嚴(yán)磊

郎溪縣龍須湖水庫(kù)管理處 安徽 宣城 242100

引言

透水堤基防滲工作是當(dāng)前我國(guó)河道堤防工作的重要組成部分，我國(guó)的河道堤防一般都是依江河而建，其堤線(xiàn)受到附近江河地勢(shì)的影響，堤基一般多為沙土堤基，是典型的透水堤基。倘若透水堤基沒(méi)有進(jìn)行防滲處理，那么就會(huì)導(dǎo)致堤基的沙土流失嚴(yán)重，堤基變薄，在洪水來(lái)臨時(shí)，透水堤基就容易出現(xiàn)險(xiǎn)情。因此，有關(guān)工程部門(mén)需要對(duì)透水堤基進(jìn)行防滲加固處理，以此來(lái)有效地提升透水堤基的防滲性，充分發(fā)揮出堤防的防洪作用，切實(shí)保障江河沿線(xiàn)居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1 老郎川河防洪工程案例綜述

1.1 工程概況

郎溪縣位于我國(guó)安徽省宣城市，古稱(chēng)建平。地處宣城市東南方，長(zhǎng)江三角洲的西部邊緣，北方毗鄰南京市高淳縣、溧陽(yáng)市，東南方與廣德市相接壤，西部緊鄰宣州區(qū)。老郎川河位于郎溪縣境內(nèi)，其河道相對(duì)較為彎曲，且河床窄而淺。近幾年郎溪縣降雨相對(duì)較為集中，且暴雨頻發(fā)，經(jīng)常會(huì)形成規(guī)模相對(duì)較大的洪水，區(qū)內(nèi)洪水災(zāi)害相對(duì)較為嚴(yán)重，對(duì)郎溪縣的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了嚴(yán)重的影響。

本次工程治理的位置為老郎川河的右岸濤城鎮(zhèn)段，治理河段全長(zhǎng)為4.614km，屬于老郎川河左右岸堤防系統(tǒng)治理工程的一部分。工程建設(shè)主要內(nèi)容為堤防工程，包含堤防加固、構(gòu)建防滲墻、拆除穿堤建筑物、河道清障等工程項(xiàng)目。

1.2 地質(zhì)概況

老郎川河是典型的平原河道，由東南向西北以蜿蜒形狀流經(jīng)工程區(qū)域，支流向其左右兩側(cè)進(jìn)行發(fā)育，左岸支流為西支桐汭河，右岸支流為鐘橋河河面寬度為60～360m，河床深度為1～4m。河道上游的河段存在一定的堆積物。

工程區(qū)域內(nèi)地形相對(duì)較為平坦，堤基外側(cè)有呈現(xiàn)不規(guī)則形狀的外灘，有零星的高漫灘存在，灘面寬度約為30～120m。一些外灘周?chē)恤~(yú)塘分布，圩堤內(nèi)的河流為I級(jí)階地，階地的高度與灘頂高度相一致、I級(jí)階地的高度從上游至下游約為13.0m，并向河心進(jìn)行傾斜，河床的高程一般為3～5m。

老郎川河工程區(qū)屬于典型的揚(yáng)子地層區(qū)下?lián)P子分區(qū)，實(shí)地勘察揭露的地層主要被白堊系基巖以及第四系地層多覆蓋[1]。

位于宣城中段的白堊系基巖的主要成分為長(zhǎng)石以及一些黏土礦物質(zhì)，遇水源會(huì)迅速的膨脹崩解，其鉆孔揭露巖主要為粉砂巖以及泥質(zhì)粉砂巖為主，局部存在砂礫巖以及泥質(zhì)膠結(jié)，其埋深約為7.9～17.1m，揭露深度為1.3～22.3m之間。

而第四系地層主要包括第四系上更新統(tǒng)沖洪積層、人工填筑層以及第四系全新統(tǒng)沖積層。其中第四系上更新沖洪積層的上部為黏土層，下部為砂礫卵石層，其巖層從上自下分別為粉質(zhì)黏土、細(xì)砂、中砂、粗砂、砂礫以及砂礫石。第四系全新沖積層與上述更新統(tǒng)沖洪積層的情況類(lèi)似。人工填筑層主要是素填土為主，其厚度約為1.8～7.8m。

1.3 河流水系

郎溪縣的地表徑流水多來(lái)源于兩大水系，分別為水陽(yáng)江水系以及太湖水系，二者皆屬于長(zhǎng)江水系。郎川河是水陽(yáng)江最大的支流，同時(shí)也是南漪湖最為重要的進(jìn)水水源之一。1970年冬，當(dāng)?shù)亻_(kāi)挖新郎川河，從合溪口以上3km的栗園村，截?cái)嗖⒁魍I河水源經(jīng)由新郎川河直接進(jìn)入南漪湖。河道相對(duì)較為寬淺且順直，與老郎川河的大致平行，全長(zhǎng)23.3km。由此，桐汭河開(kāi)始經(jīng)由新郎川河直接進(jìn)入南漪湖，無(wú)量溪由老郎川河進(jìn)行南漪湖，并在二者之間開(kāi)挖一條連接河道，全長(zhǎng)5.5km，底寬30m，以此來(lái)調(diào)節(jié)二者。并在白茅嶺農(nóng)場(chǎng)的中斗村修建了中斗節(jié)制閘，以此來(lái)對(duì)無(wú)量溪流入老郎川河的下泄流量進(jìn)行控制，強(qiáng)迫連接河進(jìn)行分洪。

1.4 堤基現(xiàn)狀分析

老郎川河的左右兩岸的堤基已經(jīng)運(yùn)行近百年，經(jīng)郎溪縣政府歷年的修繕以及加固，最終形成現(xiàn)在的規(guī)模。堤基從羅家村方向至保豐閘方向其建設(shè)高度在逐漸變低，堤基斷面呈現(xiàn)不規(guī)則的梯形，堤基頂部的路面多為瀝青混凝土路面，還有一定數(shù)量的土路面以及碎石路面。由于其堤基的下方分布著一定的沙壤土以及一些透水性相對(duì)較強(qiáng)的土層，其土層在高水位的水力壓力下，江水會(huì)沿著其透水通道向堤內(nèi)進(jìn)行滲透，并將其內(nèi)部的內(nèi)蓋層進(jìn)行破壞，導(dǎo)致其堤基出現(xiàn)流土現(xiàn)象。倘若其堤內(nèi)存在溝渠淵塘，則會(huì)導(dǎo)致其險(xiǎn)情變得更為嚴(yán)重，其堤基的土體會(huì)隨著水流進(jìn)行流動(dòng)，從而導(dǎo)致當(dāng)前堤基的決堤。

郎川河工作區(qū)屬于典型的湖沼沉積區(qū)，堤基為粉質(zhì)黏土，巖石性質(zhì)相對(duì)較軟，在加高其堤防的過(guò)程中，其堤基土質(zhì)會(huì)在自身質(zhì)量的影響下，出現(xiàn)沉降變形，從而造成導(dǎo)致堤基土層坍塌，對(duì)其需要施工人員對(duì)其堤基進(jìn)行抗滑穩(wěn)定計(jì)算，在一定程度上對(duì)堤坡比進(jìn)行放緩，并對(duì)其堤腳的填塘進(jìn)行處理。

在洪水汛期來(lái)臨時(shí)，由于一部分的堤基的透水性相對(duì)較好，從而導(dǎo)致堤基內(nèi)坡或是堤基的堤腳位置存在浸水的情況。該浸水現(xiàn)象會(huì)由坡腳向堤身進(jìn)行漫延，從而導(dǎo)致堤身邊坡脫落。并且在其堤基內(nèi)部還存有一些生物構(gòu)筑的巢穴，這些巢穴與堤基的接觸面會(huì)有很多的浸水，進(jìn)而導(dǎo)致其形成渾水漏洞，堤基的外坡出現(xiàn)脫坡是因?yàn)槠渑R水面受到水的浸泡后，土體軟化所導(dǎo)致的。在河水下降時(shí)，容易出現(xiàn)脫坡?；蚴堑袒凰鞒Ｄ甑臎_刷，導(dǎo)致上方堤基失去下方堤基的支持，從而形成外脫坡。而堤身出現(xiàn)裂縫，一般的裂縫多為垂直向，這是由于堤身的土體的密實(shí)性不一致所導(dǎo)致的，在水流長(zhǎng)期的浸泡下，容易產(chǎn)生了裂縫透水。出現(xiàn)堤身潰口的主要原因是，老郎川河左右岸的堤身相對(duì)較為單薄，在洪水的沖擊下，容易出現(xiàn)塌方，進(jìn)而形成潰口。同時(shí)老郎川河的堤基中存有一定的白蟻洞穴，使得堤基的內(nèi)部穩(wěn)定性存在問(wèn)題。在汛期時(shí)被洪水沖刷以及浸泡，使得其堤基穩(wěn)定性下降，進(jìn)而出現(xiàn)潰口。根據(jù)水利部門(mén)的調(diào)查顯示，老郎河左右兩岸的堤身險(xiǎn)情主要發(fā)生在20世紀(jì)，主要以潰口、內(nèi)外側(cè)脫坡及堤基裂縫為主。

2 透水堤基防滲加固技術(shù)及應(yīng)用分析

2.1 土工薄膜防滲加固技術(shù)

在選擇土工薄膜進(jìn)行防滲加固時(shí)，需要切實(shí)考慮工程作業(yè)條件以及施工條件，并對(duì)所要使用的膜料性能進(jìn)行綜合的分析?？梢允褂脧?fù)合柔氈，來(lái)作為防滲加固材料。施工技術(shù)人員可以在塑料薄膜與防水布之間增添一些復(fù)合防水建材，例如復(fù)合柔氈，復(fù)合毛氈具備質(zhì)輕、塑性好，施工簡(jiǎn)易等特點(diǎn)，在節(jié)約工程預(yù)算，加速施工進(jìn)度等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。土工薄膜防滲加固技術(shù)一般適用于水庫(kù)防滲，特別是上游護(hù)坡防滲加固時(shí)，利用土工薄膜防滲往往是經(jīng)濟(jì)、合理、可靠的。但用于堤防防滲處理較少，且土工薄膜防滲加固技術(shù)不能在存有白蟻的堤防上進(jìn)行使用[2]。

2.2 地下連續(xù)墻技術(shù)

地下連續(xù)墻技術(shù)與縱向防滲造墻技術(shù)相比較而言，地下連續(xù)墻技術(shù)要優(yōu)于后者。首先，地下連續(xù)墻技術(shù)所應(yīng)用的墻體要比縱向防滲造墻技術(shù)的墻體要薄，振動(dòng)錘的功率也要比后者大，其控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度也要高于后者，成墻的速度相對(duì)快一些，效率也要高于縱向防滲造墻技術(shù)。特別是其墻體的柔性相對(duì)較高，能夠很好地適應(yīng)堤基的形變與位移，在透水堤基防滲加固施工中的應(yīng)用前景十分廣闊。地下連續(xù)墻技術(shù)的注漿壓力以及注漿的配方都相對(duì)較為合理，成墻的連續(xù)性也可以得到有效的保證，地下連續(xù)墻的力學(xué)性能以及抗?jié)B性都切實(shí)滿(mǎn)足當(dāng)前老郎川河堤基加固施工的基本要求，在防滲加固工程中使用國(guó)產(chǎn)建材，可以極大地降低地下連續(xù)墻的施工成本。同時(shí)，地下連續(xù)墻技術(shù)可以在透水堤基的內(nèi)部對(duì)其淺部砂層進(jìn)行中斷，從而最大限度地降低管涌險(xiǎn)情發(fā)生的概率，從而有效的提升堤基的防滲性能[3]。

2.3 堤防固化技術(shù)

堤防固化劑是當(dāng)前我國(guó)土木工程領(lǐng)域中的一種新型加固材料。因?yàn)槠溥m用性相對(duì)較強(qiáng)，所以在建筑施工中廣受歡迎。特別是在透水堤基的防滲加固施工中，其優(yōu)勢(shì)更為明顯，可以有效截?cái)嗷蜓娱L(zhǎng)滲徑，以此來(lái)有效降低滲漏。但堤坡以及堤腳的防滲加固成本相對(duì)較高，使得施工建設(shè)成本難以支撐。因此，需要使用經(jīng)濟(jì)適用性相對(duì)較強(qiáng)的土壤固化劑，并且堤防固化技術(shù)可以就地取材，成為行之有效的護(hù)坡以及護(hù)腳，最大限度地平衡好透水堤基防滲加固工程的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)與效率的三者關(guān)系。

2.4 堤身斷面防滲加固技術(shù)

根據(jù)當(dāng)前的施工建設(shè)要求，根據(jù)老郎川河堤防等級(jí)，綜合老郎川河堤基的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)內(nèi)外邊坡進(jìn)行防滲加固設(shè)計(jì)。本工程為土堤，邊坡比需要綜合考量當(dāng)前堤防抗滑穩(wěn)定的復(fù)核計(jì)算結(jié)果。堤基頂部的寬度為6m，堤防內(nèi)坡坡比為1∶2.5，通常情況下，外坡坡比與內(nèi)坡坡比一致，險(xiǎn)情段外的坡比為3.0，針對(duì)相對(duì)較為陡峭的坡比，施工人員可以對(duì)其進(jìn)行一定的削坡并給予加固，針對(duì)一些相對(duì)較為平緩的邊坡，且邊坡坡度不高于坡比數(shù)值時(shí)，一般是不對(duì)其進(jìn)行加固的。內(nèi)平臺(tái)與外平臺(tái)之間的高程以及寬度都是基于堤基的抗滑穩(wěn)定性，并將工程管理以及工程運(yùn)行的需求進(jìn)行結(jié)合。根據(jù)老郎川河的堤基抗滑穩(wěn)定結(jié)果而言，堤身高程高于6m時(shí)，內(nèi)側(cè)堤基要在其距離頂部約3m處修建2m寬的戧臺(tái)，戧臺(tái)與上方邊坡的坡比為1∶2.5，與下方的坡比為1∶3.0，且堤身的外圍不設(shè)置平臺(tái)。

濤城鎮(zhèn)段的堤防斷面相對(duì)較為薄弱，圩區(qū)的主要道路就是堤基堤頂，大多是瀝青混凝土路面。按照當(dāng)前的堤防防洪需求，堤基頂部的高度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，堤頂?shù)母叱桃冀K保持不變。在工程范圍中，老郎川河流經(jīng)的斷面相對(duì)較為充足，若是堤基內(nèi)側(cè)的房屋相對(duì)較多，則要使用外培來(lái)對(duì)其進(jìn)行加固，便可以形成斜墻壩的結(jié)構(gòu)。因此，需要對(duì)堤基的內(nèi)側(cè)進(jìn)行削坡，并在外側(cè)進(jìn)行培厚，從而使得達(dá)到堤基斷面的標(biāo)準(zhǔn)[4]。

在處理過(guò)程中，要求進(jìn)行防滲加固的填充材料系數(shù)與當(dāng)前堤基土體的系數(shù)相一致，施工人員可以使用黏土作為填充材料，優(yōu)先選擇粉質(zhì)黏土。同時(shí)，黏土的顆粒含量要在15～35%之間，塑料系數(shù)為10～20，不能存在任何植物的根莖以及生活垃圾，其設(shè)計(jì)干密度不能高于1.51g/cm3，工程人員將土壓實(shí)后，其壓實(shí)度不能低于0.91。工程人員需要對(duì)堤基的原始地面以及邊坡的原始草皮、樹(shù)根等雜物進(jìn)行清理，通常情況下，清理厚度約為10～20cm，若是房屋相對(duì)較多，其堤基的清理厚度便不能低于50cm，施工人員要切實(shí)保證堤基填充土壤的含水量，并對(duì)其進(jìn)行分層壓實(shí)。針對(duì)所要加固的堤基，要對(duì)新舊堤基連接部位的雜物進(jìn)行清除，將邊坡修整成臺(tái)階狀，之后施工人員便可以對(duì)其進(jìn)行分層式的填筑。加固堤基與以往的堤基連接部位要設(shè)有過(guò)渡段，從而確保其可以順利地進(jìn)行連接。根據(jù)上文所述，對(duì)老郎川河右岸濤城鎮(zhèn)堤基進(jìn)行加固，堤基加固總長(zhǎng)度為4.61km，外培加固約為4.30km，內(nèi)培加固0.31km。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，堤基防滲加固施工是河道堤防工程的重要組成部分，也是我國(guó)防洪工程體系中的重要基礎(chǔ)工程，通常情況下，在堤防防滲處理中要根據(jù)堤防所處的不同位置、地質(zhì)條件及堤軸線(xiàn)布局等選用不同防滲處理方法。本文以郎溪縣的老郎川河右岸濤城鎮(zhèn)段的堤基防滲加固施工為例，對(duì)當(dāng)前的透水堤基防滲加固技術(shù)進(jìn)行了解析。進(jìn)而表明，透水堤基防滲加固工程是保證江河沿線(xiàn)居民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要紅線(xiàn)，也是抵御洪水的最后一道屏障。因此，需要有關(guān)水利部門(mén)給予其高度的關(guān)注與重視，對(duì)防滲加固技術(shù)進(jìn)行定期的優(yōu)化與創(chuàng)新，以此來(lái)充分地提升我國(guó)防洪工程的建設(shè)質(zhì)量，行之有效地保證我國(guó)社會(huì)的和諧與穩(wěn)定。