而確保線路路基得穩(wěn)定與運營安全。

第二節(jié)設(shè)計原則

一、沖刷防護工程類型得選擇原則

路基沖刷防護工程，一般分為直接防護、間接防護與改移河道三種類型。設(shè)計時應根據(jù)下列原

則選用適當?shù)妙愋汀?/p>

(一)直接防護

在寬闊得河灘、凸岸、臺地邊緣及流速不大，流向與河岸接近平行等水流沖刷作用較弱得地段

或山區(qū)河谷狹窄,以下蝕為主得V形河谷地段，應優(yōu)先考慮設(shè)置直接防護.防護工點得范圍應根據(jù)最

不利水位時水流得趨勢來決定，要包括所有可能受水流沖刷得地段.工點兩端均應有足夠得長度

嵌入穩(wěn)定得河岸或路基邊坡內(nèi),并與河流上下游建筑物平順銜接，防止惡化水流條件。

路堤邊坡與河岸岸坡得沖刷防護工程類型及其適用條件，根據(jù)表7-1采用。

沖刷防護工程常用類型及適用條件表7-

適用條件

防護類型結(jié)構(gòu)形式容許流速注意事項

水流方向，河道地貌等

(m/s)

水流方向與線路近乎平行;不受各種

鋪草皮洪水主流沖刷得淺灘地段路堤邊坡

1、2~

植物防護防護—

1、8

種植防水林、掛柳

有淺灘地段得河岸沖刷防護

單層厚0、25?0、35m;水流方向較平順得河岸灘地邊緣;不

干砌片石應設(shè)置墊

雙層厚:上層0、25—0、32?3受主流沖刷得路堤邊坡：無漂浮物與

護坡層

5m,下層0、25m滾石得河段

漿砌片石有凍脹變

厚0、3-0、6m

護坡形得邊坡

上應設(shè)宜

主流沖刷及波浪作用強烈處得路堤墊層。有流

4?8

混凝土護邊坡木、流冰、

厚0、08—0、2m

坡滾石時，應

適當加厚

拋石厚度

石塊尺寸根據(jù)流速、波浪大水流方向較平順，無嚴重局部沖刷得不應小于

拋石3

小計算，不宜小于0、3m河段;已浸水得路北邊坡與河岸石塊尺寸

之兩倍

鍍鋅鐵絲制成箱形或圓形.

受洪水沖刷但無滾石河段與大石料

石籠籠內(nèi)裝石塊4?5—

缺乏地區(qū)

大型砌塊2mX2mX2m5-8受主流沖刷嚴重得河段常與腳墻

3mX3mX2m配合使用

浸水擋土

-5~8峽谷急流與水流沖刷嚴重得河段—

墻

土工織物沉枕受洪水沖刷深水急流與浪大處得護

4-5

土工合成土工格柵與土工網(wǎng)石籠坡護底工程—

材料防護不受主流沖刷得路堤邊坡，邊坡不陡

土工膜袋W］、5

于I:1

（二）間接防護

在河床寬闊，沖刷與淤積大致平衡，水流方向易于改變并且有設(shè)置導流建筑位置得河段，可采

用間接防護。設(shè)計時應根據(jù)河道得地形地質(zhì)條件與演變規(guī)律，規(guī)劃好導治線，要防止對上下游與對

岸得建筑物與農(nóng)田得沖刷加劇。

（三）改河工程

為了將直沖路基得水流引開以防止水流對路基得危害，或為了防止鐵路路基過多占用河道加

刷水流沖刷，除作好沖刷防護外，必要時可考慮改移河道。改移河道應根據(jù)水流特性及河道演變規(guī)

律，順應河勢，慎重對待.

當防護地段很長，河道水流性質(zhì)變化較大得地段，可采用不同得防護類型，合理布置進行設(shè)計,

但應注意銜接平順。在可能發(fā)生風浪得寬深河流上，還須對波浪得沖擊破壞作用進行校核。

二、沖刷防護設(shè)計得有關(guān)要求

（一）水文及地質(zhì)資料

沖刷防護設(shè)計應在充分收集工點范圍內(nèi)得低水位、中水位與設(shè)計洪水位及在這些不同水位時

得流向、流速、流量等水文資料與河灘、岸坡得地形地貌、地層巖性、穩(wěn)定狀態(tài)及河流得沖刷、

淤積情況得基礎(chǔ)上進行。

（二）防護高度

直接防護工程頂面與間接防護得高水位壩壩頂高程，應為設(shè)計水位加波浪侵襲高加壅水高加

0、5m;橋頭得河灘路堤，當水流縱坡較大、河灘較寬時，尚應計及橋前水面橫坡所形成得附加高度。

間接防護得漫水式中水位壩及低水位壩，其壩頂高程一般應高出相應得設(shè)計中水位及低水位

高程.

當河道比較狹窄且風速不大時，?般可不計算波浪侵襲高。

（三）基礎(chǔ)處理

沖刷防護工程應加強基礎(chǔ)處理。基底埋深應在沖刷深度以下不小于1.0m或嵌入基巖內(nèi)。當沖刷

深度較深，水下施工困難時，可火用樁基、沉井基礎(chǔ)或適當拋石、石床、潛壩、混凝土塊板與石籠

等平面防護建筑。

第三節(jié)常用直接防護類型及其設(shè)計

直接防護就是對河岸或路基邊坡得直接加固，用以抵抗水流得沖刷與淘刷作用。其特點就是對

原水流得干擾很小，但因防護工程直接受水流沖刷，因此必須具有足夠得堅固性與穩(wěn)定性，經(jīng)受

住最不利情況得考驗.

宜接防護建筑物種類很多，主要就是根據(jù)防護工程所在位置得流速、河床地質(zhì)情況、建筑材

料來源，以及所防護工程得重要性而定。直接防護得設(shè)計，宜盡量不壓縮或少壓縮水流斷面，以減少

一般沖刷。在水流頂沖或斜沖地段，防護建筑物得迎水面邊坂行條件時應適當放緩，以減輕局部

沖刷.

一、植物防護

（一）草皮護坡

草皮就是土得堅實表層，其中草根盤根錯節(jié)，就是天然得防護材料。適用于水流速1.8m/s地段

得河岸防護.

草皮護坡一般采用疊砌方法，可用臺階式得疊砌（見圖7—4a）或豎立式得疊砌（見圖7-4b）o

草皮尺寸為25X4Ocm,厚為1075cm,疊砌前先平整坡面溜草皮磚緊貼坡面，并用柳枝尖柱或

竹、木尖板將草皮破釘住，樁長為0、3-0、5m。在坡腳部分,一般鋪草皮破2~3層,伸出坡腳外得

寬度可視具體情況決定，但不小于1、0m,鋪砌層得表面應與地面齊平.

圖7-4偉鈾草皮護坡斷面圖

（二）植樹防護

在河岸或路基外側(cè)種植防水林就是一種有效而又很便宜得沖刷防護措施,適用于水流速1.2?

L8m/s地段得河岸防護。

用于防水林最適宜得樹種就是楊柳類得喬木與灌木.其特點就是生長快，根系發(fā)達，枝梢茂密,

能長期經(jīng)受水淹而成活.林中得樹木宜成行栽植，當水流流速在1、Om/s以內(nèi)時，可用單棵插枝法;

當流速在1、Om/s以上時，宜用成束插枝法（每束5?6棵）。插枝應插在預先挖好得小圓穴內(nèi)并注意

培土。防水林得行距可用0、8~1、5m,棵距可用0、4-0、8m。

沿河岸或路基坡腳，宜采用灌木與喬木間植,并每隔1。?20m得相等間距設(shè)置編笆一道以

促使泥沙淤積，防止坡腳被沖刷.

在河岸上植樹，應在離岸邊有適當距離而不易被水流淘刷到得地方。

二、干砌片石護坡

用于河漫灘或階地邊緣，受季節(jié)性浸水得路基邊坡防護。適用于水流較平順，不受主流沖刷且

流速為2~3m/s得地段。護坡得厚度按水流速度或波浪大小得計算決定。其結(jié)構(gòu)形式為單層厚0、

25~0、35m,雙層厚:上層0、25?0、35m,下層0、25m。

為「防止護坡下得邊坡細粒土被水流淘刷與增加護坡得彈性，以抵抗外力得沖擊作用,應在護

坡面層與邊坡土之間設(shè)置1?2層得砂、礫石墊層,墊層厚0、1?0、15m。

干砌片石護坡應在邊坡填土沉降基本完成后進行，護坡砌筑前應將邊坡夯實平整，砌筑時石

塊要互相嵌緊。護坡基礎(chǔ)應按可能得最大沖刷妥善處理，當沖刷深度在1.0m以內(nèi)時，可用塌石基礎(chǔ)。

當沖刷深度大于1、0m時，宜采用漿砌片石腳墻基礎(chǔ)，并要求將基礎(chǔ)埋置在沖刷線以下。如圖7-

5。

IT填片石

圖7-5干砌片石護坡及基的布置斷面圖

干砌片石垛一般與干砌片石護坡配合使用。用于水流方向較平順得河岸灘地邊緣或不受主流

沖刷且水流流速為1￡~3m/s得路堤邊坡防護，適用于枯水期施工。干砌片石護坡得防護高程為

設(shè)計水位+波浪侵襲高+壅水高+0、5m,干砌片石垛高度一般控制在3.0m以內(nèi)，頂寬不小于1.0m,

可通過穩(wěn)定分析計算確定。其外側(cè)坡率1：1、5,內(nèi)側(cè)坡率1：0、75,片石之間應嵌緊增加其穩(wěn)

定性。片石垛與填土接觸面部分，應設(shè)卵礫石墊層與砂礫石墊層，各厚0、15m。如圖7—6.

三、漿砌片石護坡

用于經(jīng)常浸水且受主流沖刷及波浪作用強烈得路基邊坡與河流或水庫岸坡得防護。其容許流

速為4-8m/So

護坡應選用較堅硬、耐凍、未風化，其飽與抗壓強度不小于30MPa,尺寸不小于0、15m得

石料，采用M7、5水泥砂漿砌筑。要求鋪設(shè)在有足夠密實度而不易發(fā)生不均勻沉陷得邊坡上。為

了使邊坡均勻受力并增加護坡得彈性，在護坡下設(shè)置厚()、1~。、15m得卵礫石墊層。

漿砌片石厚度根據(jù)流速或波浪在邊坡上所產(chǎn)生得上舉力確定，可按下式計算：

佟|7-7漿砌片石護坡厚度計算圖

(7—13)

式中d--護坡厚度(m)；

----片石砌體得重度(kN/m3);

----水得重度(kN/m3)；

一-作用于護坡上得上舉力(kPa)；

--護面斜坡得坡度角.

此種護坡應設(shè)置伸縮縫，以消除或減小其中得溫度應力。一般每隔10?15m設(shè)置一道，縫寬

2~3cm.用瀝青麻筋或瀝青木板填塞。為了減小護面背后得滲透壓力及排泄護坡背后得積水，在護

坡上設(shè)置交錯排列直徑為610cm得泄水孔.

漿砌片石護坡基礎(chǔ)宜采用腳墻基礎(chǔ)，必要時輔以適當?shù)闷矫娣捞源胧?

四、混凝土板護坡

功用大致與漿砌片石相同，并能抵抗更大一些得波浪作用與冰壓力，其容許流速4?8m/s,波浪

高2m以上。結(jié)構(gòu)形式如圖7—8。

混凝土板

圖7-8混激土板護坡曲曲不意圖

混凝土板護坡通常由預制成適當大小得方塊并配置一定得構(gòu)造鋼筋拼鋪而成。每塊尺寸按所

經(jīng)受得荷載計算確定，其最小厚度不宜小于6cm.為了抵抗較強烈得水流或波浪或流冰得作用,

如V6m/s,則板塊宜設(shè)計成2X1m或2X2m,厚0.2m~0.3m得大型塊狀。這樣相鄰板塊間可

不必聯(lián)結(jié)，只要靠緊鋪設(shè)，砌縫寬1~2cm,用瀝青麻筋或瀝青木板填塞。如無吊裝機具，也可就地分

塊立模灌注。

為了減小水流與波浪得上舉力，可在預制塊板上留出泄水孔眼，孔眼大小應不大于塊板墊層顆

粒得粒徑。

因為混凝土板塊對于其下臥土層得不均勻沉降特別敏感，故必須在夯實平整得邊坡上鋪設(shè),

按反濾層要求設(shè)計得墊層，其厚度一般采用:對于干燥得邊坡為10~15cm,對于較濕得邊坡為20~

30cm.

板塊材料，在非嚴寒地區(qū)用C15混凝土，嚴寒地區(qū)用C20混凝土。

其它有關(guān)基礎(chǔ)處理，護坡厚度得計算，可參照漿砌片石護坡進行。

五、拋石防護

用于經(jīng)常浸水且水深較大地段得路基邊坡防護，防洪搶除時更為常用.在缺少石料得地區(qū)，也

可用預制混凝土塊作為拋投材料。

石料應選用質(zhì)地堅硬，耐凍且不易風化得石塊。為了使拋石堆有一定得密實度,宜采用不小于

計算尺寸且大小小I可得石塊摻雜拋投。

為了增加拋石防護得穩(wěn)定性，拋石堆得水下邊坡不宜陡于1：1、5,當水深與流速較大時、可放

緩至1：2?1：3。拋石堆得頂面寬度不應小于最小石塊尺寸得兩倍.

鐵路上常用得拋石防護形式如圖7—9及7-10。當路基填料為土質(zhì)時，應在拋石與路基填土之

間加設(shè)卵礫石反濾層，厚0、5?0、8mo如路基坡腳浸水較深，反濾層分層設(shè)置有困難時，可將卵

石與礫石土混合為一層，順邊坡傾填作為反濾層.

砌石護坡砌石護坡

圖7-9新建路基拋石防護斷面圖

（a）不設(shè)噥層（b）設(shè)置墊層

圖7-1o眈有珞墻邊坡拋石防護斷iftira

六、石籠防護

石籠防護為半永久性建筑物，用以防護河岸或路基邊坡得沖刷，可用于較陡得邊坡，容許流速

為4?5m/s,容許波浪高1、5?1.8m。適用于受洪水沖刷但無滾石河段與大石料缺乏地區(qū)。也宜

用于防洪搶險。

石籠防護得優(yōu)點就是具有較好得強度與柔性，但不需用較大得石料。當水流中含有大量泥砂時,

石籠中得孔隙將很快被淤滿而形成堅固得整體護層。其缺點就是鐵絲網(wǎng)會被銹蝕，以致石籠解體,

因此其使用期限約為872年（鍍鋅鐵絲網(wǎng)）或3~5年（普通鐵絲網(wǎng)）.

用于防護岸坡時，一般采用壘砌形式，只有當邊坡等于或緩于1：2時才可用平鋪形式。用于防

護基礎(chǔ)淘刷時，一般采用在河床上平鋪并與坡腳線垂直得形式，其鋪設(shè)長度宜不小于河床沖刷深

度得I、5?2倍。

用于壘砌得石籠宜用長方體，用于平鋪得石籠宜用扁長方體，用于防洪搶險得石籠一般采用有

骨架得圓柱體或無骨架得網(wǎng)袋。如圖7-13?7-16o

單個石籠得重量以不被水流或波浪沖移為原則。為了安全穩(wěn)固，施工時應將所有單個石籠用鐵

絲捆扎，使之成為一個整體.

石籠網(wǎng)可用鍍鋅鐵絲或普通鐵絲編織，有規(guī)則形狀得石籠一般用直徑為6~8mm得鋼筋組成框

架，然后編織網(wǎng)格。網(wǎng)格形狀以六角形為好，其尺寸常用8X10cm或10X12cm,鐵絲直徑可選用

力=3~4mm。編織網(wǎng)格時宜用雙結(jié)，以防網(wǎng)孔變形。

長方體石籠

圖773長方體石籠防護布置.斷面圖

hI_______L________h

長方體石籠立體圖長方體石籠展示圖

m-M反方體石籠立體及展示圖

圖775圓柱體石籠防護布置斷面圖

d>=6min

圓柱體石籠立體圖圓柱體石籠展示圖

圖7T6圓柱體石籠立體及展示圖

石籠得斷面尺寸，長方體一般采用寬b=l?3m,高h=1.0m,長L=2?3m。圓柱體一般采用直

徑d=I.Om,長L=3、0m。底層扁長方體石籠得一端得上下縱向主骨架筋可做成掛環(huán)為錨定石籠

用。骨架筋得連接宜采用環(huán)繞其自身緊纏三圈得扭結(jié)，以防石籠受力下垂時被拉散.籠蓋與籠體得

連接以及相鄰石籠之間得連結(jié)，沿連接線每隔0、2m用鐵絲對折成雙繞兩圈，并將鐵絲扭三個花,

以保證其連接牢固。

有底無蓋或有蓋無底得石籠，可用于多層石籠得中間部位。鋪設(shè)石籠得地基應先平整，夯實，必

要時應以卵、礫石或碎石整平，其厚度可用0、2?0、4m。石籠內(nèi)填充石料應選用堅硬不崩解.未

風化得卵石、塊石。塊徑應大于網(wǎng)孔尺寸，裝籠必須全部碼砌、塞嚴，兩層石籠接觸面應平整，嚴

防片石棱角砸斷鐵絲而使整個石籠損壞.貼近網(wǎng)孔外層應用較大尺寸得石塊仔細碼砌并使石塊得

掛角突出網(wǎng)孔以外,這樣可以起到保護鐵絲網(wǎng)得作用。

為了施工方便，一股宜于枯水季節(jié)施工.

七、浸水擋土墻防護

在山區(qū)狹谷地段，當水流對路基得沖刷特別嚴重而由于地形限制乂小宜設(shè)置其它類型得防護

時，可采用擋土墻進行防護。其容許流速V=5~8m/s,并能抵抗較強烈得波浪與流冰得沖擊.

擋土墻設(shè)計時，應根據(jù)墻背填料性質(zhì)，浸水條件，以及所采用得墻型，按浸水擋土墻設(shè)計。墻身材

料一般采用M10水泥砂漿砌片石或C15混凝土.如設(shè)計洪火位高于墻頂，應在墻頂以上加設(shè)護

坡。

防護用得擋土墻斷面如圖7-17所示。

圖7T7防護用的擋土墻斷面圖

八、基礎(chǔ)防沖防淘建筑物

直接防護工程中，防護建筑物基礎(chǔ)往往受到嚴重淘刷.一般要求把建筑物基礎(chǔ)埋置在沖刷線

以下得穩(wěn)定地層內(nèi)。當沖刷線較深，施工有困難時，則采用在建筑物基礎(chǔ)前緣設(shè)置平面防護措施,

以保護其穩(wěn)定安全。

常用得基礎(chǔ)防護措施有下述幾種。

（一）石籠

采用石籠來防護基礎(chǔ)得淘刷，適用于流速V=4~5m/s得河岸。

用于河岸坡腳得防護如圖（7—23）所示，就是在河岸坡腳采用長方體石籠砌筑成岸坡護腳予

以防護。對路堤坡腳得防護，則一般就是在防護坡腳處設(shè)置一小型漿砌片石腳墻，墻高1?2m,

再在腳墻外將石籠平鋪于河床表面，并采用木樁或舊鋼軌將石籠固定。其鋪設(shè)長度不小于沖刷深

度得兩倍…（二.四面體

作為基礎(chǔ)防淘措施，混凝土四面體多與防護腳墻共同使用，適用于流速得河岸防護.四面體平

面大樣圖與防護斷面如圖（7—24）與7-25）所示。

干砌片石四面體

四面體平面大樣圖

1:50（單位:m）

圖7-25墻前填四面體平面圖

四曲體得鋪設(shè)寬度及高度應根據(jù)防護基礎(chǔ)前得最大沖刷深度計算，以滿足四同體沉入沖刷坑

后，能覆蓋全部坑壁為原則。設(shè)計時根據(jù)基坑能否抽干積水與有無吊裝設(shè)備而采用就地灌注與預制

辦法施工。

四面體得尺寸根據(jù)流速大小，按表7-9采用。

允許流速與四面體尺寸及工程數(shù)量表表7-9

C20片石混圓鋼筋

允許流速abcd

凝土重量長度

（m/s）(m)(m)(m)（m）八

（m‘）(kg)（m）

4-4.51.301.22

1、50、70、395

4.5?5、51.731.634.181.70

2、01、20、940

5、5-6.52.172.041.838

2、51、7

（三）大型砌塊

大型砌塊一般采用C15混凝土就地灌注，適用于流速V=5?8m/s時得防護。為了節(jié)省，可在

混凝土中摻入15~20%得片石。

砌塊得尺寸可按表7—1。選用.

水流速與相應得砌塊尺寸表表7-10

流速V(m/s)5、06,07、08、0

4.22

砌塊所需得最小重量Q(01、4210、5423、72

砌塊尺寸:寬X長X高(m)1X1X11X2X12X3X12X3X2

注：根據(jù)流速及地形條件，砌塊尺寸也可用2X2X2m或3X3X2m

砌塊得鋪設(shè)寬度與高度，應根據(jù)防護基礎(chǔ)前得最大沖刷深度計算，以能滿足砌塊沉入沖刷坑

后，能覆蓋全部坑壁為原則。

砌塊得布置形式有錯縫平疊式、對縫平直式與漏斗式、階梯式，參見圖7—26。

W建堂祗聲

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圖726腳墻前大型砌塊防護布置形式圖

錯縫平疊式結(jié)構(gòu)整體性較強，抗沖刷能力比對縫平整式大，但施工立模又較后者復雜。漏斗式

多用于地層較堅實處.階梯式用于腳墻前地面傾斜地段。

(五)腳墻基礎(chǔ)

漿砌片石護坡基礎(chǔ)宜采用腳墻基礎(chǔ);干砌片石護坡基礎(chǔ)當沖刷深度大于1.0m時，采用漿砌片

石腳墻基礎(chǔ)；另水庫邊岸干砌片石護坡中也采用漿砌片石腳墻基礎(chǔ)。

當沖刷深度在3、5m以內(nèi)時，腳墻基礎(chǔ)直接埋置在沖刷線以下0、5?LOm,當沖刷深席大干

3、5m時，可將基礎(chǔ)埋置在沖刷線以上