張 忍 張誦彥
蒙洼蓄洪區(qū)位于安徽省阜南縣境內(nèi),淮河干流洪河口以下至潁上縣南照集之間,南臨淮河,北臨蒙河分洪道,由淮河左堤、蒙河分洪道右堤、王家壩進洪閘和曹臺子退水閘構(gòu)成蓄洪圈堤。
圈堤總長94.3km,其中淮堤長50.5km,蒙堤長43.8km。堤臺結(jié)合段長62km,單堤段長32.3km,單堤段寬6m,邊坡1 ∶3。堤后導(dǎo)盲溝處理共分兩段:樁號為M4+818~M4+916 長98m;M36+700~M41+000 長4300m;總長4398m。
蒙洼蓄洪區(qū)始建于1951年11月,1953年7月建成。近70年來王家壩閘13 個年份16 次開閘蓄洪。汛期受高水位滲透、浸蝕影響,蒙堤堤基出現(xiàn)滲透并存在防洪安全隱患,需要對堤防進行除險加固。2003年9月30日,水利部淮河水利委員會對安徽省淮河干流蒙洼蓄洪區(qū)堤防加固工程初步設(shè)計進行批復(fù)。2005年9月,對該滲水堤段進行了加固。加固措施:①堤身加高培厚;②堤身及地基滲透穩(wěn)定處理。堤身填土多來源于大堤內(nèi)外兩側(cè),其土性一般與附近的表層土接近一致,一般多為壤土組成,其中M4+818~M4+916 及M36+700~M41+000 兩段導(dǎo)盲溝由中輕粉質(zhì)壤土組成,其他地段多為重粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)粘土。
工程實施前蒙洼堤防防洪能力不足10年一遇,堤防險工險段居多。淮堤部分堤段外無灘地,內(nèi)有深塘,迎溜頂沖段居多。蒙堤部分單堤段斷面嚴重不足,且滲水、縱橫裂縫時常發(fā)生,如不及時除險,極易導(dǎo)致大的險情發(fā)生。
根據(jù)鉆探資料,蒙堤單堤段土質(zhì)多為粉質(zhì)壤土及粉質(zhì)粘土,堤防為20世紀50年代人工挑抬筑堤,硪實程度不夠。經(jīng)過70年的反復(fù)運行,孔隙率過大,滲水嚴重。如采用水泥土攪拌樁垂直截滲處理,投資過大且不實用。通過比較,采用堤頂2×2m(2 排孔距2m)梅花型布置的粘土灌漿處理,M4+818~M4+916 及M36+700~M41+000 段堤后再做Y 型導(dǎo)滲盲溝處理。
蒙洼圈堤堤后導(dǎo)滲處理段分兩段,均位于蒙堤段。 樁號為M4+818~M4+916 段, 長98m;M36+700~M41+000 段,長4300m。
1.砂料:導(dǎo)滲選用細度模數(shù)MX不小于30 的粗砂。
2.瓜子片:瓜子片粒徑5~20mm。
粒徑級配、含泥量以及泥塊含量檢測成果如表1。
表1 導(dǎo)滲工程施工用砂、瓜子片檢測試驗成果表
3.Ф200 加勁軟式透水管:該施工段需透水管約8000m。加勁軟式透水管材料的物理性能、水力學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性能、耐久性能等各種技術(shù)參數(shù)的檢測成果如表2。
表2 導(dǎo)滲工程用加勁軟式透水管檢測試驗成果表
1.測量放樣
根據(jù)GPS 固定水準點,對所在導(dǎo)滲盲溝施工地段進行測量放樣工作。將GPS 固定水準點引測至各施工地段,組成平面高程控制網(wǎng)點,并貫穿于整個施工區(qū)。測放出各施工地段斷面樁號,其中M4+818~M4+916 段為內(nèi)側(cè)壓滲蓋重下導(dǎo)滲盲溝,在堤內(nèi)側(cè)距堤腳2m 外護堤地,測放長度98m、上口寬1.3m、底寬0.5m 縱向盲溝,后沿縱向盲溝按20m 間距,測放6 條長度約為80m、上口寬1m、底口寬0.5m橫向盲溝,再沿橫向盲溝末端測放長度98m、上口寬1m、底口寬0.5m 縱向排水明溝,然后測量出各施工段斷面樁號和地面高程。M36+700~M41+000 段為堤后導(dǎo)滲盲溝,按30m 一個斷面,量出堤防二平臺以下堤坡,各Y 型貼坡反濾盲溝、貼坡反濾縱溝及堤后護堤地縱、橫向溝軸線。按照施工圖要求,從Y型貼坡反濾盲溝、貼坡反濾縱溝軸線向兩側(cè)量出盲溝,寬為1m 溝口邊線和0.5m 溝底邊線,從堤后護堤地縱、橫向溝軸線,向兩側(cè)量出1.3m 的縱向溝和1m 橫向溝口邊線,各0.5m 溝底邊線,然后測量出各施工段斷面樁號和地面高程,根據(jù)堤防二平臺高程及堤基高程,確定Y 型貼坡反濾盲溝的坡面長度。
2.盲溝開挖
導(dǎo)滲盲溝的開挖技術(shù)標準:M4+818~M4+916 段內(nèi)側(cè)壓滲蓋重下導(dǎo)滲盲溝,按照已放樣的溝口和溝底線,在堤后護堤地開挖縱、橫向盲溝。其中沿堤腳開挖1 條98m 長縱溝,上口寬1.3m,溝深0.8m,底寬0.5m,邊坡1 ∶0.5;沿縱溝方向開挖長約80m橫向溝,間距20m(最后1 條間距18m),上口寬1m,溝深0.5m,底寬0.5m,邊坡1 ∶0.5,再沿橫向盲溝末端開挖長度98m,上口寬1m、底口寬0.5m,邊坡1 ∶0.5 縱向排水明溝。M36+700~M41+000 段堤后導(dǎo)滲盲溝,需開挖Y 型貼坡反濾盲溝和堤腳護堤地縱、橫向盲溝。先在距堤腳至二平臺以下范圍內(nèi)的坡面上,開挖Y 型貼坡反濾盲溝,上口寬1m,溝深0.5m,底寬0.5m,邊坡1 ∶0.5。其中二平臺堤肩反濾縱溝(長4300m)斷面尺寸亦為上口寬1m,溝深0.5m,底寬0.5m,邊坡1 ∶0.5。后沿堤腳護堤地開挖4300m 縱向溝,縱向溝斷面尺寸上口寬1.3m,溝深0.8m,底寬0.5m,邊坡1 ∶0.5,沿4300m 縱向溝開挖長20m 橫向溝,間距30m,上口寬1m,溝深0.5m,底寬0.5m,邊坡1 ∶0.5,Y 型貼坡反濾盲溝與堤腳護堤地橫溝及縱溝相通。
導(dǎo)滲盲溝開挖方法:M4+818~M4+916 段內(nèi)側(cè)壓滲蓋重下導(dǎo)滲盲溝僅需開挖堤腳護堤地縱、橫向盲溝。施工地段平整,宜采用機械開挖后人工整理施工方法,將挖掘機定位后沿已測放盲溝底口線開挖,嚴格控制挖掘機開挖深度,堤腳護堤地縱溝開挖深度為55~60cm,堤腳護堤地橫溝和縱向排水明溝開挖深度均為30cm。挖掘機開挖土方完成后,立即組織人員對盲溝進行人工整理,直至符合施工圖要求。M36+700~M41+000 段堤后導(dǎo)滲盲溝,需開挖Y 型貼坡反濾盲溝和堤腳護堤地縱、橫向盲溝,采用機械開挖后人工整理,并由兩端向中間進展的方法進行施工。由于施工地段部分開挖范圍在二平臺堤坡,施工機械采用EX55 型履帶式挖掘機,先開挖Y 型貼坡反濾盲溝,后開挖堤腳護堤地縱、橫向盲溝。將挖掘機定位后沿已測放盲溝底口線開挖,嚴格控制開挖深度。開挖深度Y 型貼坡反濾盲溝與堤腳護堤地橫溝均為30cm,堤腳護堤地縱溝為55~60cm。開挖土方完成后,立即組織施工人員對盲溝進行人工整理,沿盲溝上口線鏟坡開挖至溝底,再掛線對盲溝上口、邊坡和底口仔細整理,清理溝內(nèi)浮土,溝上口、底口、深度尺寸符合施工圖要求,溝底、坡面平整。
3.反濾層、排水設(shè)施鋪設(shè)
導(dǎo)滲盲溝開挖完成后報監(jiān)理檢查驗收,驗收合格后,即鋪設(shè)反濾料。堤坡面及堤腳地面因開挖給人工輸送砂石料到基坑造成不便,計劃每個施工隊鋪設(shè)約長10m 跳板5~10 個,方便施工人員挑抬砂石料行走。具體做法是:M4+818~M4+916 段內(nèi)側(cè)壓滲蓋重下導(dǎo)滲盲溝,僅需在堤腳護堤地縱、橫向盲溝鋪設(shè)瓜子片,堤腳導(dǎo)滲縱溝鋪設(shè)瓜子片至50cm 厚、堤腳導(dǎo)滲橫溝鋪設(shè)瓜子片至10cm 厚時,即可在堤后護堤地縱、橫溝內(nèi)均埋設(shè)一道Ф200 的加勁軟式透水管。M36+700~M41+000 段堤后導(dǎo)滲盲溝,需在Y 型貼坡反濾盲溝鋪設(shè)粗砂和瓜子片,堤腳護堤地縱、橫向盲溝鋪設(shè)瓜子片,Y 型貼坡反濾盲溝內(nèi)先鋪設(shè)10cm 厚粗砂,施工時采用木模板加撐固定溝邊坡粗砂,粗砂由溝坡面兩邊向上延伸20cm 高度,其厚度為10cm,中間鋪設(shè)20cm 厚瓜子片,后撤去木模板。堤腳護堤地縱、橫向盲溝鋪設(shè)瓜子片,堤腳導(dǎo)滲縱溝鋪設(shè)瓜子片至50cm 厚、堤腳導(dǎo)滲橫溝鋪設(shè)瓜子片至10cm 厚時,即可在堤后護堤地縱、橫溝內(nèi)均埋設(shè)一道Ф200 的加勁軟式透水管。透水管連接方法:(1)加勁過塑4.5mm 鋼絲用氧焊連接;(2)透水管過濾土工布先用細尼龍線縫合,后用粘合劑黏接過濾土工布連接處和針孔部分;(3)透水管連接處重合部分不小于20cm;(4)連接完成后檢查透水管有無漏接,接縫是否無燙、無褶皺,鋪設(shè)是否平順。軟式透水管除出水口外,末端先剪去一段加勁過塑鋼絲,然后將土工布用尼龍細繩或細鐵絲捆扎處理。軟式透水管連接完成檢查準確無誤后,方可繼續(xù)回填瓜子片至地平面。反濾層鋪設(shè)時,應(yīng)使濾料處于濕潤狀態(tài),以免顆粒分離,并防止雜物或不同規(guī)格的料物混入,保證層次清楚,互不混雜,飽滿;分段鋪筑時,應(yīng)將接頭處各層鋪成階梯狀,防止層間錯位、間斷、混雜。
4.回填
完工檢查無誤后,報監(jiān)理工程師驗收,驗收合格后,進行土料回填履蓋。土方回填土塊最大落高不得大于300mm,并采用人工夯實。
在對蒙堤兩處滲透堤段作導(dǎo)滲盲溝處理的同時,為保障堤身安全,實施堤身灌漿處理。蒙堤導(dǎo)滲盲溝施工完成后,淮河流域在2007年和2020年分別出現(xiàn)大洪水,蒙洼蓄洪區(qū)兩次蓄洪。通過蓄洪檢驗,蒙堤堤基導(dǎo)滲盲溝處理效果顯著,堤基滲水、滲漏險情消除。特別是2020年汛期,王家壩水位達29.75m,超保證水位0.45m 時,蒙堤內(nèi)外水位差7m 多時也未發(fā)生滲水現(xiàn)象,蒙洼圈堤加固導(dǎo)滲盲溝處理工程取得了重大效益,確保了人民群眾的生命財產(chǎn)安全■