水利工程堤防建設與防洪建設

曹秋雙

摘 要：防范洪澇災害依然是我國水道治理環節上最為重要的一環，而治理洪澇災害最常用的方法就是堤防建設。傳統的堤防建設方法相對來說比較簡單，無非就是用混凝土把堤岸加厚加高，但是這樣的技術已經不能滿足現階段我國水道治理的要求。因此，新的堤防建設設計的技術應運而生，該文就是從這個角度展開討論。

關鍵詞：水利 堤防 防洪 建設

中圖分類號：S274 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（b）-0052-02

1 水利工程堤身堤基現狀的安全論證

堤身堤基現狀的安全論證是指堤身在設計并施工完成后，對防洪能力的檢驗，特別是在發生特大暴雨水位急漲的情況下的應急能力。研究表明，河道洪澇災害的發生主要是在降雨量比較集中的幾個季節，降雨量的90%以上都發生在雨季，因此，雨季的堤防建設檢查工作尤為重要。在堤岸驗收的工作中一定要對堤防的防洪能力做一個比較準確的估計和考核，很多洪水的發生都是由于在最初對堤防的防洪能力估計過高引起的。例如：1998年長江水災的發生就是過高地估計了長江堤防的防洪能力。必須采取有效措施消除安全隱患，充分保障岸坡的安全可靠。在進行岸坡規劃防護時，需充分考慮岸基的地質情況，以及當地的具體環境，乃至氣候或者天氣情況，從而為岸坡的安全提供充分保障。

2 水利工程堤防建設設計應該考慮的因素

2.1 堤防建設中的作水因素

堤防建設設計最需要考慮的因素是作用水頭，在防洪工作中存在一個誤區，大部分工作的重點放在了對最高水位的防護上，其實工作的中心應該放在作用水頭上面來。在堤防建設設計時一定要充分考慮堤防所能承受的最大負載，所以堤防在設計高度和厚度時不僅要考慮到最高水位，最大負載量也是堤防高度的一個重要影響因素。例如：在地層土地性質不變的情況下，堤防的厚度和作用水頭成正相關關系。此外，水位下降時對堤防的作用也會受到作水不同的影響。

2.2 歷史、地理因素

在已建堤防的歷史性、應急性和群眾性方面，例如：有的堤防的材料屬于就地取材，那么在建設該堤防時就要考慮堤防所用的附近的這種材料的穩定性和耐用性，如果某種水泥的有效期限是10年，而這次堤防建設的時間已經接近這個時間點，那么在堤防建設時就應該考慮對該堤防進行整體性加厚建設。比如：有些地方的堤防質量雖然比較好，但是在應急方面做得不夠充分，甚至沒有應急方案，這種情況在堤防建設時要把應急方案考慮進去。在我國一些地方，例如：武漢、南京某些地段，由于受到高溫影響，混凝土容易出現裂縫現象，如果不定期進行檢查維修就會很有可能引起大面積坍塌。

2.3 對材料的考慮

在堤防工程汛期運行要求方面，由于堤防建設一般是在汛期發生以前進行的，所以，堤防建設完成后會立馬投入使用，因此，在建設設計中要充分考慮各種材料在遇水后的反應，例如：填土在未完全凝固時是否能滿足防水性的要求。

堵口復堤的要求。堵口復堤是指如何有效地把被洪水沖壞了的堤防進行修補復原，這其中最大的難題就是如何使修補后的地方與原來的地方在穩定性上趨于一致，以免造成二次破壞。一方面要把原來堤防的建筑建材、施工方式考慮進來，盡量使修補的地方的材料和施工方式與原來的相同。另一方面在施工工序上也要盡量與之前的施工順序保持相同。

3 邊坡穩定性分析

3.1 水利工程堤坡失穩破壞的成因和類型

堤坡在受到雨水沖刷、陽光暴曬、動物筑洞等因素影響時，都有可能導致穩定性的破壞，具體包含以下幾個方面。

（1）滲流原因。滲流作用是指在水位上漲時，坡堤承受的壓力過大，堤坡在受到強大的壓力時會發生形變，嚴重時會導致崩塌現象。不光是在漲水時，如果退水的速度過快其堤坡所受的壓力突然變小，也會導致形變的發生。

（2）水流沖刷原因。水流沖刷包括河流的沖刷和雨水的沖刷，相對來說雨水的沖刷影響比較小，主要還是河流對堤坡的沖刷。特別是在堤坡的彎曲路段，這種沖刷的破壞力會幾倍地增加。

（3）堤基原因。由于堤基原因造成的穩定性問題主要包括兩個方面，一是因為堤基的強度不夠；二是因為堤基下面的黏土過于松軟，導致堤基穩定性下降。

（4）其他原因。其他因素包括人為的故意破壞、地震的發生、設計要求未達標等等。

3.2 不同工況計算方法下的堤坡強度

最常見的計算方法包括有效應力法、總應力法兩種方法。涉及到的指標主要包括土類指標、使用儀器指標、強度指標、式樣初始狀態4個方面。其中，土類指標分為無粘黏土和粘黏土，粘黏土的強度大于90%為優秀，位于60%～90%為良好，位于60%以下為差；使用儀器包括直剪儀和三軸儀；式樣初始狀態是指在相同的水量和填土的使用下堤防的初始狀態。

3.3 堤防穩定性勘探的方法

（1）現象勘探法。現場勘探法是指勘探人員帶著工具到堤防現場進行實地勘探，需要注意的是并不是把所有的地方都勘探一遍，而是重點勘探那些容易發生破壞的地方，例如：動物經常出沒的地方和彎曲路段等。

（2）穩定分析法。穩定分析法是指在固定的距離較近的3個點分別進行檢測，最上面的點稱為上口，最下面的點被稱為下口，通過對上口和下口的檢測就可以計算中中間的穩定性。這種方法一般是用于中間點實地勘探起來比較困難的情況。

4 水利堤防建設方案的確立

在分析完堤防穩定性的影響因素和設計時應該考慮的因素以后，就要對堤防的建設方案進行確立。堤防建設設計的總體思路是“上堵下排”，既通過提高堤防的高度來應對水位的漲高，通過下面的過濾作用把水過濾掉，把泥土留下來。在上堵方面，材料的選擇至關重要，選擇那些粘性比較高的土和防水性比較好的泥土。另外，堤身的斜度也是設計的重要目標，斜度過大會導致用料過多，斜度過小容易導致結實程度不夠，最常用的角度是10°～15°的傾斜角；在“下排”方面，常用的滲透措施是減壓溝，減壓溝的作用就是過濾掉水的同時留住河道的泥土，如加厚加高操作、排水工作、增加密度工作都是具體的建設方案。

首先要對滑坡的類型進行確定，根據滑坡的分類標準滑坡可以分為上口裂縫滑坡、下口解封滑坡、中間裂縫滑坡以及隆起滑坡，滑坡類型的確定是堤防建設工作基礎中的基礎。具體的施工方案包括局部建設和整體建設，建設的步驟依次是挖出滑動體、填筑還坡、地基建設、深層建設。

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