四面六边透水框架构筑心滩防护工程清水冲刷试验研究
四面体框架群护岸型式防冲促淤效果试验研究
ｌｐ ｅ，ｔ ｕ ｔｉ ｅ ｔｃ ｎ ｌｇ ｒｂ ｎ ｒ ｔ ｔｏ ｒ ｙ ｔ ｅ ｐ ｐ ｌ ｒｚ ． ａ ｓ ｈ ｓ ｉ ｓａ ｎ ｗ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｆ ａ ｋ ｐ ｏ ｅ ｉｎ ｗｏ ｔ ｏ ｂ ｏ ｕ ａｉｅ ｏ ｃ ｈ ｄ
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条件下工 程区 内的冲淤试 验结果 。 四面体透水 框架群具 有很好 的减速促 淤作用 ， 可以使近岸 的冲势变 为淤势 ， 因此它 既可
以用 于防止条崩 的发生 ， 也可用 于窝崩的治理 ， 是一项 值得 推广 的新型护 岸技术 。 关键词 ： 四面体透水框 架群 ｅｒ ｅｂｎ ｅｉ ｅｔ ｉ ｅ ｄ Ｏｉｃｎｂ ｐ ｌ ｒ ｒｖｎｉ ｄｒ ｕ ｔ ｇｃｌ ｈ ｅｔ ｕｉ ｅｄｎａ ａｋｔ ｓ ｍ ｎ ｔ ｎｔ ｎ ，Ｓ ｔ ａ ｅａｐｉ ｆ ｅｅ ｔ ｇａ ｇ ｌ ｉ ｏ— ｎ ｈ ｃ ｎ ｒ ｈ ｔ ｏｄ ａｏ ｒ ｄ ｅ ｏｐ ｎ ｎ ｅ ａｎ
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四面六边透水框架施工工艺与应用效果分析
第11卷第7期中国水运V ol .11N o.72011年7月Chi na W at er Trans port J ul y 2011收稿日期：作者简介：李晓兵，湖北工业大学。
四面六边透水框架施工工艺与应用效果分析李晓兵（湖北工业大学，湖北武汉430068）摘要：介绍四面六边透水框架在航道整治工程中的应用及施工工艺，阐述其施工要点，分析其使用效果。
关键词：四面六边透水框架；施工工艺；应用效果中图分类号：TV 861文献标识码：A文章编号：1006-7973（2011）07-0254-02一、概述四面六边透水框架是一种具有减速、导流、消能作用的江河护岸防洪防冲用透水构件，由于重心较低，有良好的稳定平衡性，当水流通过时，利用本身构件来逐渐消减水流的动能，减缓流速，即使在水流冲击下发生位移、滚动，也能保持高度不变，继续发挥作用。
四面六边透水框架是由6根相同长度的杆件焊接而成的正四面体结构，使用时，将多组捆扎成串的框架抛入近岸水中或摆放在设计滩面上，构筑成各种形式的堆积体，使水流通过框架堆积体后流态发生改变，将流体的冲刷变为不冲或淤积，从而达到保护堤岸、稳定坡脚、减小冲刷坑深度、淤临造滩、控导河势等目的。
近几年，该工艺在长江航道整治工程施工中得到广泛运用，从运用后的情况看，四面六边透水框架的边缘出现大量的淤积，效果十分显著。
二、施工工艺1．形状和规格杆件为钢筋砼结构（采用C20砼，砼中间含1根10钢筋，两端各露出13cm 用于杆件焊接，长度可根据工程需要采用不同规格）。
对钢筋出露的部分作涂漆防锈处理，要求先涂一遍防锈漆，再涂两遍调和漆。
杆件结构图长度φ:10φ100100130130四面六边透水框架图1框架结构示意图2．预制四面六边透水框架是用6个相同的杆件，采用人工焊接拼装而成。
目前四面六边透水框架预制主要采取钢制模具和塑料模具两种方法进行预制生产。
图2钢制模具图3塑料模具表1模具预制对比分析表模具种类模具要求脱模方式工艺要求环境要求钢制模具模具单价高，周转期短，采用模具数量少振荡完成后可立即脱模对作业人员要求高，预制前需在模具内覆塑料薄膜，在振荡完成后，还需在硬化场地上覆塑料薄膜，才能脱模必须采用混凝土硬化场地塑料模具模具单价低，周转期长，采用模具数量大振荡完成后，要等到混凝土达到初凝期后才能脱模振荡完成后，可直接堆放到养护区对场地要求低，可以在整平的滩面直接进行预制长江航道整治工程主要采用的是钢制模具预制透水框架，该工艺对模具制作、覆膜、振荡时间、作业人员操作要求较高。
四面六边透水框架群在长江北尾河段护岸工程中的应用
深 泓处 采用 １ ３ 防冲备填石还坡 ， ０ ／ ｍ ｍ 为适应坡体 上抛石的
ｌ ３
维普资讯
罗 臃 ／四面六 ／
段护岸工程中的应用
调整 ， 从枯水平 台处采用 ３ ３ ／ ｍ ｍ坡石处理 ， 水抛石 改变了岸
坡 的边界条 件 ， 提高 了抗 冲能力 ， 方案施 工简 单 ， 于加 此 易
工程 为例 。 此进 行 了应 用介 绍。 对
【 关键词】 四面六边透水框架群
减速
护岸
１ 概
况
移， 。 上 下陡坎间 ， 来往船舶行驶 后产生浪击洗劫粉 质粘土及 沙壤 土。使坡面不断降低 ，造成上部 陡坎不断退缩 ，０ ２ 世纪
５ ０年代 ８ 余米宽 的北尾洲滩全部崩塌于江 中。 ０６ ０ 使永济垸 防洪大堤 临江而立 。 １９ ９ ６年经水下 测量深 泓距堤脚 为 １５ ４ ｍ。 河势一步步的恶化 。为确保大堤安全 ， 控制河势向有利方 向转 化 ． 避免对其 下游 已经整 治过 的界 牌河段 影响 ， 北尾 河
除陡坎突 出部分 ， 其与下面 自然岸坡连接 ， 岸坡不动 。 使 其余 为增加土体强度采用 ｙ 型导浸沟 ， 截面为 ６ ｘ０ｃ 以砂 ０ ｍ ４ ｃ ｍ，
卵石 回填 ， 以 １ ｍ砂 ， 铺 ０ｃ 碎石作反滤层 ， 从枯水平 台向上至
２ 高程 以 ３ ４ｒ ｒ ｌ ０ ｍ厚干砌石 护坡 ，每年 ３ ５ ｃ （ ～ 月水位变 幅频
（ ）枯水平 台以上护坡。 １
椐北尾河 段岸坡特 点 ， 一是大堤 临江 ， 二是有 崩塌 的陡
坎存在 ， 故在加 高 ， 加宽防洪大堤 的迎水坡 ， 按迎水坡 之比消 源自固． 能适应河床变化 。
（ ）铰链式混凝土板护坡 。 ２ 由系排梁 ． 铰链 板及土工织物 排垫所组 成 ， 系梁 系住 排 体， 又能支撑上 部护坡 ， 系梁采 用长 ３Ｉ， ０７ｒ 的混 凝土 高 ．ｒ ｌ ｌ ｌ 结构 ， 置于枯水平台位置 ， 水下地形 条件 排体作 长 １ 宽 椐 ５ｍ， ２ ｌ 混凝土板作成长 ８ ｍ， ３ ０Ｉ， ｌ ０ｃ 宽 ０ｃ ｍ厚 １ ｍ混凝土预制 ０ｃ 块． 混凝土块 内纵 向布置 ２ 根直径 １ ， 向布置 １ ４横 根 １ ２的 钢筋 ， ｕ型连 接环 相互连接组成 排体 ， 用 沉排前将 下部深泓 从深 泓处 向岸边一节 节沉下 ， 最后 ， 排体 系于枯水平 台的 系 梁上 。水流从混凝土排体上流过 ， 有效地阻止 了对岸坡冲刷 。
四面六边透水框架抛投的论述
四面六边透水框架抛投的论述摘要：文章主要针对透水框架抛投的论述。
四面六边透水框架群有很好的消能、减速、缓冲、落淤作用,它能改变江岸冲势为缓冲或淤势,保护了江岸,可用于防止岸滩崩塌的发生,亦可用于江河的治理。
关键词：透水框架；质量控制；护岸一、护岸方法简述由于该河道不稳定产生的崩岸，严重威胁大堤的防洪安全，威胁人民生命财产的安全和国民经济的发展。
因此，其护岸工程代代相传不断进行，在实践中形成了多种护岸技术与护岸形式。
其护岸工程按其平面布置形式分类，可分为平顺护岸、矶头护岸和丁坝护岸。
按护岸机理分类，可分为实体抗冲护岸和减速不冲护岸。
在此,重点研究不同机理的护岸工程技术。
实体抗冲护岸是以实体抗冲材料顶住江水的冲刷保护岸坡，或强迫水流转向绕过一段江岸，以保护岸坡，例如一般的抛石、砌石护岸，丁坝或矶头，沉排，土工枕，砼模袋等均属此类，但实体护岸往往存在基础被淘刷影响工程自身的稳定问题，例如抛石护岸以后，水流横向冲刷受阻转为下切，淘刷块石基础，坡脚河床被刷深，造成块石滑动翻滚、坍塌，以致护岸工程本身失稳。
丁坝也是这样，以丁坝强行使水流转向，水流在丁坝前后各形成一个回流区，在坝头形成螺旋流，将基础沙石不断旋出流失，淘刷基础，形成巨大的冲刷坑，导致护岸工程自身失稳和破坏。
另一类护岸方法，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起到落淤的效果，使岸边的冲淤态势发生改变，改岸边的冲势为缓冲或淤势，以护住河岸，稳住岸坡。
钢筋砼网格排护岸效果好，但水下基础施工较复杂，并且需要足够的埋深，才能保住基础不被冲刷，网格排才不致破坏。
在整治多沙游荡性河道实验研究中提出采用预制钢筋砼四面六边透水框架群治河护岸。
长江堤防是两岸人民的生命线。
条崩、窝崩是对堤防安全的最大威胁。
条崩的原因是由于岸脚淘刷导致岸坡失稳坍塌。
若采用四面六边透水框架作为护岸材料,减小近岸流速,甚至落淤造滩,就固住了岸坡,这是一种可行的有效的新型护岸措施。
混凝土四面六边透水框架
混凝土四面六边透水框架群技术在河道整治、护岸及抢险中的应用徐国宾1,张耀哲2（1.天津大学建筑工程学院,天津300072;2. 西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西省杨凌712100）摘要：混凝土四面六边透水框架是一种新型江河护岸工程技术。
通过室内试验，研究了四面六边透水框架淤滩固脚护岸的可行性，以及透水框架布设方式、结构尺寸对减速落淤的影响。
在室内试验研究成果基础上，将四面六边透水框架用于实际护岸工程中。
室内试验和实际工程应用均表明，这种新型的透水框架具有十分明显的减速落淤效果，护岸效果优于传统的护岸工程技术，是一种值得大力推广的护岸新技术。
关键词：四面六边透水框架；河道整治；护岸；抢险混凝土四面六边透水框架系原水利部西北水利科学研究所在20世纪90年代初研制成功的一种新型护岸工程技术[1,2]，已获国家实用新型专利。
1996年开始应用在长江干堤上，并经受了1998年长江特大洪水考验。
因而被水利部作为推广项目列入《98灾后堤防加固15项推荐技术指南》中，该项技术同时还获得了陕西省2000年度科技进步二等奖。
目前，这项技术已推广应用于河道整治、护岸及抢险中[3～8]，且效果显著。
下面对这一新型护岸工程技术的工作机理、特点，室内试验研究成果，以及透水框架几何尺度的设计原则与方法和工程应用实例及效果作一介绍。
1. 工作机理、特点1．1工作机理护岸工程按工作机理，可分为实体护岸和透水护岸两种。
实体护岸是以实体抗冲材料构筑护岸工程，来抵抗水流的冲刷或将主流导离堤岸，达到护岸目的。
透水护岸不是强迫水流改变方向，而是允许水流通过，当水流通过时，利用本身构件来逐渐消减水流的动能，减缓流速，并促使水中泥沙落淤，达到淤滩护岸目的。
混凝土四面六边透水框架由预制的6根长度相等的钢筋混凝土框杆相互连接组成，呈正三棱锥体（见图1）。
将透水框架群布设在需要防护的堤岸临河侧，可以起到滞流减速落淤作用。
1．2特点利用四面六边透水框架群护岸能有效地避免实体护岸工程基础容易被淘刷而影响自身稳定问题。
混凝土四面六边体护岸工程施工质量控制
关
键
词 ： 凝 土 四 面 六 边体 ；护 岸 工程 ；施 工 质 量 ； 量 控 制 混 质
文献标志码 ： Ａ
中图 法分 类号 ： Ｖ ６ Ｔ ８１
混凝 土 四面 六边体 透水 框架 由 ６根长 度相 同的 钢 筋 混凝 土杆件端 部 三 三相 互 连 接 ， 呈正 三 棱锥 体 。将
所 研究 开发 出该 护 岸工 程 技 术后 ， 北 水 利科 学 研 究 西
混凝 土 四面六边体 施工及 质量 控制进 行分析 和探讨 。
１ 工程设计
相 关研 究表 明 ， 架杆 件 截 面形 状 以正方 形 或 三 框 角形 的框架结 构减 速促 淤效果较 佳 ， 用正 方形为好 ， 采
济社会 效益 。 但 各地 的实施 单 位均 只根 据经 验 制 订施 工 工艺 ，
收稿 日期 ： ０ ２ ９—１ ０ ２—１ ４
作者简介 ： 景卫华， 工程 师， ｅｈａ ６ ．ｏ 男， 从 堤 ａ ：ｎｗ ｉｕ＠１ ３ ｃｒ ｌｉ ｎ
工 各 环 节质 量 控 制 进 行 了分 析 。 施 工 质 量控 制 的要 点 主 要 在 于 混 凝 土 框 架杆 件 制 作 质 量 和 框 架抛 投 的 数 量 及 位 置 准确 性 。根 据 水 ｆ 工 程 相 关 规 范 和标 准 ， 出 了混凝 土 四 面 六边 体 护 岸 工 程 施 工 质 量检 验 和 评 定 的建 ｔ ． １ 提
验 ， 凝土 四面六 边体 护 岸 布置 宜 采用 梳 式 平顺 布 置 混
形式 。
所、 江西 省水利 科学研 究 所 和 河海 大 学 等单 位 相 继 开 展 了对 混凝土 四面 六边 体 框架 群 的减 速落 淤 效 果 、 布
关于四面六边体护岸技术的几点浅见
群 的消 能后 流速小 于泥沙 的沉 降速度 时 ，将会 促进 水 体 中泥沙 的淤积沉 淀 ，从 而进 一步增 强 了对 堤 防
岸 滩 的保 护 。
１ ２ 生 态 效 应 评 价 ．
效果 。长江南 京 河段 采 用 该技 术 在 新 济洲 尾 右 缘 、 八卦 洲左缘 和三江 口节点 护岸 工程 中加 以应 用 ，本
利 用 抛 投 四面 六 边 透 水框 架群 来 护 堤 固岸 ，并 在 一 些 实 际 工 程 中 得 到应 用 ，取 得 了 良好 的 工 程 效 果 。 【 键 词】 河 湖 关
【 圈 分 类 号】 Ｔ ７ 【 献 标 识 码】 Ｂ 【 章 编 号】 １７ —２ ６ （ ０ ０ ０ 一Ｏ ９ 一Ｏ 中 Ｖ８ １ 文 文 ６２ ４ ９ ２ １） ５ ｏ ７ ３
的消能 。因此利 用框 架群这 种 同时具备 透水和 阻水 消 能的特点 ，可以对水 流进 行多层 次 、分 级式 消能 逐步 消弱水 流 的冲刷能 量 ，减 低水 流对提 防岸滩 的 冲刷 ，实现 了从传 统护岸 技术 中的集 中消 能到逐 步 分 级式 消能 的转变 。当水 流经过 四面 六边透 水框架
抗 冲护岸 （ 也称 “ 阻水 ”式 防护） 和减速 护岸 （ 也 称 “ 亲水” 式 防护 ）两类 。抛 石护岸 、混 凝土 铰链 排 、模 袋混凝 土等 传统 护岸方 式对水 流采用 的是 集 中消 能 ，这样 一方 面不但会 造成 水流 对 防护 措施 的
四面六边 体框架 群工程 费用 最低 。而且传 统护岸 采
取 的是 集 中消 能 ，工 程 使 用 过 程 中 须 不 断 加 强 维
护 、补 充甚 至重新 施工 ，可见 传统 的方法 虽然在 短 期 内防护效果 比较 明显 ，但从 中 、长期来看存 在着
护岸框架
题 目 护岸框架关 键 词 四面六边透水框架群；架空率；减速率；摘 要：四面六边透水框架群是近年来发展起来的一种新型的“亲水”式生态护堤固岸技术。
本文通过探讨框架群护岸的作用机理，为框架群的应用推广提供指导依据。
将透水框架群其布设在需要防护的堤岸临河侧，当水流通过时，利用本身构件来逐渐消减水流的动能，减缓流速，促使水中泥沙落淤，达到淤滩护岸的目的。
从框架群的单位体积架空率、框架尺寸和框架按水平顺水流方向的铺设长度出发，探讨这三个因素对减速促淤效果的影响，为护岸工程的应用提供参考依据。
通过分析，建立单个四面六边框架的架空率、长宽比和框架群的顺水流的长度的与减速率关系曲线可知：在杆件长宽比18~15=λ，架空率5.5~4=ε时框架群具有较好的减速效果，框架群的减速率也比较高，能够使得框架群的阻水消能作用和“亲水”功能较好的结合起来，有利于框架群的“亲水”式生态护岸。
在杆件长宽比16=λ、架空率8.4=ε时框架群的减速效果最好。
单个四面六边透水框架群的减速效果同时受架空率和杆件长宽比的控制，在工程中可根据实际需要，选择适当的框架群结构特征条件，使得架空率和杆件长宽比尽可能落在其最佳作用范围，使得单个框架群能够充分发挥其防护作用。
在框架群间水平顺水流方向的长度一定的情况下，随着框架群抛投长度的增加，减速率也逐渐增大。
当长度为m 10时，其减速率与m 20时相近（仅差3~1个百分点），抛投长度小于m 10时，减速率则有明显下降，因此，工程中抛投长度取用m m 20~10较为适宜。
四面六边透水框架构件能工厂化批量生产是提高构件生产厂家各个环节的管理与工艺水平是降低成本的第一步，是引入市场竞争机制是减少成品构件生产成本的有效手段。
用行业规范与标准的形式完善和统一四面六边透水框架群治河护岸防冲技术的设计施工与管理，具有现实意义和紧迫性。
英文摘要（选填）Four six-side pervious framework group are developed in recent years a new type of "hydrophilic" type eco-berm-solid Bank technology. This article by exploring frames role of Bank protection mechanism, to guide the Group promoting the application of the framework basis. Will be laid by the permeable frames of their protection required of levees and river side, when water flows through, and using their own components to gradually reduce kinetic energy of the flow, slow flow rate, prompted falls of water and sediment deposition, achieve the purpose of silt Beach shore protection. From frames of unit volume frame size, and frame rate of overhead starting laying length of horizontal Parallel to the flow direction, explore these three factors impact on deceleration and accretion promotion, application for Bank revetment works of reference.Through analysis, the establishment of a single six-sided frame on all four sides of overhead rate, aspect ratio, and frames times the length of the stream and the deceleration rate curve:Aspect ratio is from fifteen to eighteen in bars, overhead frames when the rate is from four to five point five ,which has the effect better speed, high rate of deceleration of the frames, allowing water dissipation effects-resistance of frame groups and "hydrophilic" feature better combine frames-friendly "hydrophilic" type of ecological Bank protection.Aspect ratio is sixteen in bars, overhead frames when the rate is four point eight of deceleration of the work best .Single deceleration of four six-side pervious framework group subject to overhead ratio and pole's aspect ratio control, according to actual needs in the project, select the appropriate frames feature a condition, makes the overhead ratio and pole's length-width ratio fell in its best possible effect, making individual frames to fully perform its protective function.In between horizontal Parallel to the flow direction of the length of the frame under certain circumstances, as the frames drop length increases, slow down rate increases. When the length is ten meters, its deceleration rate with the closest is twenty meters (only a percentage point), when the drop is less than ten meters, deceleration rate has dropped significantly, so drop length from ten meters to twenty meters is more appropriate to use in the project.Four six-side pervious framework factory mass production of components are raise component suppliers of various key management and technological level is the first step in reducing costs, is to introduce market competition mechanism is to reduce the finished widget production cost effective means. With industry norms and standards in the form of improved and uniform surrounded by six-side pervious framework group of river bank protection and scour technology for design, construction and management, relevance and urgency.一、问题重述长期以来，河道整治中习惯采用实体材料构筑建筑物，如丁坝护坡和抛石护脚，实践证明，这些措施不够经济，且容易被洪水冲毁。
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Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２—１ １ ４ ４ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ４ ． ０ ０ ９
四面 六 边 透 水 框 架 构 筑 心 滩 防 护 工 程 清 水 冲刷 试 验 研 究
李 晶 ， 喻 涛２ ， 王平义２
（ １ ． 长江宜宾航 道局 ，四川 宜宾 ６ ４ ４ ０ ０ ０ ； ２ ． 重庆交通大学 河海学 院，重庆 ４ ０ ０ ０ ７ ４ ） 摘 要 ：四面六边体透水框架作为一种航道整治建筑物广泛应用于长江 中下游航 道整治过程 中并取得
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｖ １ ３ １ ． ６ １ ； Ｔ Ｖ ３ ３ ２ ． １ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ —１ １ ４ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ －０ ０ ５ ０ － － － ０ ５
Ｓ ｃ ｏ ｕ ｒ ｉ ｎｇ Ｅｘ ｐ ｅ ｉｍ ｅ ｒ ｎ ｔ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｄｉ ａ ｒ ａ Ｐｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｃｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
２ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆＲ ｉ ｖ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｏ ｃ ｅ ａ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｃ ｏｎ ｈ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ ４ ０ ０ ０ ７ ４ ，Ｃ ｈｉ ｎ ａ ）
第１ ２ 卷第 ４ 期
２ ０ １ ４年 ８月
水 利与建 筑工 程学 报
ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ａ ｒ ｃ ｈ
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Ｖｏ １ ． １ ２ Ｎｏ． ４ Ａｕ ｇ．， ２０１４
了较好 的效果 ， 但 也存 在大面积损毁 现象 。为此 ， 通过水槽 概化模 型试验 ， 对 四面六边体 透水框架 群守 护心滩时滩体及透水框架群变形特点进行 了分析 ， 结果表明 ： 相 同流量下 ， 并非心滩 淹没程度越低 ， 滩体 冲刷 破坏 越严 重 ； 在框架群 的下边缘和两侧透水框架易 发生位移 ； 透水 框架群应 用于浅 滩整治工 程时 ， 框架杆件长度及总体布置方案应进行优化和论 证。 关键词 ：四面六 边体 透水框 ； 心滩 ， 水槽试验 ； 河床变形