劉 鑫

（安徽省宣城市水利水電建筑勘測設(shè)計院，安徽 宣城 242000）

1 工程概況

雙橋聯(lián)圩位于宣城市城區(qū)東部，以水陽江與城東聯(lián)圩隔河相望，雙橋片城市規(guī)劃區(qū)及規(guī)劃建設(shè)的宣州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)位于雙橋聯(lián)圩中上部。圩區(qū)內(nèi)總匯水面積120 km2，圩區(qū)面積80.4 km2。

雙橋聯(lián)圩水陽江堤自佟公壩經(jīng)孫埠至雙橋閘，堤長23 km，堤頂高程分別為 25.96 m(黃海高程，下同)、22.79 m、18.64 m，頂寬2~6 m，內(nèi)外坡坡比約為1∶1.2~1∶2.5。

雙橋聯(lián)圩水陽江堤防呈長條狀，南高北低，地勢起伏較大，堤線長，標準低。堤內(nèi)臨坡腳源塘較多，常造成堤防塌方。隨著城市的建設(shè)，為確保人民生命財產(chǎn)安全，保障城市社會經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，雙橋聯(lián)圩堤防加固工程的建設(shè)迫在眉睫。根據(jù)輕重緩急的原則，擬對雙橋聯(lián)圩堤防樁號K18+400~K22+700段（水陽江堤防）進行防滲加固處理。

2 工程地質(zhì)情況

根據(jù)地質(zhì)工程勘察報告，擬加固段堤防地質(zhì)情況如下：

①層：堤身填筑土成份較復雜，以輕～中～重粉質(zhì)壤土、砂質(zhì)粘土、重砂壤土為主，夾含少量中細砂、粉土；多呈稍密狀，部分松散，少量中密狀；滲透系數(shù)平均值2.4×10-5cm/s。

②層：中、重粉質(zhì)壤土夾粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘土等，灰-灰黃色，多呈可塑狀，少量軟塑狀，該層土上部有厚0.5～1.5 m的淤泥或淤泥質(zhì)土，該層厚0.60～5.20 m；滲透系數(shù)平均值為1.6×10-5cm/s，屬弱—微透水性。

③層（Q4）即砂卵石土，該層全堤段均有分布，但厚薄不等，灰、灰黃色，雜色，卵石成份多為石英、石英砂巖等，多呈稍密～中密狀，少量松散或密實狀，含量在40%~60%左右，分選較差，多呈次圓狀，中粗砂充填。該層厚度一般4.70～8.90 m。卵石土滲透系數(shù)平均值為1.2×10-2cm/s之間，屬強透水性。

第④層（K）即粉(泥)質(zhì)砂巖夾礫巖，紅—棕黃色，本次勘察未揭穿，控制厚度為1.0～3.0 m左右，通過調(diào)查，該層厚達300 m左右，該層上部0.8～1.5 m為全一強風化，以下為弱風化—微風化；滲透系數(shù)K=2.0×10-7cm/s，屬極微透水性。

3 堤防存在問題

①擬加固段堤防堤身單薄，堤坡陡峭，且堤身填筑質(zhì)量較差。堤防大多由老百姓自發(fā)填筑，經(jīng)歷多年形成，堤內(nèi)外坡呈1∶1.2～1∶2.5變化，外坡相對更陡，并且堤頂較窄，堤身單薄，加之堤身填筑質(zhì)量較差，汛期容易發(fā)生滑坡及滲漏險情。

②擬加固段堤防堤基為雙層堤基，由于堤身填筑土料粘性差，粉性重，并含有粉細砂；堤基上覆第二層壤土層很薄或缺失，強透水砂及卵石層頂面較高，在汛期高水位時，堤防多處伴有管涌及滑坡險情，威脅堤防安全。

4 防滲加固方案比選

雙橋聯(lián)圩水陽江段堤防堤身較單薄，堤身填筑土成份較復雜且土質(zhì)較差，堤基為卵石層較厚，采取水平防滲加固方案實施難度較大，本次除險加固擬采用垂直防滲措施。根據(jù)本地區(qū)已建工程經(jīng)驗和結(jié)合本工程實際情況，防滲處理措施主要考慮以下兩種比選方案：①高壓擺噴防滲墻方案；②多頭小直徑深層攪拌樁防滲墻方案。對以上兩種防滲方案進行施工條件，工程造價，防滲效果等技術(shù)、經(jīng)濟性能比較，具體比較見表1。

表1 堤防防滲加固方案比較表

多頭小直徑深層攪拌樁方案雖然造價較低，但由于堤基卵石層較厚，達到4.70～8.90 m，多頭小直徑深層攪拌樁防滲墻不適用于強透水地基；高壓擺噴防滲墻方案雖然造價較高，但適用于各類堤基，特別是對堤基復雜的堤防采用高壓擺噴防滲墻，防滲效果好。經(jīng)過綜合分析比較，選擇高壓擺噴防滲墻作為此段堤防防滲加固方案。

5 高壓擺噴防滲墻設(shè)計

自堤頂軸線方向靠迎水側(cè)1 m布置高壓噴射灌漿防滲墻，墻頂高程取堤防設(shè)計洪水位+0.5 m，設(shè)計采用單排擺噴交聯(lián)柱列形墻體，孔距1.2 m，設(shè)計樁徑1.5 m，灌漿孔深入第⑤層泥質(zhì)砂巖層1 m，最大深度約14 m，如圖1所示。根據(jù)地形資料，防滲墻承受最大水頭約5.0 m，按1%鉆孔垂直偏差計算的墻體有效厚度約0.5 m，計算滲透坡降為18，小于防滲墻允許滲透坡降[i]=80～100，按單排布置高壓擺噴墻可以滿足防滲需要。

根據(jù)以上布置，高壓擺噴防滲墻總長度4300 m，擺噴墻平均深度13.4 m，總共需鉆孔灌漿48025.6 m。

高壓噴射灌漿可以在地基應力不釋放的情況下完成。形成的墻體彈模為1.0×10-3MPa，能適應土體的變形，可以與原地層緊密結(jié)合，施工時對外河水位不敏感。

圖1 典型橫斷面高壓擺噴防滲墻設(shè)計圖

高壓擺噴采用對接方式，對接角度為60°，分序施工，先噴一序孔，后噴二序孔，如圖2所示。高壓擺噴灌漿采用三管法施工，主要施工參數(shù)初定為：水壓力35～40 MPa，水量70～80 L/min，氣壓 0.6～0.8 MPa，氣量 0.8～1.2 m/min，灌漿壓力0.2～1.0 MPa 以上，漿量 60～80 L/min，噴射管提升速度8～15 cm/min；水泥漿液比重1.5，灌漿材料為42.5#普通硅酸巖水泥漿液。

圖2 高壓擺噴灌漿孔布置圖

6 結(jié)論

堤防高壓擺噴防滲墻試驗樁完工后，建設(shè)單位委托檢測機構(gòu)進行了圍井及搭接試驗，試驗結(jié)果表明防滲墻墻體的滲透系數(shù)小于1.0×10-5cm/s,抗壓強度大于3 MPa。符合《水電水利工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》的要求。

工程于2013年完工，經(jīng)過幾個汛期高水位洪水的檢驗，特別是2016年水陽江中下游流域普降暴雨，雙橋聯(lián)圩堤防多處出現(xiàn)險情，但加固段堤防未發(fā)生滲漏、管涌現(xiàn)象，工程質(zhì)量得到保證。

圩區(qū)堤防堤身堤基較復雜，一般存在強透水層，高壓擺噴防滲墻適用于各類地基，且防滲效果較好。類似的圩區(qū)堤防加固除險工程防滲方案可采用高壓擺噴防滲墻方案。

[1]毛昶熙.滲流計算分析與控制[M].北京：中國水利水電出版社，2003:306-318.

[2]GB50286-2013.堤防工程設(shè)計規(guī)范[S].

[3]DL/T5200-2004.水電水利工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范[S].