河道堤防的加高培厚技術探討

王世琦

（中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司，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，基礎大多為沙基，而且絕大部分未做基礎處理；二是堤身建筑質量差，不少堤防是在原民堤的基礎上，經理年逐漸加高培厚而成，往往質量不佳；三是堤厚坑塘多，尤其是長江干堤和洞庭湖、鄱陽湖區，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，當遭遇洪水時堤防經常發生管涌、滑坡、崩岸和滿溢等危險情況，嚴重導致大堤潰決。因此，對現有堤防進行除險加固是當前水利建設的一項重要任務，本節將簡要探討當前河道堤防的加高培厚技術。

1 堤身加高培厚

經分析論證確實堤防加固高度厚，應根據安全可靠、因地制宜的原則選擇加固斷面的結構形式。我國絕大多數堤防為粘性均質地。若無特殊原因，一般多選擇與堤防相同的土料加固堤身，結構簡單，施工便利，有利于新老涂層間的結合。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，則可選擇復式斷面結構形式，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 均質堤形加高

2.1 土料選擇

（1）土料的滲透系數不大于10-4cm/s；

（2）土料的粘粒應與原堤土相當或略低，土料的滲透系數應該與原堤土相當或者略大；

（3）土料天然含水率盡量接近最優含水率；

（4）重要地方的料場應該離堤角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、施工方便的優點，但也應該注意防止新老結合面成為滲流薄弱面。堤頂寬度應滿足交通要求，堤坡可擬定1:3，經穩定計算后確定。堤高大于6m者，背水坡應設戧臺，其頂寬不小于2米，戧臺頂高程應在設計水位時的滲流出逸點以上。浸潤線與滲流出逸點應通過計算確定。原堤防鄰水坡應按加高設計坡度鎮坡。

2.3 臨水面培厚加高

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

3 復式堤形加高

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，斜墻頂部應高出設計水位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，防洪墻的穩定和強度應按照擋土墻復核。

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。可在原漿砌石或混凝土防洪墻的臨水面設置齒槽，深度約為60cm，然后在原防洪墻臨水面現澆鋼筋混凝土防洪墻，具體尺寸可根據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的於區，已達到加大堤身斷面、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70年代初，黃河下游首先自制簡易吸泥船進行吹填固堤。因為簡易吸泥船結構簡單、操作方便、造價低、見效快、適應性強，大部分地方存在的問題都能進行解決。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備由排泥漿系統、造將系統、附屬設備3個部分組成。

簡易吸泥船的主要生產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。泥沙沉淀，清水排走，經過土體排水固結，近年來大力開展吸泥船遠距離輸沙試驗，輸沙距離從原來的約100m發展到現在3000m以上。

5.2 小泥漿船

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

5.3 挖泥船

國內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通數量，并便于與岸上聯系和固定船位，但也應該與岸坡保持適當距離，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，土質疏松，易于抽吸開挖。無嫩攤時，應盡量選擇在水淺的部位。於區工程包括圍堤和泄水建筑物等部分。泥漿在圍堤以內沉淀，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。