1、前言

  隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展,防洪問題對國民經(jīng)濟(jì)的影響及可持續(xù)發(fā)展的制約越來越突出,特別是淮河、長江兩大流域相繼發(fā)生特大洪水后,更是引起國家和各級政府部門的高度重視,引發(fā)了新一輪的水利建設(shè)熱潮,尤為各級防洪工程的投建。對于每個工程技術(shù)人員來說,如何采取合理、有效的措施,確保各項防洪工程的安全、經(jīng)濟(jì),都是需要深思熟慮的問題。

  本文就防洪堤建設(shè)設(shè)計堤線布置和堤基防滲處理談?wù)勛约旱目捶ǎ怨﹨⒖肌?/p>

  2、防洪堤堤線布置和選擇

  防洪堤堤線布置和選擇的優(yōu)劣,直接關(guān)系到整個工程的合理性和建成后所發(fā)揮的功用,尤其對工程投資大小影響重大。堤線布置和選擇時,應(yīng)根據(jù)防洪規(guī)劃,地形、地勢、地貌和地質(zhì)條件,結(jié)合現(xiàn)有及擬建筑物的位置、型式、施工條件和河流歷史演變,充分估計下伏層地質(zhì)狀況,經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比評后綜合分析確定。

  2.1在地形地勢上,應(yīng)避開淤灘泛灘、崩岸、沉積等原因形成的地帶,這些地帶從實地看一般略高,原為河道過水的一部分,其下伏地層一般由淤泥、砂、卵礫層組成,透水性強(qiáng),層土較為松散,穩(wěn)定性低;開挖、壓填或防滲處理工程量大,從投資上和處理難度上均不可取。而處于河岸邊的階地,從實地看一般較高,一般粘性土覆蓋層較厚,地勢較高,土層密實,可考慮作為新筑堤的基礎(chǔ)。

  2.2在地貌上,由于河堤一般緊排居民集居地,改變堤線比較困難,因此在堤線選擇上,既要注意結(jié)合堤型的選擇,盡量做到少占耕地少拆遷,又要結(jié)合防洪留有適當(dāng)余地,根據(jù)河流制導(dǎo)線要求,布置留有適當(dāng)寬的灘地。由于占地拆遷費(fèi)用很大,牽扯多,處理復(fù)雜,往往會導(dǎo)致工程開工困難和工期拖延,故堤型的選擇極為重要。按照因地制宜、就地取村原則,結(jié)合地形、地勢和地質(zhì)狀況,選擇合適的堤型,如斜坡式堤、直擋墻式堤或直斜復(fù)合式堤等,同時考慮采用加筋土、擋墻式、沉箱式等工程技術(shù)措施使得堤型和堤線布置均可行。

  2.3堤線布置時,應(yīng)進(jìn)行實地踏勘,翻閱歷史記載,深入實地集居地調(diào)查收集洪災(zāi)資料,對河道的歷史演變、改道、泛濫情況進(jìn)行充分的調(diào)查,盡量能避免穿越故河道和歷史泛濫區(qū),從而減少堤基處理措施,節(jié)省投資。

  3、防洪堤基礎(chǔ)防滲處理

  堤線布置選擇主要是根據(jù)防洪規(guī)劃和保護(hù)對象的要求,或歷史形成的,對堤防基礎(chǔ)條件好壞考慮較少,加上堤防工程面廣線長,什么基礎(chǔ)都能碰到,而國家資金的投入有限,故堤防基礎(chǔ)處理困難是比較大的。

  堤基的土層結(jié)構(gòu)及各土層厚度、水文地質(zhì)狀況,還有需加以探明的天然暗溝和動物巢穴(如白蟻洞)等,決定了防洪堤的防滲處理方案。針對建于河岸邊的大多數(shù)防洪堤的堤基,地層性質(zhì)為沉積(或沖積)土形成,地層多以砂層和卵礫石層為主,土層結(jié)構(gòu)由粘性(或砂性)土、淤泥、砂、卵礫構(gòu)成的復(fù)雜地基。以下就談?wù)剬Υ祟惖袒姆罎B處理:

  3.1對于相對不透水層埋藏較深、透水層較厚的堤基,當(dāng)臨水側(cè)有穩(wěn)定灘地時宜采用水平防滲處理,一般是采用鋪蓋的方法;當(dāng)臨水側(cè)灘地難以滿足設(shè)鋪蓋時,也可考慮采用粘性土截水槽或建造地下截水墻方法;以上兩種方法均是起到延長滲徑,減小水頭壓力作用,使堤防難以達(dá)到穩(wěn)定滲流,從而保護(hù)堤防安全。鋪蓋防滲是國內(nèi)外常用的方法,如長江無為大堤中的惠生堤是用長度30m的粘土鋪蓋防滲,經(jīng)多次洪水考驗,卓有成效。

  3.2對于由粘性土、砂卵礫構(gòu)成的淺層透水堤基,宜采用粘性土截水槽或其他垂直防滲措施截滲。此類堤基結(jié)構(gòu)一般為上部堤是較厚的粘性土層,中間為砂或卵礫石強(qiáng)透水層,下部為相對不透水層,形成雙層地基,其破形成主要有以下兩種:

  3.2.1地面上部粘性土層破壞,堤內(nèi)地下水潛伏,滲透破壞表現(xiàn)為管涌、沸砂。

  此類破壞多發(fā)生于堤后池塘、溝渠或耕植土深挖處,需進(jìn)行填塘固基處理。

  3.2.2有粘性土蓋板情況下,堤內(nèi)地下水為承壓水。由于河床較深,與堤基強(qiáng)透水層相通,當(dāng)洪水期時水位抬高,壓力增大,粘性土頂板遭沖決而產(chǎn)生激涌、沸砂和地表塌陷。

  此類破壞一般是由于粘性土蓋板較薄,承壓水頭太大引起的。如漳州市保護(hù)市區(qū)的石堤堤段,全長2.175公里,1986年以前石堤后的澄觀道居民區(qū),一來洪水就到處發(fā)生管涌沸砂,雖經(jīng)填堵和設(shè)置減壓井,及未能解決問題,1985年發(fā)生洪水(約相當(dāng)于十年一遇)時連離堤腳100多米的水井仍然冒水出流。1986年在堤基下構(gòu)筑高壓噴射混凝土防滲墻,樁號0+000~0+760為懸掛式,0+760~2+175為封閉式(即防滲墻構(gòu)筑至不透水層),原來嚴(yán)重漏水段(1+100~1+300和1+400~1+800)在構(gòu)筑防滲墻后,堤后漏水已得到解決,嚴(yán)重漏水段(0+150~0+300)堤后漏水情況也得到大大改善,運(yùn)行至今效果良好。

  3.3對于由粘性土或淤泥、砂、卵礫構(gòu)成的深層透水堤基,宜采用堤后壓載、設(shè)排水減壓溝或減壓井等措施,使得堤基滲出口滲透坡降小于允許滲透坡降。當(dāng)表層弱透水層較厚時,宜采用堤后壓載;當(dāng)表層弱透水層較薄時,可考慮采用減壓溝或減壓井。如安徽長江同馬大堤,透水層厚達(dá)100m,表層為弱透水層,為了保護(hù)大堤,在匯口、喬墩、朱墩、甘家橋四段采用減壓井處理,共設(shè)67口減壓井,已運(yùn)用多年;而采用堤后壓載的就更多,如長江和淮河堤防就多處采用堤后壓載,都取得預(yù)期的效果。

  減壓溝(井)始建工程量小,但管理維護(hù)工作量大,特別是減壓井容易淤堵,洗井費(fèi)用很高;堤后壓載始建時工程量大,有時鋪蓋料要經(jīng)過遠(yuǎn)程運(yùn)輸,費(fèi)用較大,但管理維修容易。故應(yīng)根據(jù)具體堤防的實際情況,經(jīng)過全面論證,選擇經(jīng)濟(jì)合理的處理措施。同時,通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比評還可結(jié)合其他工程措施如采用懸掛式防滲墻一起來處理堤防防滲。如保護(hù)漳州市區(qū)的康山土堤的防滲加固:

  該段土堤建成于1961年,堤身高度5~7m,堤身蟻穴隱患多,堤身較為單薄,堤基滲漏嚴(yán)重。1984年曾挖蟻穴21處,并在做劈裂灌漿時下了666藥粉,但仍杜絕不了,常是此滅彼生。從堤基的地質(zhì)資料揭示,堤基屬沖洪積和淤積層,由透水性強(qiáng)的砂土層、砂層和卵石層組成,堤基強(qiáng)透水層達(dá)16~24m,因修建堤防時,未對地基作適當(dāng)處理,汛期外江水位上漲,堤內(nèi)便發(fā)生不同程度的滲透管涌。為了使堤防能抗御百年一遇洪水,除需加厚堤身外,應(yīng)特別處理好堤身及堤基的滲漏問題,并杜絕白蟻繁殖生災(zāi)。經(jīng)過方案比較,確定采用設(shè)置減壓井和構(gòu)筑射水法懸掛式混凝土連續(xù)防滲墻相結(jié)合的處理方案,首先在漏水嚴(yán)重地段的堤后設(shè)置減壓井以降低滲流滲出口滲透坡降,同時在堤的迎水坡上穿過堤身構(gòu)筑射水法懸掛式混凝土連續(xù)防滲墻以增長滲徑,有效地切斷白蟻取水通道而杜絕白蟻隱患,經(jīng)過滲流計算時,當(dāng)防滲墻進(jìn)入堤基長度足夠使堤基滲出口滲透坡降小于允許滲透坡降時,堤后就不產(chǎn)生管涌砂沸,故能有效地解決堤身和堤基的防滲問題。而且施工機(jī)械化,工效快、技術(shù)上有把握。

  4、結(jié)束語

  4.1筆者認(rèn)為,防洪堤是保護(hù)國家和人民生命財產(chǎn)的生命線工程,堤線長,保護(hù)范圍廣,工程和資金投入巨大。因此,堤線的布置和選擇應(yīng)經(jīng)過充分論證,經(jīng)過各方面的綜合比較,才能達(dá)到最經(jīng)濟(jì)、安全和合理。

  4.2其次,防洪堤堤基防滲是堤防建設(shè)的一個關(guān)鍵問題,要根據(jù)堤身堤基的歷史現(xiàn)狀,通過勘探全面了解堤基組成和各土層情況,通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較,采取合理、有效和經(jīng)濟(jì)和處理措施。

  總之,堤防工程建設(shè)關(guān)系重大,不僅在堤線布置和堤基防滲問題處理上,其他各方面我們也得從為國家和人民利益出發(fā),認(rèn)真、細(xì)致做好每一項工作。