本发明涉及水利水电技术领域，尤其是一种护岸除险方法及护岸结构。
背景技术：
对于江河岸滩、河床而言，因主泓经常发生变化，崩岸、滑移、冲坑等现象较为普遍，严重危害江、河、湖、海的岸滩及堤防的安全。目前的应急处理方式是抛投石料或石笼等，但这种方式急需大量的块石，而石料难以采购到，严重影响施工进度，且施工成本较高。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种护岸除险方法及护岸结构，以解决现有护岸方式存在的施工进度慢，施工成本高的问题。
为达到上述目的，本发明提出一种护岸除险方法，其用于对待防护河岸进行加固，所述护岸除险方法包括以下步骤：向所述待防护河岸上抛投装砂袋，直至形成覆盖所述待防护河岸的装砂袋层；向所述装砂袋层上抛投石块，直至形成覆盖所述装砂袋层的石块层。
如上所述的护岸除险方法，其中，所述向所述待防护河岸上抛投装砂袋，直至形成覆盖所述待防护河岸的装砂袋层，包括：确定覆盖所述待防护河岸的填砂区，所述填砂区的顶面与所述待防护河岸的最高点平齐，所述填砂区的底面为所述待防护河岸的表面；向所述填砂区内抛投装砂袋，直至装砂袋填满所述填砂区，形成覆盖所述待防护河岸的装砂袋层。
如上所述的护岸除险方法，其中，所述待防护河岸位于水面以下，所述向所述填砂区内抛投装砂袋，直至装砂袋填满所述填砂区，形成覆盖所述待防护河岸的装砂袋层，包括：沿所述填砂区延伸的方向，将所述填砂区划分为多个填砂区段；分别在各所述填砂区段内确定一个断面作为水深测量断面，所述水深测量断面与对应的所述填砂区段的延伸方向垂直；通过测量各所述水深测量断面处的水深，得到各所述水深测量断面的水深断面图；对各所述水深断面图进行网格划分，将每个所述水深断面图分割为多个代表装砂袋的网格；根据各所述水深断面图的网格数量和对应的填砂区段的长度，确定各所述填砂区段内需要投放的装砂袋的数量，根据各所述水深断面图的网格排列方式，确定各所述填砂区段内需要投放的装砂袋的排列方式；根据确定的各所述填砂区段内需要投放的装砂袋的数量和排列方式，依次向各所述填砂区段内抛投装砂袋，直至装砂袋填满各所述填砂区段。
如上所述的护岸除险方法，其中，各所述填砂区段的水深测量断面沿所述填砂区延伸的方向等间距排列。
如上所述的护岸除险方法，其中，所述待防护河岸位于水面以下，所述向所述填砂区内抛投装砂袋，直至装砂袋填满所述填砂区，形成覆盖所述待防护河岸的装砂袋层，包括：在抛投装砂袋的过程中，通过实时测量水的流速，来实时确定装砂袋在水中的滑移距离，根据装砂袋在水中的滑移距离，随时调整抛投下一个装砂袋时所在的抛投位置，以使下一个装砂袋能投放到所述填砂区内的预定位置。
如上所述的护岸除险方法，其中，所述待防护河岸位于水面以下，所述向所述填砂区内抛投装砂袋，直至装砂袋填满所述填砂区，形成覆盖所述待防护河岸的装砂袋层，包括：在抛投装砂袋的过程中，通过实时测量水深，来实时监测所述填砂区内的装砂袋的高度，根据所述填砂区内的装砂袋的高度，实时确定抛投的下一个装砂袋需要投放到所述填砂区内的位置，作为下一个装砂袋在所述填砂区内的预定位置。
如上所述的护岸除险方法，其中，所述向所述装砂袋层上抛投石块，直至形成覆盖所述装砂袋层的石块层，包括：沿水平方向将所述装砂袋层划分为多个区格，按照自河道上游至河道下游，自所述待防护河岸的靠近河道中心的一侧至所述待防护河岸的靠近岸边的一侧的顺序，依次向各所述区格上抛投石块，直至形成覆盖所述装砂袋层的石块层。
如上所述的护岸除险方法，其中，所述护岸除险方法还包括以下步骤：在向所述待防护河岸上抛投装砂袋之前，采用抓泥船从河道内取砂，将砂装入袋子，得到装砂袋。
如上所述的护岸除险方法，其中，所述护岸除险方法还包括以下步骤：在将砂装入袋子之前，采用聚丙烯编织布制作多个袋子。
本发明还提出一种护岸结构，其用于对待防护河岸进行加固，所述护岸结构包括覆盖所述待防护河岸的装砂袋层和覆盖所述装砂袋层的石块层。
本发明的护岸除险方法及护岸结构的特点和优点是：
1、本发明的护岸除险方法及护岸结构，采用装砂袋层覆盖待防护河岸，采用石块层覆盖装砂袋层，与现有技术完全采用石块来防护河岸相比，用砂代替一部分人工开采的块石，减少了块石的用量，解决了现有技术存在的因为难以及时采购到块石而造成施工进度慢、施工成本高的问题，从而降低施工成本，加快施工进度；
2、本发明的护岸除险方法及护岸结构，通过设置石块层，使石块层压住装砂袋，能避免装砂袋随着水流滑移流失。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明中护岸结构的示意图。
主要元件标号说明：
1待防护河岸
11最高点12最低点
2装砂袋层
3石块层
w水面
d断面
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
本发明提出一种护岸除险方法，如图1所示，其用于对待防护河岸1进行加固，以达到对河岸进行防护和除险的目的，例如，待防护河岸1是发生崩岸、滑移或冲坑的河岸，更具体地，例如待防护河岸1是河堤底部被水冲击形成的凹坑带，护岸除险方法包括以下步骤：
步骤s100：向待防护河岸1上抛投装砂袋，直至形成覆盖待防护河岸1的装砂袋层2；其中，装砂袋为将砂装入袋子形成的装砂袋，装砂袋层2包括一层或两层以上堆叠的装砂袋，每层装砂袋包括多个并排的装砂袋；
步骤s200：向装砂袋层2上抛投石块，直至形成覆盖装砂袋层2的石块层3，石块层3作为装砂袋层2的保护层，能保护装砂袋层2不被水流冲走，其中，石块层3包括一层或两层以上堆叠的石块，每层石块包括多个并排的石块。
本发明的护岸除险方法，采用装砂袋层2覆盖待防护河岸1，采用石块层3覆盖装砂袋层2，与现有技术完全采用石块来防护河岸相比，用砂代替一部分人工开采的块石，减少了块石的用量，解决了现有技术存在的因为难以及时采购到块石而造成施工进度慢、施工成本高的问题，从而降低施工成本，加快施工进度，还能减少生态破坏，节约社会资源，有助于保护施工场地的生态环境。另外，通过设置石块层3，使石块层3压住装砂袋，能避免装砂袋随着水流滑移流失。
请参见图1，在一个具体实施例中，步骤s100包括：
步骤s110：确定覆盖待防护河岸1的填砂区，填砂区的顶面与待防护河岸1的最高点11平齐，填砂区的最低点为待防护河岸1的最低点12，填砂区的底面为待防护河岸1的表面；
步骤s120：向填砂区内抛投装砂袋，直至装砂袋填满填砂区，形成覆盖待防护河岸1的装砂袋层2，图1中的装砂袋层2所占的区域即为填砂区。
本实施例通过确定填砂区，便于在抛投之前预估装砂袋的抛投量，且便于在抛投过程中控制装砂袋的抛投位置和抛投进度。
进一步，待防护河岸1位于水面w以下，即填砂区也位于水面w以下，上述步骤s120具体包括：
步骤s121：沿填砂区延伸的方向，将填砂区划分为多个填砂区段；
步骤s122：分别在各填砂区段内确定一个断面作为水深测量断面，水深测量断面与对应的填砂区段的延伸方向相垂直；
步骤s123：采用水深测量仪测量各水深测量断面处的水深，通过测量各水深测量断面处的水深，得到各水深测量断面的水深断面图，也就相当于，通过测量水深的方式，来绘制填砂区段的断面图，以便计算装砂袋的抛填工程量；例如，水深测量仪为超声波测深仪，施工时，采用超声波测深仪结合gps系统进行水深测量；
步骤s124：对各水深断面图进行网格划分，将每个水深断面图分割为多个代表装砂袋的网格，例如，每个网格代表一个装砂袋，每个网格的尺寸与装砂袋的尺寸一致，或呈一定比例；
步骤s125：根据各水深断面图的网格数量和对应的填砂区段的长度，确定各填砂区段内需要投放的装砂袋的数量，根据各水深断面图的网格排列方式，确定各填砂区段内需要投放的装砂袋的排列方式；
步骤s126：根据确定的各填砂区段内需要投放的装砂袋的数量和排列方式，依次向各填砂区段内抛投装砂袋，直至装砂袋填满各填砂区段。
为便于理解，以下举例说明步骤s123中水深断面图的绘制方法：
一般来说，水深断面图的顶部为一条与待防护河岸1的最高点平齐的水平线，在测量各水深测量断面处的水深时，在各水深测量断面顶部的水平线上确定多个测量点，将各测量点分别设为q1、q2……qn，分别测量各测量点q1、q2……qn处的水深，例如相邻两个测量点之间的间距为4m～5m，得到各测量点q1、q2……qn处的水深数据后，绘制多条竖线，将多条竖线分别设为p1、p2……pn，竖线p1、p2……pn的最高点平齐，竖线p1的高度等于测量点q1处的水深，竖线p2的高度等于测量点q2处的水深，以此类推，竖线pn的高度等于测量点qn处的水深，竖线p1与竖线p2之间的间距等于测量点q1与测量点q2之间的间距，以此类推，然后将各竖线p1、p2……pn的最高点连线，得到一条水平线，将竖线p1、p2……pn的最低点连线，得到一条曲线(该曲线代表图1中显示的待防护河岸1的线条)，该水平线和该曲线围成的图即为水深断面图，若该水平线的一端与该曲线的一端未连接或未闭合，可以采用竖直线或斜线将该水平线的一端与该曲线的一端连接起来，当水深测量断面为图1中扇形的断面d时，得到的水深断面图的形状和大小与图1中的断面d的形状和大小一致。
为便于理解，以下举例说明步骤s125中某个填砂区段内需要投放的装砂袋的数量的计算方法：
该填砂区段的长度、宽度和高度分别为l1、w1、h1，每个装砂袋的长度、宽度和高度分别为l2、w2、h2，水深断面图的每个网格代表一个装砂袋，该填砂区段的水深断面图的网格数量为n个，为便于计算，假设每个装砂袋都横放在填砂区段内，也就是装砂袋的长度方向与填砂区段的长度方向一致，装砂袋的宽度方向与填砂区段的宽度方向一致，装砂袋的高度方向与填砂区段的高度方向一致，因此，填满该填砂区段需要的装砂袋数量x为：x＝n×l1/l2。假设每个装砂袋的宽度方向与填砂区段的长度方向一致，则填满该填砂区段需要的装砂袋数量x为：x＝n×l1/w2。该填砂区段内装砂袋的层数等于该填砂区段的水深断面图的网格层数。
另外，该填砂区段内装砂袋的排列方式为：在该填砂区段的宽度和高度方向上，装砂袋的排列方式与该填砂区段的水深断面图的网格的排列方式相同，在该填砂区段的长度方向上，装砂袋的排列方式为，装砂袋对应水深断面图的各网格，沿与水深断面图垂直的方向依次排列。
进一步，各填砂区段的长度相等，各填砂区段内的水深测量断面沿填砂区延伸的方向等间距排列，例如，相邻两个水深测量断面之间的间距为10m，但本发明并不以此为限，在陡坡、转折或水下地形变化较大处，水深测量断面可以加密布设。
进一步，待防护河岸1位于水面w以下，在步骤s126中，在向填砂区的各填砂区段内抛投装砂袋的过程中，通过实时测量水的流速，来实时确定装砂袋在水中的滑移距离，根据装砂袋在水中的滑移距离，随时调整抛投下一个装砂袋时所在的抛投位置，以使下一个装砂袋能投放到填砂区的填砂区段内的预定位置，也就是，使抛投位置与填砂区内的预定位置之间的距离等于装砂袋在水中的滑移距离，并使抛投位置位于预定位置的上游，以使装砂袋在水中滑移后能准确落入填砂区内的预定位置，从而提高抛投的准确度，提高施工质量。由于水的流速可能随时变化，因此需要实时测量水的流速，以实时确定装砂袋在水中的滑移距离。
具体是，抛投装砂袋时，可采用施工船进行抛投，通过调整施工船的位置，来调整抛投位置。
进一步，待防护河岸1位于水面w以下，在步骤s126中，在向填砂区的各填砂区段内抛投装砂袋的过程中，通过实时测量水深，来实时监测填砂区的填砂区段内已有的装砂袋的位置和高度，测到的水深为填砂区段内最上层装砂袋到水面的距离，例如采用超声波测深仪、测杆或重锤测量水深，根据填砂区的填砂区段内已有的装砂袋的位置和高度，实时确定抛投的下一个装砂袋需要投放到填砂区的填砂区段内的位置，该位置即为下一个装砂袋在填砂区内的预定位置，从而得到前述的预定位置。
进一步，步骤s200具体包括：
步骤s201：沿水平方向将装砂袋层2划分为多个区格，例如，多个区格自河道上游至河道下游呈m行排列，自待防护河岸1的靠近河道中心的一侧至待防护河岸1的靠近岸边的一侧呈k列排列，每个区格的长度为20m，宽度为20m；
步骤s202：按照自河道上游至河道下游，自待防护河岸1的靠近河道中心的一侧至待防护河岸1的靠近岸边的一侧的顺序，依次向各区格上抛投石块，直至形成覆盖装砂袋层2的石块层3。
在另一个具体实施例中，护岸除险方法还包括位于步骤s100之前的以下步骤：
步骤s010：采用抓泥船从河道内取砂，将砂装入袋子，得到装砂袋。
其中，抓泥船具有锚泊、定位、充灌、吊装及储存装砂袋的功能，可采用抓泥船在附近沙量充足的河里进行取砂，抓泥船配备双gps北斗定位设备，起到定位的作用，施工过程中能实时显示船舶的平面位置。另外，抓泥船还配备有交通船，采用交通船载着测量人员和测量仪器在水上进行行走测量。
另外，可选用砂性土作为充填砂，充填砂的粒径大于0.075mm，充填砂的颗粒含量大于50％。
进一步，护岸除险方法还包括位于步骤s010之前的以下步骤：
步骤s001：在将砂装入袋子之前，采用聚丙烯编织布制作多个袋子。
例如，袋子采用聚丙烯编织布制作而成，聚丙烯编织布的规格为150g/m2，单个袋子的尺寸为5m×5m，每个袋子采用多块聚丙烯编织布拼接而成，拼接时采用锦纶线缝制，拼接处折叠3层，折叠边的宽度约5cm～10cm，缝3道线，缝制线应松紧一致，针脚间距为(12针～13针)/10cm，袋子的封口绳用涤纶绳。
需注意，聚丙烯编织布及袋子成品在运输过程中采用避光包装，存放时应放置在遮光处，防止老化，并注意防火。
如图1所示，本发明还提供一种护岸结构，其用于对待防护河岸1进行加固，护岸结构包括覆盖待防护河岸1的装砂袋层2和覆盖装砂袋层2的石块层3，装砂袋层2包括一层或两层以上堆叠的装砂袋，每层装砂袋包括多个并排的装砂袋，石块层3包括一层或两层以上堆叠的石块，每层石块包括多个并排的石块。其中，装砂袋为将砂装入袋子形成的装砂袋。
本发明的护岸结构与现有技术相比，采用装砂袋替代一部分块石，降低了成本，减少了对生态的破坏，在广大河道、河堤施工现场具有普遍适用性。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。