新筑堤防防滲方案優選分析

苑司樂，李艷華，王化翠

(1.北京東方園林股份有限公司，北京 100015;2.山東黃河東平湖龍騰養護公司，山東 濟寧 272600; 3.水利部水利水電規劃設計總院，北京 100120)

新筑堤防防滲方案優選分析

苑司樂1，李艷華2，王化翠3

(1.北京東方園林股份有限公司，北京 100015;2.山東黃河東平湖龍騰養護公司，山東 濟寧 272600; 3.水利部水利水電規劃設計總院，北京 100120)

文章以某工程為例，簡要介紹了新筑堤防防滲設計方案和設計成果，探討了瀝青混凝土防滲心墻、水泥攪拌樁、粘土心墻等方案在新筑堤防防滲應用中的優缺點，總結三種方案特點，優選并確定最終采用方案。

堤防;防滲;優選

DO I:10.3969/j.issn.1672-2469.2016.08.043

1 工程概況

本工程位于貴州省盤縣西鋪河上，現狀河道狹窄，不利于河道行洪。為配合當地總體規劃，需在現有河道的左岸外側形成一定面積的濕地，用以改善現有河水的水質狀況。為此需要清除現有河道的左岸堤防并新筑堤防。新筑堤防的堤頂高程比設計水位高 1.0m。工程中需要新建堤防長度約為1.6km，高度在3.5m左右。堤防為土質梯形斷面，堤防右側邊坡坡度為1∶3，左側為濕地邊坡，坡度不陡于1∶6。

根據工程地質勘察資料可知現狀堤防基礎地層主要為淤泥質粘土層，通過巖土試驗統計分析并結合工程經驗、工程類比可得出堤防基礎土層滲透系數為3.12×10-5cm/s，為弱透水性土層。土層厚度為10m左右，防滲效果較好。

堤防填筑材料主要取自附近的商業料場，且填筑材料主要為砂土及粒徑不均的碎石土，工程周邊無其他可用的堤防填筑材料。為了使項目順利實施必須對堤防進行防滲設計，本工程做了三種防滲方案的優選對比，根據不同方案在本工程中的可行性、適用性、經濟性等比較進行最終選定。

2 方案設計

2.1 瀝青混凝土心墻方案

瀝青混凝土心墻防滲在水利工程中被廣泛應用，其防滲效果也較為明顯，所以將其作為優選方案之一。按照《土石壩瀝青混凝土面板和心墻設計規范》(SL501-2010)設計斷面，瀝青混凝土心墻的設計方案采用碾壓式瀝青混凝土，心墻頂部厚為0.40m，下部為加厚的漸變段瀝青混凝土心墻，心墻下端寬度為1.4m，形成倒“T”結構，同時為了減小擴大段與心墻形成集中應力，采用八字腳漸變的方式銜接過渡。為減小混凝土發生撕裂等破壞防滲心墻的情況，瀝青混凝土心墻基礎充分夯實，以保證防滲體的安全可靠。

瀝青混凝土心墻與兩側堤防接觸面設置過渡層，過渡層采用砂礫且礫石級配連續，最大粒徑不大于80mm且具有良好的排水性和滲透穩定性。心墻頂部超高 500mm，防止滲水從頂部形成滲透通道。

通過對各項技術參數分析計算，瀝青混凝土心墻的滲流、應力、應變等各項參數均能滿足規范要求，技術可行。設計概算當采用瀝青混凝土防滲心墻時，新筑堤防防滲方案的綜合造價約為910元/m。

2.2 水泥攪拌樁設計方案

水泥攪拌樁設計方案是在新筑堤防的頂部中間位置采用水泥攪拌樁的方式進行防滲處理。由于新筑堤防的含水率大于30%，則水泥攪拌樁防滲方案采用干粉攪拌的方式成樁，設計成樁樁徑大小為500mm，水泥攪拌樁樁心間距為350mm，形成的墻體理論厚度為357mm。水泥攪拌樁鉆樁深度應深入相對不透水土層1.5m，設計水泥摻入比在10～12%之間，鉆孔垂直偏差率不大于1.5%。水泥攪拌樁對施工技術要求較高，在施工中應充分考慮采用先進設備以滿足各項設計參數的要求。

水泥攪拌樁在施工完畢后應對攪拌樁進行質量檢測，保證樁身致密無縫隙，且自身內力應滿足要求。在水泥攪拌樁心墻兩側分別采用級配良好的砂石與新筑堤防形成過渡區域。

通過對各項技術參數分析計算，攪拌樁形成的防滲體的滲流、自身應力等均能滿足規范要求，在技術上可應用于本工程。當采用水泥攪拌樁防滲時，新筑堤防防滲方案綜合造價約為560元/m。

2.3 粘土心墻方案

粘土心墻設計方案依據《堤防工程設計規范》(GB50286-2013)，心墻頂寬設計為1.0m，心墻斷面為正梯形，心墻頂部至基礎逐漸加寬，兩側坡率采用1∶0.3，心墻頂部高程高于設計水位500mm。粘土心墻設計深入相對不透水層1.0m。心墻與相對不透水層基礎之間采用500mm厚粘土作為過渡面，防止接觸面的滲流沖涮。

心墻兩側均采用反濾層，反濾層采用級配良好的砂石，兩側厚度均為800mm。防止心墻土粒被滲水帶走，保證防滲體的穩定。粘土心墻設計滲透系數為3.28×10-7～2.18×10-5cm/s之間。平均滲透系數為2.35×10-6cm/s，滿足作為心墻填筑材料的要求。

通過對各項技術參數分析計算，滲流坡降、堤防穩定等均符合堤防安全要求。通過分析技術上可應用于本工程。當采用粘土心墻防滲時，新筑堤防防滲方案綜合造價約為450元/m。

3 方案比較

3.1 瀝青混凝土心墻

3.1.1 優點

(1)瀝青混凝土在施工過程中可以快速鋪筑，節省施工時間，同時還可以快速起到防滲作用，使工程達到立竿見影的效果。

(2)瀝青混凝土心墻能適應季節變化，即使在冬季采取簡單措施就可以正常施工，對工程的工期影響可以降到最低。

(3)由于瀝青混凝土心墻在堤防內部，水流、冰凍、風浪、人為破壞等各種外在環境影響對心墻的不利影響幾乎可以忽略。

3.1.2 缺點

(1)瀝青混凝土雖在堤防內部，但瀝青混凝土溫度穩定性較弱，在溫度變化較為強烈時有產生貫穿性裂縫的可能。

(2)堤防與瀝青混凝土的連接部位可能會產生不均勻沉降，可能會造成瀝青混凝土心墻斷裂或者塌坑。

(3)瀝青混凝土施工所需要的施工機械一般為專門的施工機具和相應的專業隊伍。在國內相應的專業與國際比較還相對落后。

(4)由于其對施工機具和施工隊伍的要求較高，同時其原料也比較昂貴，采用瀝青混凝土心墻施工時造價較高。

3.2 水泥攪拌樁

3.2.1 優點

(1)水泥攪拌樁在工程上使用比較悠久，隨著現代施工機具的快速發展，水泥攪拌樁施工工藝也已經非常成熟。

(2)攪拌樁防滲技術在隱蔽工程中的使用則更為廣泛，可以在不破壞原有工程的前提下實現工程的防滲效果。此種防滲方式在長江大堤的加固上已經得到了廣泛的應用。

(3)水泥攪拌樁在工程施工中施工速度快、不污染、造價低廉。

3.2.2 缺點

(1)水泥攪拌樁用來作為防滲工程時，施工技術要求比較嚴格，尤其是攪拌樁的垂直度必須嚴格按照規范要求控制，但目前施工基本上還是采用人為方式定位設備的垂直度，精度難以達到要求。

(2)水泥攪拌樁在施工過程中易出現斷樁情況，且斷樁部位均在隱蔽部位，不易被發現，當出現斷樁時，勢必造成防滲體的滲透問題。

(3)現階段對水泥攪拌樁防滲體的檢測手段不成熟，尤其是樁與樁之間的搭接質量沒有精確的檢測方法，對工程的防滲形成不小的隱患。

3.3 粘土心墻

3.3.1 優點

(1)新筑堤防的基礎并非巖石地基，基礎可能存在不均勻沉降，粘土心墻恰好比較適應這種地基的情形，在地基產生不均勻沉降時依然可以保證防滲體的有效性和安全性。

(2)粘土心墻防滲材料采用粘土，對周邊環境和地下水較“友好”，不會對周邊環境造成污染。

(3)粘土心墻在新筑堤防內部，外界環境對心墻不易造成影響，從而保證了心墻的穩定性。

(4)在堤防填筑時，心墻即可同步施工，對堤防施工影響較小，且心墻原料來源充足，購買也較為廉價。

3.3.2 缺點

(1)心墻在施工的過程中應分層壓實，壓實度要求較高，施工質量要求較高。

(2)堤防周邊應做好防白蟻措施，防止蟻蛀心墻。

4 結語

通過以上對各方案優缺點、適應性和經濟性的對比得出，粘土心墻具備瀝青混凝土和水泥攪拌樁的大部分優點，能夠充分適應本工程中可能存在的地基不均勻沉降問題。它可以和新筑堤防同步施工，較水泥攪拌樁等堤防施工完畢才能施工，可節約大量工期。同時粘土心墻在這三個方案中的造價也最低。因此本工程采用粘土心墻作為新筑堤防的防滲處理的最優方案。

［1］阿不力米提，曲苓.恰甫其海粘土心墻壩的材料選擇及結構設計［J］.水利技術監督，2008(04).

［2］杜振坤，賈金生，陳肖蕾.水工瀝青混凝土防滲技術發展與應用［J］.水利規劃與設計，2007(06).

［3］聶雪錦.淺談瀝青混凝土的優缺點［J］.內蒙古水利，2011 (05).

［4］施瑞庭，盧劍梅，李仲梅.老君山水庫粘土心墻堆石壩設計［J］.云南水力發電，2010(02).

［5］曲苓，阿不力米提，王迎春.某工程粘土心墻壩高水位運行三年壩體工程性態評價［J］.水利規劃與設計，2008(06).

［6］陳華俊.關于紅巖水庫粘土心墻石碴攔河壩設計探討［J］.水利技術監督，2011(02).

［7］韋宏奎.混凝土攪拌樁防滲墻在水庫圍壩防滲中的應用［J］.現代物業(上旬刊)，2015(06) .

圖3 按模型計算的基流均值與實測值誤差分布圖

3 結論

本文詳細論述了無資料地區河川基流模型參數的率定過程及其應用。提供了水文下墊面的劃分原則、基流模型參數的率定方法及其應用原則。通過還原演算及誤差統計，只要參數選取合理河川基流多年均值計算具有較高的精度，可滿足工程設計之需要。

基流模型結構簡單，參數較少，計算簡便，具有較高的實用價值。基流的大小除與設計流域的下墊面、集水面積以及流域的前期降水有關外，還與流域的基巖埋深、河床的切割深度、流域水文地質構造以及流域地表分水線與地下分水線閉合程度密切相關，基流模型不可能完全反映上述各影響因素。所以在計算設計流域多年平均基流量時，必須與野外實地勘測和歷史清泉水調查資料的搜集相結合，用水文調查比擬法和模型法計算的結果要互相印證，綜合分析后合理選用。

不同地域、不同氣候特征其參數范圍不一定相同。本文只是提供了一種參數率定的思路、方法和過程，可值得相關行業借鑒，為其他省份或地區在水利工程水文計算中起借鑒作用。

參考文獻

［1］SL278-2002.水利水電工程水文計算規范［S］.

［2］劉光文.水文分析與計算［M］.北京:水利水電出版社，1989.

［3］季學武，王俊.水文分析計算與水資源評價［M］.北京:中國水利水電出版社，2008.

［4］詹道江，葉守澤.工程水文學［M］.北京:中國水利水電出版社，2007.

［5］忻州市水文水資源勘測分局，忻州市水資源管理委員會辦公室.忻州市水文水利計算手冊［M］.北京:中國水利水電出版社，2011.

［6］山西省水文總站忻縣地區分站.山西省忻縣地區水文水利計算手冊［R］.忻縣.1975.

(續上期)

2015年水利建設市場主體信用評價結果

為貫徹落實國務院《社會信用體系建設規劃綱要(2014—2020)》，根據水利部國家發展改革委《關于加快水利建設市場信用體系建設的實施意見》和水利部《水利建設市場主體信用評價管理暫行辦法》，水利部組織完成了首次全國水利建設市場主體信用評價工作。

水利建設市場主體信用等級分為三等五級，分別為AAA(信用很好)、AA(信用好)、A(信用較好)、BBB(信用一般)、CCC(信用較差)。本次共有1257家水利建設市場主體申請參加勘察、設計、施工、監理、咨詢、機械制造、招標代理、質量檢測單位信用評價，其中被評為 AAA級占32.8%，AA級占35.6%，A級占26.1%，BBB級占5%，CCC級占0.5%。

施工單位（共642家）

CCC級（1家）

福建江隆水利水電工程有限公司

招標代理單位（共102家）

AAA級（23家）

北京江河潤澤工程管理咨詢有限公司

遼寧水利土木工程咨詢有限公司

遼寧正泉工程造價咨詢服務有限公司

安徽安兆工程技術咨詢服務有限公司

安徽省招標集團股份有限公司

江西新明工程服務有限公司

山東海逸恒安項目管理有限公司

山東正信招標有限責任公司

山東宏豐達工程咨詢有限公司

山東新匯建設集團有限公司

河南華水工程管理有限公司

揚子江工程咨詢有限公司(湖北)

湖北華傲水利水電工程咨詢中心

湖北路達勝工程技術咨詢有限公司

湖南英邦工程建設咨詢有限公司

中水珠江規劃勘測設計有限公司

廣東省科源工程監理咨詢公司

廣東粵源水利水電工程咨詢有限公司

深圳市深水水務咨詢有限公司

廣東華聯建設投資管理股份有限公司

廣東宏茂建設管理有限公司

廣東信仕德建設項目管理有限公司

云南潤滇工程技術咨詢有限公司

AA級（38家）

中經國際招標集團有限公司

國管招標(北京)有限公司

遼寧華寧招標代理有限公司

大連水木工程管理有限公司

黑龍江大禹工程咨詢有限責任公司

江蘇建達工程項目管理有限公司

山東同力建設項目管理有限公司

山東德勤招標評估造價咨詢有限公司

山東眾德建設項目管理有限公司

山東齊信招標有限公司

山東魯投招標有限公司

山東省建設工程招標中心有限公司

山東水務招標有限公司

山東普華項目管理有限公司

河南求實工程造價咨詢有限公司

湖北勝捷工程咨詢有限責任公司

湖南中技項目管理有限公司

中科高盛咨詢集團有限公司

湖南正平招標代理有限公司

廣州宏達工程顧問有限公司

佛山市科誠工程監理有限公司

廣東科能工程管理有限公司

廣東粵能工程管理有限公司

廣東海納水利技術咨詢有限公司

汕頭市統誠工程監理有限公司

廣東鈞信監理咨詢有限公司

惠州市建佳造價咨詢事務所有限公司

廣州穗科建設管理有限公司

廣東德創工程顧問有限公司

廣東建勤工程造價咨詢有限公司

廣東恒勝建設監理有限公司

云南元大工程咨詢有限責任公司

云南潤宇工程項目管理有限公司

云南水投工程管理咨詢有限公司

陜西江河工程項目管理有限責任公司

陜西誠信達工程建設咨詢有限責任公司

陜西龍寰招標有限責任公司

中海建國際招標有限責任公司

A級（34家）

中金招標有限責任公司

錦州渤海工程造價咨詢有限責任公司

遼寧星爍技術咨詢有限公司

沈陽建設項目招投標中心

遼寧富隆工程管理咨詢服務有限公司

正信偉業招標集團有限公司

江蘇益誠建設工程咨詢有限公司

南京蘇寧建設監理有限公司

福建陽勝工程項目管理有限公司

福建省建審工程項目管理咨詢有限公司

江西睿創企業管理咨詢有限公司

山東陽光招標有限公司

山東弘文工程管理咨詢有限公司

山東三陽項目管理有限公司

山東華安泰恒信建設工程項目管理有限公司

萊蕪市公平基建審計咨詢有限責任公司

山東金廈工程項目管理咨詢有限公司

山東天馬招標代理有限公司

河南華威建設工程技術咨詢事務所有限公司

河南永正招標代理有限公司

湖南雁城建設咨詢有限公司

湖南省天平項目管理有限公司

湖南天鑒工程項目管理有限公司

湖南省國鼎招標咨詢有限公司

廣東長信德工程咨詢有限公司

深圳市棟森工程項目管理有限公司

廣州筑正工程建設管理有限公司

揭陽市建宇建設工程招標代理有限公司

四川恒鑫工程管理咨詢有限公司

四川大和水利電力項目管理有限公司

陜西省水利電力工程咨詢有限責任公司

華春建設工程項目管理有限責任公司

寧夏海宏建設工程咨詢有限公司

新疆生產建設兵團第十三師工程建設監理公司

BBB級（7家）

遼寧誠信工程造價咨詢有限公司

江西東昌監理咨詢有限公司

湖南龍武工程項目管理有限公司

龍川縣中信招標采購有限公司

青海萬事通工程咨詢有限公司

寧夏開誠工程咨詢有限公司

新疆天壹中山工程咨詢有限公司

七、質量檢測單位(共65家)

AAA級（19家）

北京市水科學技術研究院

中水北方勘測設計研究有限責任公司

中水東北勘測設計研究有限責任公司

水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院

濟寧市德信水利工程質量與安全檢測有限公司

山東省水利科學研究院(山東省水利工程建設質量

與安全檢測中心站)

東營市匯科工程質量檢測有限公司

黃河勘測規劃設計有限公司

黃河水利委員會基本建設工程質量檢測中心

葛洲壩集團試驗檢測有限公司

湖南省水利水電工程質量檢測中心有限公司

中水珠江規劃勘測設計有限公司

廣東省水利水電科學研究院

中國水利水電第七工程局有限公司

中國水利水電第五工程局有限公司

四川省水利科學研究院(四川省水利地方電力建筑

安裝工程質量檢測中心站)

中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司

云南云水工程技術檢測有限公司

中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司

AA級（25家）

北京綠波智業檢測技術有限公司

北京正通興業技術檢測有限公司

山西省水利水電勘測設計研究院

沈陽興禹水利建設工程質量檢測有限公司

合肥市天秤水利工程質量檢測有限公司

福建融誠建設工程質量檢測有限公司

青島市水利工程質量檢測中心

山東廣信工程試驗檢測集團有限公司

水利部水工金屬結構質量檢驗測試中心

湖北正平水利水電工程質量檢測有限公司

湖南騰達科技有限責任公司

珠江水利委員會珠江水利科學研究院

深圳市水務工程檢測有限公司

佛山市科衡水利水電工程質量檢測有限公司

惠州市水利水電工程質量檢測站

肇慶市水利水電工程質量檢測站

清遠市水利水電工程質量檢測有限公司

廣東科正水電與建筑工程質量檢測站

韶關市水利水電工程技術中心

海南中南標質量科學研究院

四川省水利水電勘測設計研究院

四川德成工程質量檢測有限公司

四川省禾力建設工程檢測鑒定咨詢有限公司

昭通市潤源建設工程質量檢測咨詢有限公司

青海水利水電建設工程檢測中心有限公司

A級（18家）

盤錦大洼水利檢測試驗中心

綏中建筑工程質量檢測有限公司

盤錦禹泰水利工程質量檢測有限公司

水利部長春機械研究所

九江市科創水利水電工程質量檢測有限公司

濟寧市水利工程質量檢測中心

煙臺市禹興水利工程質量檢測中心

湖北正衡水利工程檢測有限公司

武漢楚江水利水電工程質量檢測有限公司

湖北省宜昌市鼎誠工程試驗檢測有限公司

湖北葛科工程試驗檢測有限公司

常德市精誠水利工程質量檢測站有限公司

廣州市瀚源建設工程質量檢測有限公司

惠州市大禹工程質量檢測中心

廣西中水工程檢測有限公司

四川省禾盛工程檢測有限公司

四川正達檢測技術有限責任公司

寧夏沐川檢測有限公司

BBB級（3家）

湖北韓宇檢測有限公司

昆明浩淼水利水電工程檢測有限公司

新疆城建試驗檢測有限公司

八、機械制造單位(共91家)

AAA級（28家）

新興鑄管股份有限公司

河北省水利工程局機械廠

中國水利水電第六工程局有限公司

上海東方泵業(集團)有限公司

江蘇省水利機械制造有限公司

常州市武進第一水利機械有限公司

常州液壓成套設備廠有限公司

江蘇武進液壓啟閉機有限公司

揚州市飛龍氣動液壓設備有限公司

常州瑞陽液壓成套設備有限公司

江蘇華源節水股份有限公司

杭州江河機電裝備工程有限公司

浙江征天機械制造有限公司

安徽省六安恒源機械有限公司

安徽水安建設集團股份有限公司

江西省水電工程局

山東水總機電工程有限公司

黃河水利委員會黃河機械廠

河南禹王水工機械有限公司

鄭州水工機械有限公司

新鄉市起重設備廠有限責任公司

葛洲壩機械工業有限公司

湖北省咸寧三合機電制業有限責任公司

武漢大禹閥門股份有限公司

中國水利水電夾江水工機械有限公司

四川東方水利裝備工程股份有限公司

內江東工設備制造股份有限公司

寧夏青龍管業股份有限公司

AA級（43家）

江河機電裝備工程有限公司

河北強華水利機械有限公司

黃驊市五一機械有限公司

河北海王水工機械有限公司

河北大禹水工機械有限公司

衡水金徽水工機械有限公司

巴彥淖爾市興河水建工程有限公司

內蒙古聚業水利水電工程有限公司

遼陽給排水設備閥門有限公司

黑龍江省水利水電工程總公司

哈爾濱亞泰水利工程機械設備有限公司

江蘇科工科技有限公司

揚州眾大水利機電設備制造有限公司

江蘇天雨環保集團有限公司

揚州市江都永堅有限公司

江蘇武東機械有限公司

江蘇揚州富達液壓機械集團有限公司

揚州楚門機電設備制造有限公司

江蘇飛達液壓成套設備有限公司

揚州藍翔機電工程有限公司

揚州龍鑫機械有限公司

江蘇潤源水務設備有限公司

常州力安液壓設備有限公司

博世力士樂(常州)有限公司

浙江省水電建筑機械有限公司

浙江華東機電工程有限公司

杭州江河水電科技有限公司

金華永泰水電工程機械有限公司

福建水工機械有限公司

三門峽新華水工機械有限責任公司

河南省九冶重工有限公司

鄭州科潤機電工程有限公司

泰禹豐機械制造(信陽)有限公司

西峽縣興利水工機械有限公司

顧地科技股份有限公司

武漢力地液壓設備有限公司

廣東江海機電工程有限公司

深圳市興源鼎新科技有限公司

深圳市興源智能儀表股份有限公司

廣西水工機械有限公司

四川信德建設有限公司

自貢東方水利機械有限責任公司

新疆金河水工機械設備有限公司

A級（16家）

河北圣禹水工機械有限公司

河北聚源水利機械有限公司

河北亞禹水工機械有限公司

河北海宏水工機械有限公司

河北華禹水利機械有限公司

邢臺市金來利水利機械制造有限公司

新河縣啟閉機械有限公司

遼寧營源泵業有限公司

揚州市永強液壓成套設備有限公司

常州力達電力機械設備有限公司

安徽三聯泵業股份有限公司

河南黃河水工機械有限公司

湖南江河機電鋼構工程有限公司

湖南利德金屬結構有限責任公司

四川金周電力工程有限公司

自貢九天水利機械有限公司

BBB級（4家）

冀州市禹王水利機械有限責任公司

冀州市人和水利機械有限責任公司

信陽市四通機械制造有限公司

天全縣和源機電設備修制廠

(完)

TV871

B

1672-2469(2016)08-0136-03

2015-11-06

苑司樂(1987年—)，男，助理工程師。