汜水河治理工程堤防填筑方案對比

□顧玉柱□李曉光□王銀山

（1鄭州市水利建筑勘測設計院；2河南省水利水電工程建設質量監測監督站）

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汜水河治理工程堤防填筑方案對比

□顧玉柱1□李曉光1□王銀山2

（1鄭州市水利建筑勘測設計院；2河南省水利水電工程建設質量監測監督站）

摘要：文章結合鄭州市汜水河上街段治理工程河道堤防填筑施工情況，通過對堤防填筑方案進行研究，提出了可行的實施方案，為今后類似河道治理工程提供了寶貴的經驗。汜水河屬黃河流域，為黃河一級支流，流經河南省鞏義市、上街區和滎陽市，在滎陽市汜水鎮口子村入黃河，河道干流全長46.74 km，流域面積373.28 km2。主要工程內容包括：河道清淤疏挖8.70 km、新建左右岸堤防13.30 km、重建跨河生產橋3座、新建排水涵閘8座等。工程共分四個施工標段，自2012年9月26日開工，至2014年5月20日完成。

關鍵詞：堤防筑堤工程；填筑材料；方案研究

1工程概況

堤防筑堤段河道屬丘陵向平原過渡帶，地勢相對較平緩，堤基土壤以低液限粘土為主，堤防平均設計高度在2.50 m左右，最高不超過3.50 m。初步設計本著因地制宜、就地取材、盡量減少占地、盡量減少工程投資的原則，堤身均采用河道開挖土料填筑，壓實度要求為0.92，堤防內外邊坡均為1：2.50，左岸堤頂寬度為4 m，右岸堤頂寬度確定為5 m。右岸堤頂采用4 m寬泥結碎石路面，兩岸堤坡均采用植草護坡。

2存在問題

根據河道地質勘查報告，筑堤段河道地質條件主要為素填土、低液限粘土和卵石層，河道筑堤土料以低液限粘土為主。施工過程中發現，四個施工標段中Ⅰ標、Ⅱ標和Ⅲ標實際地質條件同原設計有出入，即河道開挖土方大部分為卵石混合土，卵石粒徑多在2～12 cm，卵石含量多在30%～50%，而不含卵石的粘性土料較少，不能滿足筑堤方量要求。同時對河道附近的土料場進行了調查，運距均在5 km以上，若采用外購土方筑堤，將大大超出工程預算。

根據《堤防工程設計規范》（GB50286-2013）要求，均質土堤的土料宜選用粘粒含量為10%～35%、塑性指數為7～20的粘性土，且不得含植物根莖、磚瓦垃圾等雜物。上述三個標段工程現場除少量低液限粘土能滿足均質土堤粘性土料的要求外，大部分開挖土料不滿足要求。

3方案研究

鑒于河道治理施工過程中發現的問題，既要保證堤防填筑工程能夠順利實施，而且造價又不能超出工程預算太多，因此建管局和設計單位針對現場地質情況對筑堤方案進行了認真分析，初步擬定以下兩個方案：

方案一：將原設計均質土堤方案調整為粘土斜墻土堤方案。即在堤防臨水側設粘土防滲斜墻，斜墻頂寬1 m、底寬2～4 m，斜墻采用防滲性好的粘性土料，堤防背水側直接用河道開挖的卵石混合土回填。該方案可滿足規范要求，但由于本次河道治理工程堤防級別低、規模小，而且采用該方案對施工工藝和施工質量控制要求較高，對于中小河流治理工程而言，施工單位的接受程度普遍較低，而且類似方案在目前鄭州地區中小河流治理工程中尚無實施案例，本次汜水河治理工程各施工單位同樣對該方案持抵觸態度。

方案二：直接用開挖料筑堤，同時提高壓實要求。首先剔除開挖料中的大粒徑卵石和其它雜物，然后直接筑堤，除按規范要求施工碾壓外，再適當提高壓實度要求，以確保工程質量和堤防結構安全。由于堤防結構安全主要是指抗滑穩定和滲流穩定應滿足要求，因此該方案需對堤防進行滲透試驗和穩定復核。該方案施工簡便，對工程投資影響影響較小，而且施工單位接受程度較高。

經參建各方認真討論研究，最終決定采用方案二，即開挖料直接筑堤。筑堤前首先刨除粒徑＞10 cm的卵石和雜物，然后按規范要求分層碾壓，同時壓實度提高至0.94。為確保提防滲透穩定，施工前先進行碾壓實驗，然后取樣送交具有水利資質的實驗室進行滲透性檢測，根據黃河勘測規劃設計有限公司實驗中心的檢測報告（黃設檢字TG0313-1-2013），試樣壓實度0.94，試驗密度1.93 g/cm3，滲透系數1.47×10-5cm/s。

根據實測滲透系數，設計單位對堤防抗滑穩定和滲透穩定均進行了復核，計算方法采用北京理正軟件設計研究院的邊坡穩定分析程序和滲流穩定分析程序，復核結果均滿足規范要求，具體見表1和表2。因此采用該方案筑堤可以滿足堤防的結構安全。

分析原因發現，開挖料雖為卵石混合土，但壓實后其中的粘性土料仍可以有效填充卵石間的空隙，形成防滲體，因此卵石混合土仍具有一定的防滲能力。按規范要求碾壓筑堤后，抗滑穩定和滲透穩定均能滿足要求。

4實施效果

工程Ⅰ標、Ⅱ標和Ⅲ標按上述方案進行堤防填筑施工，堤防填筑工程投資均未超合同價。上述3個標段堤防填筑工程施工完畢后經檢測工程質量合格，外觀效果較好，而且順利通過工程驗收。

5應用前景

在中小河道治理工程中，大部分河道包含堤防填筑工程，不同區域、不同地貌的河道地質條件千差萬別，實際施工中尤其是山丘區河道往往會遇到缺少筑堤土料的情況，受投資限制，施工過程中大的方案調整和變會在所難免，充分結合河道具體情況，提出切實可行的施工方案才是上策。鄭州市汜水河上街段治理工程堤防填筑施工中遇到的問題，經理論和實驗分析，提出了便捷可行、滿足工程要求且不影響工程投資的筑堤方案，確保了工程的順利實施。為今后類似河道治理工程提供了寶貴的經驗。但在具體實施中還應注意以下幾個問題：一是卵石土的滲透系數跟卵石含量關系很大，若卵石含量過高則難以形成有效的防滲體，因此施工前務必要進行碾壓試驗，并取樣檢測其滲透性，經穩定復核滿足規范要求后方可施工；二是大粒徑的卵石和其它雜物一定要剔除，以避免出現碾壓不均的現象；三是施工完成后還應進行質量檢測，以確保工程質量合格。

（責任編輯：劉長垠韋詩佳）

表1　堤防抗滑穩定復核成果表

表2　堤防滲流穩定復核成果表

中圖分類號：TV512

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）05-0088-02

收稿日期：2016-01-04