防洪堤線布置和堤基防滲處理措施

趙惠

（新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，新疆 石河子市 832000）

防洪堤線布置和堤基防滲處理措施

趙惠

（新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，新疆 石河子市 832000）

防洪堤堤基防滲和堤線布置對(duì)防洪工程的經(jīng)濟(jì)性和安全性有比較大的影響，同時(shí)對(duì)河道四周的環(huán)境和行洪也有比較大的影響，所以選擇合理的堤基防滲和防洪堤堤線至關(guān)重要，本文以實(shí)際工程為例對(duì)防洪堤線布置和堤基防滲處理措施進(jìn)行了探討。

防洪堤線布置；堤基防滲處理；措施

DOI編碼：10.13646/j.cnki.42-1395/u.2016.10.021

1　工程概況

本段起點(diǎn)為安二庫(kù)泄洪閘，順頭道溝進(jìn)行布置，設(shè)計(jì)樁號(hào)A3+000處采用渠下涵洞穿越東泄一支渠，后順延頭道溝布設(shè)。擬建防洪堤位于頭道溝內(nèi)，A0+000～A3+500段沖溝寬8～15m，深1.2～2.0m，生長(zhǎng)植被，岸坡巖性為粉土，天然密度1.53～1.61g/cm3，天然含水率3.2%～6.7%；A3+500至末端A5+ 850段為開(kāi)闊的大沖溝，深1.2m，寬度30～80m，蘆葦叢生。沖溝兩岸均為耕地，本段防洪堤全長(zhǎng)5850m，坡降2.2‰。工程區(qū)地貌單元屬于巴音溝河沖洪積細(xì)顆粒平原區(qū)，地形略平坦，地勢(shì)開(kāi)闊，在勘探深度內(nèi)地層巖性均為第四紀(jì)洪積物。工作區(qū)在構(gòu)造單元上處于準(zhǔn)噶爾盆地南緣，其控制性斷裂均遠(yuǎn)離工作區(qū)，依據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），地震動(dòng)峰值加速度為0.20g，地震基本烈度為Ⅷ度。

2　防洪堤線布置的基本原則

（1）堅(jiān)持以人為本，降低征地移民的影響。庫(kù)區(qū)兩岸沿線耕地村莊密集，在布置時(shí)要盡可能減少拆遷量以及對(duì)耕地占用量。

（2）保證安全行洪。布置防洪堤時(shí)要順著主河道的走向確定，保證主河道的行洪能力，堤線布置要盡可能的平順，防止局部位置水流過(guò)度頂沖，提高河堤的安全性，保證河段河勢(shì)的穩(wěn)定。

（3）防洪堤建設(shè)要考慮綜合功能。防洪堤建設(shè)過(guò)程中要盡可能考慮綜合功能，降低工程成本，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3　防洪堤堤線布置方案設(shè)計(jì)和選擇

3.1防洪堤線的布置方案

（1）方案一。設(shè)計(jì)采用內(nèi)線方案進(jìn)行防洪堤線的布置，此方案從河道右岸I級(jí)階地，途徑沿線四個(gè)區(qū)域，護(hù)岸堤線總長(zhǎng)度為3.83km。

（2）方案二。方案二擬定對(duì)該地區(qū)城區(qū)進(jìn)行全面保護(hù)，并對(duì)城市的邊緣排水系統(tǒng)進(jìn)行改造，并在原有基礎(chǔ)上修正堤線。經(jīng)過(guò)水利、水文計(jì)算后，然后對(duì)原可行性研究堤線IP坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，并順著河勢(shì)對(duì)堤線進(jìn)行布置，使其可以和水流流態(tài)更加的匹配。

（3）方案三，為了可以促進(jìn)城市的發(fā)展，在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)防洪面積進(jìn)行了增加，將河槽寬度作為控制斷面，然后在斷面處不縮小河槽寬度的情況下順應(yīng)河勢(shì)重新設(shè)置了堤線，堤線總長(zhǎng)3.95km。

3.2防洪堤堤線方案的選擇

3.2.1對(duì)上下游河道造成的影響

經(jīng)過(guò)水文計(jì)算分析后發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)洪水頻率時(shí)三個(gè)方案均會(huì)使堤前和堤后的水位提升，相對(duì)來(lái)說(shuō)方案一對(duì)現(xiàn)狀水位各個(gè)斷面的影響最小，而方案三由于河床縮小過(guò)于厲害，導(dǎo)致最大壅高值超過(guò)了0.36m，方案二雖然也使河床寬度有所縮小，但是水位壅高值的最大值只有0.14m，三個(gè)方案對(duì)流速、左右岸水位和上下游水位的影響均不大，對(duì)流速的影響增幅也不大，因此從水流的角度進(jìn)行考慮，這三個(gè)方案都是可行的，并且對(duì)已經(jīng)修建的左岸護(hù)城堤和上下游的影響較小，不需要進(jìn)行加固和加高。

3.2.2對(duì)行洪造成的影響

通過(guò)按照上述方案布置堤線，雖然修建防洪堤會(huì)改變河段流速和河床斷面，但是在自然情況下斷面處河床斷面比較狹窄，已經(jīng)在一定程度上對(duì)水流造成了控制，防洪堤建成后沒(méi)有使河勢(shì)發(fā)生變化，因此不會(huì)對(duì)行洪造成過(guò)大的影響，行洪能力可以達(dá)到要求。

3.2.3投資影響

三個(gè)方面的投資對(duì)比如表1所示。從表1可以看出三個(gè)方案在堤坡的最大高度、堤線長(zhǎng)度、工程量、工程投資方面的差別較大，方案一堤線長(zhǎng)度最小，投入資金額度也最少，但是堤線防護(hù)的范圍比較小，無(wú)法充分保證沿線城鎮(zhèn)居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)也不能滿足該地區(qū)城市建設(shè)的發(fā)展需求，方案二和方案三相比，方案三的長(zhǎng)度最大，可以保護(hù)的范圍也更大，工程的投資和工程施工總量相對(duì)來(lái)說(shuō)也稍多一些，但是方案三可以使河段設(shè)計(jì)洪水時(shí)壅水值較高，會(huì)對(duì)河段行洪造成比比較大的影響。綜合對(duì)比方案二的各項(xiàng)指標(biāo)最符合該地區(qū)的使用要求，各項(xiàng)指標(biāo)均可滿足要求，因此選擇方案二作為堤線布置方案。

表1　三個(gè)方案工程量和投資金額比較

4　防洪堤防滲處理措施

4.1工程地質(zhì)情況

4.1.1A段地基

（1）A0+000～A1+700段：第①層：低液限粉土，天然密度1.73g/cm3，天然含水率24.4%，干密度1.39g/cm3，具中等壓縮性，承載力建議值70kPa，壓縮模量6MPa。第②層：低液限粘土，天然密度1.88g/cm3，天然含水率21.5%，干密度1.55g/cm3，具中等壓縮性，承載力建議值120kPa，壓縮模量10MPa。A0+ 000～A0+500段地下水位0.20～0.30m，為安集海二庫(kù)影響所致。A1+000處地下水位1.70m，至A1+700處地下水位大于4.5m。

（2）A1+700～A3+200段：第①層：低液限粉土，天然含水率11.7%～22.1%，天然密度1.80～1.86g/cm3，干密度1.52～1.55g/cm3。具中等壓縮性，承載力建議值100kPa，壓縮模量6MPa。第②層：低液限粘土，承載力建議值120kPa，壓縮模量9MPa。第③層：粉土質(zhì)砂，天然含水率12.9%，天然密度1.63 g/cm3，干密度1.44g/cm3，承載力建議值100kPa，壓縮模量6MPa。第④層：低液限粘土，承載力建議值140kPa，壓縮模量10MPa。地下水位埋深大于4.5 m；只是在箱涵兩側(cè)，由于受到東泄一支渠影響，水位埋深2.8m～4.1m。

4.1.2B段地基

第①層：低液限粉土，具中等壓縮性，承載力建議值70kPa，壓縮模量6MPa。

第②層：淤泥質(zhì)低液限粘土，天然含水率28.2%，天然密度1.89 g/cm3，干密度1.47 g/cm3，承載力建議值60kPa。

第③層：礫砂，具中等壓縮性，承載力建議值120kPa，壓縮模量9MPa。

本段地下水位埋深1.7～2.4m。

4.1.3箱涵地基

第①層：低液限粉土，天然含水率22.1%，天然密度1.86g/ cm3，干密度1.52g/cm3，具中等壓縮性，承載力建議值100kPa，壓縮模量6MPa。

第②層：低液限粘土，具中等壓縮性，承載力建議值120kPa，壓縮模量9MPa。

第③層：粉土質(zhì)砂，天然含水率12.9%，天然密度1.63g/ cm3，干密度1.44g/cm3，具中等壓縮性，承載力建議值100kPa，壓縮模量6MPa。

第④層：低液限粘土具中等壓縮性，承載力建議值140kPa，壓縮模量10MPa。

4.2防洪堤基礎(chǔ)防滲

4.2.1透水層比較厚、不透水層埋藏較深堤基的防滲措施

此類堤基通常使用鋪蓋法進(jìn)行處理，當(dāng)臨水側(cè)灘池?zé)o法達(dá)到鋪蓋要求時(shí)，可以選擇修建地下截水墻或粘性土截水槽的防水來(lái)進(jìn)行處理，從而達(dá)到降低水頭壓力、延長(zhǎng)滲徑的效果，使堤基滲出口滲透坡降控制在允許滲透坡降以內(nèi)，保證堤防的安全性。

4.2.2砂、淤泥、卵礫或粘性土構(gòu)成的深層透水堤基防滲措施

此類堤基一般使用設(shè)置排水減壓溝、堤后壓載、設(shè)置減壓井等措施，保證堤基滲出口滲透坡降低于允許滲透坡降［3］。表層弱透水層比較薄時(shí)，可以使用減壓井或減壓溝，當(dāng)表層弱透水層比較厚時(shí)可以使用堤后壓載。此外還可以根據(jù)工程的具體情況，使用懸掛式防滲墻來(lái)進(jìn)行防滲處理。

4.2.3卵砂礫、粘性土構(gòu)成的透水堤基防滲措施

卵砂礫、粘性土構(gòu)成的透水堤基一般使用粘性土截水槽或者垂直防滲的方式來(lái)進(jìn)行截滲。一般來(lái)說(shuō)這類堤基結(jié)構(gòu)上部是厚度比較大的粘性土層，中部為卵礫石或沙礫石強(qiáng)透水層，下部為不透水層組成的雙層地基。破壞形式主要有下述兩種：

（1）當(dāng)有粘性土蓋板時(shí)，堤內(nèi)地下水位承壓水，因?yàn)楹哟采疃缺容^大并且和堤基強(qiáng)透水層護(hù)筒，在洪水期來(lái)臨時(shí)，水位會(huì)隨之提升，壓力也會(huì)變大，粘性土頂板受到?jīng)_刷后會(huì)出現(xiàn)沸沙、激涌、地表塌陷等問(wèn)題。

（2）地表上部粘性土層受到破壞，堤內(nèi)地下水潛伏，滲透破壞主要表現(xiàn)為沸沙、管涌等問(wèn)題，這種類型的破壞主要發(fā)生在溝渠、池塘以及耕植土深挖處，需要進(jìn)行填塘固基處理。

5　結(jié)論

總而言之，防洪堤是保證人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全、維護(hù)國(guó)家穩(wěn)定的生命工程，堤線越長(zhǎng)，受到保護(hù)的范圍也就也大，工程的投入資金和工程量也越高，所以，在布置堤線時(shí)要做好綜合考慮各方面因素，選擇合理的堤線布置方案。其次還要根據(jù)堤基的地質(zhì)情況，做好堤基防滲工作，保證防洪堤的安全性。

［1］秦電文.淺析永福縣城南區(qū)防洪堤堤線方案調(diào)整［J］.廣西水利水電，2007，（04）：16-22.

［2］童海鴻，顏國(guó)紅，詹智民.三峽庫(kù)區(qū)護(hù)岸工程堤線優(yōu)選分析［J］.長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)，2002，19（4）：42-44.

［3］葉小云，徐照明.瀾滄江景洪大沙壩防護(hù)工程方案研究［J］.人民黃河，2010，32（11）：31-32.

U656.3

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1006—7973（2016）10-0056-02