摘 要：洪澤湖大堤為1級建筑物，也是千年老堤，在長期擋水過程中歷經(jīng)損毀，決而復(fù)堵、毀而重建，在堤身內(nèi)部留下很多亂石堆、埽工、淤泥等隱患。運(yùn)用鉆孔取樣及靜力觸探試驗(yàn)法進(jìn)一步查明洪澤湖大堤堤身內(nèi)的隱患。

關(guān)鍵詞：隱患探測；靜力觸探；鉆孔取樣；洪澤湖大堤

中圖分類號：TV871 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1004-7344（2018）29-0162-02

1 工程概況

洪澤湖大堤位于洪澤湖東岸，北起淮陰區(qū)碼頭鎮(zhèn)，南至盱眙張莊高地，全長67.25km，另加北端碼頭鎮(zhèn)以北至廢黃河高地3.38km，總長70.63km。在2012年洪澤湖大堤除險(xiǎn)加固過程中，采用壓密注漿的方法對洪澤湖大堤全線進(jìn)行了加固處理，并在大堤迎水側(cè)埋設(shè)了防滲墻，有效的解決了洪澤湖大堤滲流、穩(wěn)定的問題。為了進(jìn)一步查明洪澤湖大堤堤身內(nèi)是否還存在一些其他隱患問題，本次選取了樁號45k+500-46k+000、50k+200-50k+700、53k+800-54k+300三段堤防對堤身范圍內(nèi)的隱患進(jìn)行探查。

2 工作方法及技術(shù)

2.1 鉆孔取樣

鉆孔取樣試驗(yàn)法主要包括鉆孔取樣、注水試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，并通過取土試驗(yàn)做天然干密度試驗(yàn)和擊實(shí)試驗(yàn)等室內(nèi)土工試驗(yàn)，從定量的角度來分析堤身土是否存在松散、軟弱、空洞等隱患。

（1）勘探點(diǎn)定位及高程接測

根據(jù)堤防的里程樁號來布置斷面位置，現(xiàn)場勘探孔完成后，采用JSCORS RTK測量系統(tǒng)進(jìn)行勘探點(diǎn)定位及接測勘探點(diǎn)孔口高程，并利用地物進(jìn)行復(fù)核。

（2）鉆探取樣

鉆探設(shè)備：GXY1型工程鉆機(jī)；鉆進(jìn)方式：回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，全孔泥漿護(hù)壁；取土器與取樣方式：采用貫入式薄壁取土器和厚壁敞口取土器，取樣采用靜壓式和重錘少擊式；樣品質(zhì)量：原狀試樣等級為I～Ⅱ級；取樣間距一般為1.5m，可根據(jù)土層分布情況及現(xiàn)場條件調(diào)整。原狀土樣取出后用膠布包裹并蠟封，豎置于陰涼處，防凍防曬，搬運(yùn)過程中做好防壓、防振措施，及時(shí)送土工試驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)。

（3）注水試驗(yàn)

現(xiàn)場鉆孔注水試驗(yàn)可以測定堤身堆土的滲漏情況。利用現(xiàn)場鉆孔注水試驗(yàn)測的滲透系數(shù)可以直接反映堤身堆土內(nèi)是否存在隱患。

（4）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)

準(zhǔn)貫入試驗(yàn)是采用球閥式自動(dòng)落錘，用重63.5kg的穿心錘自由下落，落距為76cm，將貫入器垂直打入土層15cm后，開始記讀，每擊入10cm記讀一次，合計(jì)打入30cm記讀的錘擊數(shù)即為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)。若標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)較小則說明堤身堆土內(nèi)存在隱患。

2.2 靜力觸探試驗(yàn)

采用雙橋探頭，探頭圓錐錐底截面積15cm2，側(cè)壁面積150cm2，錐角60度采用手搖式靜力觸探儀架。試驗(yàn)采用靜壓法將探頭貫入土中，貫入速率1.2m/min，貫入讀數(shù)間隔為0.1m，現(xiàn)場歸零誤差小于3%，采用溧陽市科爾儀器有限公司生的LMfC-D310型微機(jī)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)。若靜力觸探阻力明顯較小則說明堤身堆土內(nèi)存在隱患。

本文主要對鉆孔注水試驗(yàn)及靜力觸探試驗(yàn)過程進(jìn)行探討。

3 堤身探查工作及分析

通過鉆孔過程和取上來的物體發(fā)現(xiàn)局部堤身內(nèi)含有塊石、腐木、埽工等異常體，本次探查工作共發(fā)現(xiàn)14個(gè)異常體，異常體埋藏深度深淺不一，異常體的具體分布位置及詳細(xì)描述見表1。

3.1 鉆孔注水試驗(yàn)

為了測定洪澤湖大堤堤身土的滲漏情況，在每個(gè)斷面上均安排1個(gè)孔對堤身土進(jìn)行注水試驗(yàn)，共13個(gè)孔、37段次。

鉆孔注水試驗(yàn)是通過鉆孔向試段注水，以確定巖土層滲透系數(shù)的原位試驗(yàn)方法，可分為鉆孔常水頭注水試驗(yàn)和鉆孔降水頭注水試驗(yàn)。本次采用鉆孔常水頭注水法。根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487-2008）附錄F，利用注水試驗(yàn)測得的堤身土滲透系數(shù)來劃分堤身土的滲透性等級，以此來判斷洪澤湖大堤堤身土是否滲漏、松散。

由于堤身土較厚，所以對堤身堆土進(jìn)行分段注水試驗(yàn)。先對上部堤身堆土進(jìn)行注水試驗(yàn)，再打入套管止隔上部堤身堆土后對下部堤身堆土進(jìn)行注水試驗(yàn)。

相據(jù)《水利水電工程注水試驗(yàn)規(guī)程》（SL345-2007），當(dāng)試段位于地下水位以下時(shí)，應(yīng)采用下式計(jì)算試驗(yàn)士層的滲透系數(shù)：

K=16.67Q/（AH）

式中：

K——試驗(yàn)巖士層的滲透系數(shù)（cm/s）；

Q——注入流量（L/min）；

H——試驗(yàn)水頭，cm；等于試驗(yàn)水位與地下水位之差；

A——形狀系數(shù)，cm；按SL345-2007附錄B選用。

當(dāng)試段位于地下水位以上時(shí)，可采用下式計(jì)算試驗(yàn)土層的滲透系數(shù)：

K=7.05Q×lg（2l/r）/（l×H）

式中：

r——鉆孔內(nèi)孔半徑，cm；

l——一試段長度，cm。

計(jì)算結(jié)果見表2。

根據(jù)本次的孔注水試驗(yàn)成果，該段堤身土存在漏水現(xiàn)象，原因主要有以下三個(gè)方面：

①堤身土未碾壓密實(shí)，存在松散現(xiàn)象；②堤身土中含有塊石，塊石之間架空；③堤身含腐木等雜物形成空洞。

堤身堆土的注水試驗(yàn)滲透系數(shù)遠(yuǎn)大于室內(nèi)垂直向試驗(yàn)滲透系數(shù)，這是由于堤身中存在一些空隙、裂縫，甚至空洞，現(xiàn)場注水試驗(yàn)反映的是堤身的滲漏性。室內(nèi)試驗(yàn)反映的是試樣的滲透性，而注水試驗(yàn)則反映了某試段土體的滲透性，就堤防滲透性的綜合評價(jià)和滲流穩(wěn)定分析而言，注水試驗(yàn)成果更有實(shí)際意義，建議堤防加固時(shí)堤身土的采用注水試驗(yàn)成果，或從有利于工程安全考慮，結(jié)合使用。

3.2 靜力觸探試驗(yàn)

靜力觸探試驗(yàn)是用靜力將探頭以一定的速率壓入土中，利用探頭內(nèi)的力傳感器，通過電子量測儀器將探頭受到的貫入阻力記錄下來。由于貫入阻力的大小與土層的性質(zhì)有關(guān)，因此通過貫入阻力的變化情況，可以達(dá)到了解土層的工程性質(zhì)的目的。本次靜力觸探試驗(yàn)采用雙橋探頭測量錐尖阻力（qc）和側(cè)壁阻力（fs）。

由于洪澤湖大堤堤身土中劇本還有塊石，所以本次探查工作只完成靜力觸探試驗(yàn)孔13個(gè)。根據(jù)靜力觸探試驗(yàn)測得洪澤湖大堤堤身土的錐尖阻力為0.06～9.16MPa，離散性較大，表明土體壓實(shí)不均勻；平均錐尖阻力為1.77MPa，錐尖阻力偏小，表明試驗(yàn)堤段堤身土壤較松散。

4 結(jié) 論

通過本次洪澤湖大堤45k+500-46k+000、50k+200-50k+700、53k+800-54k+300段堤身隱患探查工作，發(fā)現(xiàn)洪澤湖大堤在經(jīng)過除險(xiǎn)加固后基本不存在滲流、穩(wěn)定的問題。根據(jù)本次探查工作靜力觸探試驗(yàn)和鉆孔取樣試驗(yàn)法等試驗(yàn)成果，表明上述堤身土質(zhì)較為松散，堤身內(nèi)部存在亂石堆、埽工、爛木樁等，需進(jìn)一步處理。

參考文獻(xiàn)

[1]江蘇省工程勘測研究院.洪澤湖大堤45k+500-46k+000、50k+200-50k+700、53k+800-54k+300段堤身隱患探查報(bào)告.2017，04.

收稿日期：2018-9-10