三明市城區堤防工程水毀修復措施的探討

鄧義林

（福建省三明市堤防管理處 三明市 365000）

三明市城區堤防工程水毀修復措施的探討

鄧義林

（福建省三明市堤防管理處 三明市 365000）

堤防工程是改善河道水流條件，抵御洪澇災害的工程措施。防洪堤多建于河道、溪流的兩岸及灌溉受益區域，具有點多、面廣、分散的特點。每年的雨季，防洪堤都要經受暴雨洪水淹沒、沖刷的考驗，因而容易受到損毀、坍塌造成水毀。文章分析了三明市城區防洪堤發生水毀的原因，探討了堤防工程水毀修復措施的具體方法，可供施工人員借鑒。

堤防工程 水毀 修復措施 探討

1 概 況

三明市位于福建省中部連接西北隅，是閩西北政治經濟文化中心以及著名的山區園林文明城市。沙溪河自西南向東北穿越市區，上游有臺江水電站，下游有斑竹水電站，城區防洪堤位于水電站庫區內。三明市城區段防洪堤防洪標準按50年一遇（近期按30年一遇，以后將通過對上游水庫的科學調度及河道清障等綜合措施，使三明市區綜合防洪能力仍能達到50年一遇）標準設防。三明市城區防洪堤經過千公里江堤建設、沙溪一期防洪工程建設、沙溪二期防洪工程建設，已建成的防洪堤總長為28.35 km。

三明市區防洪堤工程范圍內均為第四系堆積覆蓋，物理地質現象不發育，上部為淤泥質粘土、沖洪積砂礫卵石，下伏地層為侏羅系長林組凝灰質粉砂巖。巖土層自上而下分述如下：

①淤泥質粘土：灰、灰黑色，含少量有機質，稍具異味，搖震反映中等，韌性差，干強度低，飽和，軟～流塑。厚度為（1.0～1.5）m。

②砂礫六卵石：褐黃、灰黃、灰黑色，卵石約為50%～65%，粒徑一般為（10～40）mm，成分多為中風化狀沉積巖及火成巖類為主，較硬；余為各粒級砂充填。飽和，稍密狀態。厚度為（2.5～3.5）m。

③強風化粉砂巖：灰白、紫紅、磚紅色，塊狀結構，中厚層狀，風化作用強烈、節理裂隙發育，裂縫面可見鐵錳質浸染，巖芯多呈緊密砂土狀，敲打易碎；局部夾薄層中風化粉砂巖；屬極軟巖，巖體破碎，巖體基本質量等級為Ⅴ級。

場地各類巖土物理力學指標及建議值見附表。

附表 場地各類巖土物理力學指標及建議值

2 三明市城區防洪堤的結構形式

三明市區沙溪流域防洪工程的防洪堤，其堤型根據堤線所處地形、地質情況，結合城市建設發展規劃和當地建筑材料的分布情況，選取土堤和漿砌石堤兩種堤型結構進行比較選擇。經比較分析，原則上岸邊空地較寬闊，堤身段面尺寸不受其他建筑物限制的堤段堤型選用土堤；對于堤內有建筑物，堤外河床寬度受限制的，同時需要考慮城市規劃路堤結合的堤段堤型采用漿砌石堤。三明市城區防洪堤堤型采用復合式結構，即：下部為漿砌石堤駁岸，上部為土堤（草皮護坡）方案。 三明市城區防洪堤斷面如附圖所示。

附圖 三明市城區防洪堤斷面圖 （單位：cm）

3 三明市城區防洪堤發生水毀的原因以及水毀修復的必要性

三明市城區防洪堤大部分隸屬于千公里江堤建設項目，始建于1996～1997年期間，原設計防洪級別為3級建筑物，防洪標準為30年一遇，防洪堤堤型采用復合式結構，即：下部為漿砌石堤駁岸，上部為土堤（草皮護坡）方案。 該工程建成后運行至今，已有20年左右時間，漿砌石堤駁岸內部由于多年運行，排水系統淤堵，排水不暢，影響防洪堤的受力條件，造成損毀。

由于江濱路改造新建的砌石擋墻及臺階踏步等建筑物對防洪駁岸形成擠壓， 改變了原有防洪堤駁岸的受力條件，造成駁岸結構受到破壞，導致防洪堤的損毀或損壞。

三明市區河流為山區性雨洪河流， 較大洪水多系鋒面雨所致， 加之三明市城區防洪堤在沙溪河庫區內，沙溪河河水漲落較為頻繁，水位漲落高度約在（2.0～2.5）m左右。 防洪堤駁岸在外部水位驟降的影響下，堤內、堤外水位差過大，形成壓力差，致使防洪堤駁岸堤身所承受推力驟然加大， 破壞了堤內部的原結構，洪水漲落急劇，匯流快、流速大、破壞力強，易造成駁岸崩塌。

三明市城區防洪堤建成以來，已出現過5～6次駁岸崩塌現象。由于駁岸的堤頂后側區域設有河邊休閑步道、景觀設施、休閑設施及市政設施等建筑物，駁岸崩塌易造成上、下游休閑步道中斷、景觀缺失、城市排污受阻等現象，給附近市民生活通行、游客游玩等帶來諸多不良的影響。因此，做好三明市區水毀防洪堤修復工作，使災害損失減少到最低限度，是十分必要的。

4 三明市城區防洪堤水毀的具體修復措施

4.1 基礎實施方案的比選

（1） 混凝土墊層基礎?；A開挖（1.5～2.0）m，為防止堤腳受水流淘刷，基礎開挖后設置混凝土墊層基礎，混凝土墊層基礎厚0.8 m左右，前后側各寬出堤身0.5 m，混凝土基腳寬0.8 m，嵌入深0.5 m?；炷翂|層基礎的優點為：基礎的接觸面比較平整，有利于上部結構向地基均勻傳遞荷載，基礎的施工工藝比較簡單?；炷翂|層基礎的缺點為：對地質的要求較為嚴格，必須要開挖到砂礫卵石作為堤基持力層；圍堰的施工難度大，開挖高度大，支護困難，容易引起滲水、塌坡，造成安全問題；抽水臺班費用高，影響造價；如遇汛期施工，度汛方案難度大，影響工期。三明市城區防洪堤水毀工程位于庫區內，常年水位高，流速大，修建圍堰開挖基礎的難度大。根據實際的水文地質條件，三明市城區防洪堤水毀修復工程不采用混凝土墊層基礎施工。

（2） 拋石基礎+鋼筋混凝土承臺。 擋墻底部為拋石基礎。拋石基礎拋填至（125.50～127.00）m高程。在拋石頂上設置4.00 m寬，0.60 m高的鋼筋混凝土承臺。 拋石基礎+鋼筋混凝土承臺的優點為：用拋填的石塊來置換沙礫層和土層， 可以提高基礎的承載力，減少基礎的埋深，同時不要修建圍堰，減少工作量，施工簡單，工期短。 拋石基礎+鋼筋混凝土承臺的缺點為：因為淹沒水深較深，造成拋石基礎所需拋填的塊石量較大，且拋填后所占用的河道面積較大，使河道行洪寬度縮小，嚴重影響河道行洪要求，阻礙河道的安全度汛，而且拋石的實際操作控制性差，實際沉降無法控制，造成拋石量的增加，影響造價。 結合實際的水文地質情況， 三明市城區防洪堤水毀修復工程部分使用拋石基礎+鋼筋混凝土承臺。 如三明市沙溪防洪堤列西牌樓至春西閣段駁岸坍塌水毀修復工程，總共受損長度為38.9 m，堤頂區域有河邊休閑步道、 景觀設施、 休閑設施及市政設施等建筑物。 防洪堤坍塌水毀的范圍不大， 施工的工作面受到場地的限制，無法使用較大的施工機械，考慮工程現場實際施工的條件，結方案比選后，采用拋石基礎+鋼筋混凝土承臺。

（3）沖孔灌注樁基礎+鋼筋混凝土承臺。沖孔灌注樁基礎底部應伸入強風化砂巖基礎內5.0 m，沖孔灌注樁設置為二排，沿河側以850 mm的間距設置，后排采用隔樁布置，即間距為2 550 mm，沖孔灌注樁排距為1.98 m。上部采用鋼筋混凝土承臺，承臺寬度為3.54 m，厚度為0.8 m，承臺底部設置厚100 mm的混凝土墊層。沖孔灌注樁基礎+鋼筋混凝土承臺的優點為：地面基本不會隆起或側移，對周圍建筑物和環境的影響?。贿m合各種類的土層，沖孔灌注樁嵌入基巖，地基的承載力、穩定性強，沉降量??；施工工藝成熟，相對安全可靠；機械化作業，施工簡單，工期有保證；施工臨時圍堰可作為樁機施工平臺，庫區無需放水，電站可不停產，對社會、經濟影響較小。沖孔灌注樁基礎+鋼筋混凝土承臺的缺點為：樁機較為笨重，移動不方便，樁機對平臺要求高，垂直度較差，容易造成偏孔、塌孔現象，而且偏孔后修正困難。三明市城區防洪堤水毀修復工程部分使用沖孔灌注樁基礎+鋼筋混凝土承臺。如三明市市區翁墩防洪堤損毀修復工程，損壞影響長度約75.0 m，駁岸背后的道路擋墻及江濱路相繼滑坡，其中直接滑坡長度為42.3 m，寬度為20 m，形成一個較為寬闊的場地。因淹沒水深較深，拋投石塊量較大，不易控制。結合場地的水文地質實際情況，采用沖孔灌注樁基礎+鋼筋混凝土承臺。

4.2 土方開挖

開挖前，先根據各堤段的開挖和填筑量，以及各填筑分區對土料的要求，進行開挖總體規劃，爭取做到開挖渣不二次倒運，填筑料應滿足設計要求，以節省工程造價和保證施工質量。土方開挖應盡量安排在枯水期進行，按自上而下、由外側往內側的開挖原則，土方開挖大部分采用1.0 m3反鏟挖掘機開挖，采用后退法施工，開挖斷面比較小的部分采用人工開挖?；A開挖的可利用料，開挖時就近堆放在堤線兩側，余料由8 t自卸汽車運往指定的棄渣場堆放，棄渣運距為2 km左右。

4.3 防洪堤堤身施工

承臺上部堤身采用重力式擋墻結構，采用C20早強型商品混凝土埋石（埋石率≤20%），擋墻斷面結構尺寸為：擋墻修復高度為（127.00～131.00）m高程。高為1.9 m，頂寬1.00 m，迎水面邊坡為1∶0.05，墻背邊坡為1∶0.45.墻背采用回填土進行夯實回填。擋墻墻身內部設置Φ75PVC排水管，采用2.0m×2.0m梅花型布置，墻背后設置300mm厚的砂卵石反濾層。

4.4 土方回填

堤身回填土滯后擋墻，自下而上分層填筑逐層上升。填筑土方部分直接利用開挖料，不足部分在土料場取料，由1.0 m3反鏟挖掘機挖裝，8 t自卸汽車運至工作面直接上料，采用分層填筑，由推土機推土平整，再由蛙式打夯機夯實，局部輔以人工夯實。

4.5 草皮護坡

草皮護坡位于堤外坡面，主要包括邊坡修整、松土除雜、種植覆蓋、施肥養護等。邊坡修整好后，需再次用人工將前期夯實的表層土翻松，松土厚度不大于30 cm。在松土過程中還應將土層中的雜物清除干凈，并將大塊土擊碎。種草完成后，在規定的時間內應進行施肥和養護，以保證當年出苗和成活率在80%以上。

4.6 安全防護措施

工程在實施過程中應時刻注意施工安全。在有可能造成墜落的場所，如駁岸頂設置有防護措施，如欄桿或扶手等，并設置相應的安全標志。欄桿及扶手高度均應滿足規范要求。在拆除損毀擋墻施工過程中，應注意拆除時的作業安全。項目區內處于危險地段應根據實際情況設置明顯的警示牌及臨時防護圍欄。

5 結語

堤防工程發生水毀造成損毀、坍塌后，首先要深入水毀現場，查看水毀情況，分析找出水毀發生的原因。經過資料、數據的收集，結合現場的實際情況及防洪堤運行情況，分析確定水毀修復方案的具體措施。三明市城區防洪堤水毀修復工程自完工以后，經歷汛期考驗，防洪堤未出現任何險情。工程達到設計要求，質量合格，運行正常，發揮良好的社會和經濟效益。

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2017-01-09）

鄧義林（1982-），男，福建清流人，大學本科，工程師，主要研究方向：水利水電工程。