王世琦

（中國電建集團(tuán)北京勘測設(shè)計研究院有限公司，中國 北京 100024）

河道堤防是我國防洪體系重要的組成部分，現(xiàn)有堤防有三大特點：一是地基條件差，堤防傍河而建，底線選擇受到河勢條件制約，基礎(chǔ)大多為沙基，而且絕大部分未做基礎(chǔ)處理；二是堤身建筑質(zhì)量差，不少堤防是在原民堤的基礎(chǔ)上，經(jīng)理年逐漸加高培厚而成，往往質(zhì)量不佳；三是堤厚坑塘多，尤其是長江干堤和洞庭湖、鄱陽湖區(qū)，多年來普遍在堤后取土筑堤，使堤后坑塘密布，覆蓋薄弱。因此，當(dāng)遭遇洪水時堤防經(jīng)常發(fā)生管涌、滑坡、崩岸和滿溢等危險情況，嚴(yán)重導(dǎo)致大堤潰決。因此，對現(xiàn)有堤防進(jìn)行除險加固是當(dāng)前水利建設(shè)的一項重要任務(wù)，本節(jié)將簡要探討當(dāng)前河道堤防的加高培厚技術(shù)。

1 堤身加高培厚

經(jīng)分析論證確實堤防加固高度厚，應(yīng)根據(jù)安全可靠、因地制宜的原則選擇加固斷面的結(jié)構(gòu)形式。我國絕大多數(shù)堤防為粘性均質(zhì)地。若無特殊原因，一般多選擇與堤防相同的土料加固堤身，結(jié)構(gòu)簡單，施工便利，有利于新老涂層間的結(jié)合。若原筑堤粘性土料短缺，且堤防加高幅度大，所需粘性土料量大，則可選擇復(fù)式斷面結(jié)構(gòu)形式，以少量粘土作防滲斜墻，以砂礫石、碎石料或矸石料作支撐。

2 均質(zhì)堤形加高

2.1 土料選擇

（1）土料的滲透系數(shù)不大于10-4cm/s；

（2）土料的粘粒應(yīng)與原堤土相當(dāng)或略低，土料的滲透系數(shù)應(yīng)該與原堤土相當(dāng)或者略大；

（3）土料天然含水率盡量接近最優(yōu)含水率；

（4）重要地方的料場應(yīng)該離堤角300m以外；

（5）若堤防附近無合適土源，則料場選擇還應(yīng)考慮運距、交通方便、造價等因素。

2.2 背水面培厚加高

背水面培厚加高形式具有土源相對豐富、施工方便的優(yōu)點，但也應(yīng)該注意防止新老結(jié)合面成為滲流薄弱面。堤頂寬度應(yīng)滿足交通要求，堤坡可擬定1:3，經(jīng)穩(wěn)定計算后確定。堤高大于6m者，背水坡應(yīng)設(shè)戧臺，其頂寬不小于2米，戧臺頂高程應(yīng)在設(shè)計水位時的滲流出逸點以上。浸潤線與滲流出逸點應(yīng)通過計算確定。原堤防鄰水坡應(yīng)按加高設(shè)計坡度鎮(zhèn)坡。

2.3 臨水面培厚加高

當(dāng)河道整治需要或背水坡有其他工程設(shè)置無法培厚時，可考慮在臨水面培厚堤防。若需在臨水面取土，則取土范圍應(yīng)在堤角50m以外，取土深度不超過1.5m。土料的滲透系數(shù)應(yīng)小于或相當(dāng)于原堤土料的滲透系數(shù)。原堤防背水坡應(yīng)按加高設(shè)計坡度削坡，臨水坡應(yīng)挖成臺階狀，按緩于1:3的坡連接，以利于新、老堤身的結(jié)合。加高培厚的臨水坡穩(wěn)定復(fù)核計算，應(yīng)考慮設(shè)計水位降落時的反向滲透力及土體結(jié)合面浸水后的抗剪強度降低。汛期退水時應(yīng)加強對臨水面加高堤段的觀察。

3 復(fù)式堤形加高

將原堤防按粘性土斜墻加高。斜墻土料選擇粘粒含量小于15%～30%的沙土或者含量小于30%～40%的粘土。支撐體選擇最大粒徑小于60mm的砂礫石。黏性土斜墻的底部應(yīng)深入原堤身1m，斜墻底寬2～3m，具體可按接觸滲徑大于1/4～1/3的水頭計算，頂寬1m，斜墻頂部應(yīng)高出設(shè)計水位0.5m。

4 防洪墻式堤形加高

4.1 以混凝土或漿物砌石墻加高土堤

城市堤防加高，往往因場地所限而采取防洪墻形式。防洪墻一般有鋼筋混凝土擋土墻和漿砌石擋土墻作為堤頂路面。墻高一般不大于5～6m，防洪墻布置在鄰水堤肩處，墻背水側(cè)中下部填土作為堤頂路面，上部1.2～1.5m作為防浪墻擋水，防洪墻的穩(wěn)定和強度應(yīng)按照擋土墻復(fù)核。

4.2 以混凝土墻加高防洪墻

防洪墻一般采用臨水面加厚加高?？稍谠瓭{砌石或混凝土防洪墻的臨水面設(shè)置齒槽，深度約為60cm，然后在原防洪墻臨水面現(xiàn)澆鋼筋混凝土防洪墻，具體尺寸可根據(jù)實際情況按擋土墻計算確定。

5 吹填固堤

吹填固堤是利用泥漿將河中或河床的水沙，通過管道送到堤防背水側(cè)的於區(qū)，已達(dá)到加大堤身斷面、加固堤防的目的。吹填固堤有以下幾種方法：

5.1 簡易吸泥船

20世紀(jì)70年代初，黃河下游首先自制簡易吸泥船進(jìn)行吹填固堤。因為簡易吸泥船結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、造價低、見效快、適應(yīng)性強，大部分地方存在的問題都能進(jìn)行解決。因此，很快在黃河下游得到了推廣。簡易吸泥船船體分為鋼、木、水泥三種，以鋼殼船最多。船長約15m、寬約5m、吃水深度0.6m左右。簡易吸泥船的主要設(shè)備由排泥漿系統(tǒng)、造將系統(tǒng)、附屬設(shè)備3個部分組成。

簡易吸泥船的主要生產(chǎn)原理是用高壓水槍攪動河床泥沙，形成高濃度泥漿，用泥漿機抽吸泥漿，通過管道將泥漿送到於區(qū)。泥沙沉淀，清水排走，經(jīng)過土體排水固結(jié)，近年來大力開展吸泥船遠(yuǎn)距離輸沙試驗，輸沙距離從原來的約100m發(fā)展到現(xiàn)在3000m以上。

5.2 小泥漿船

黃河在河南境內(nèi)的寬河段，為了解決河寬、攤大、輸沙距離過遠(yuǎn)的問題，采用了小泥漿臨河挖攤抽吸沙進(jìn)行吹填固堤，取得了較好的效果。

5.3 挖泥船

國內(nèi)常使用的挖泥船一般有鉸刀式挖泥船、鏈斗式挖泥船、抓揚式挖泥船和鏟斗式挖泥船共4種，固定船位一般要靠岸近，以減少管道長度和復(fù)通數(shù)量，并便于與岸上聯(lián)系和固定船位，但也應(yīng)該與岸坡保持適當(dāng)距離，以防河床挖深后造成坍塌。

料場一般選擇在靠水的嫩攤上，嫩攤沙料豐富，土質(zhì)疏松，易于抽吸開挖。無嫩攤時，應(yīng)盡量選擇在水淺的部位。於區(qū)工程包括圍堤和泄水建筑物等部分。泥漿在圍堤以內(nèi)沉淀，沉淀后的清水由泄水建筑排走。落雨沉淀的土方，徑排水固結(jié)就成了堤防斷面的一部分，加大了堤防斷面，起到了固堤作用。