漢江干堤重點堤防段加固結構措施優化的探索與實踐

楊香東

(湖北省水利水電規劃勘測設計院，湖北 武漢 430064)

1 工程概況

漢江下游干堤加固工程2018年度第二批項目管理總承包工程位于湖北潛江市地段，工程始于興隆水利樞紐工程(樁號256+767)、止于樁號222+850，加固總長度約30km，堤防工程級別為2級。項目主要建設內容包括堤防加固加培、錐探灌漿、水泥土深層攪拌樁及堤頂混凝土路面建設。主要工程量為：堤防加培土方填筑約450萬m3，水泥攪拌樁防滲墻(厚30cm)3萬m2，C30混凝土堤頂路面3.7萬m3。其中土方加培任務主要是對原有老堤堤頂加寬至8m，堤頂加高約0.5～0.8m，項目總投資2.07億元，施工總工期12個月，工程建成后，將成為四湖地區、漢南地區、漢北平原及武漢市的防洪屏障。

2 工程現存主要問題

大江大河重點堤防工程堤頂道路是防汛期間的重要通道，多年來，因路基沉降而造成混凝土路面斷裂和破損嚴重，已成為堤防管理單位運行維護的難點和重點。一般堤防加固工程進行堤身土方填筑時，從料場取土，采用挖掘機配自卸汽車運土，進占法卸料，結合部位采用后退法卸料，推土機鋪土，輔以人工攤鋪邊角，振動碾碾壓，邊角或結合部位采用蛙式打夯機夯實或人工進行夯實。在施工過程中主要存在以下三個方面問題。

2.1 新老堤的結合問題

重要堤防工程的防洪標準超過50年一遇，堤內保護的建筑和設施較重要。作為防汛主要通道堤防的堤頂道路，路面的施工質量和交通通行要求較高。堤身寬度不足時，需在堤外側加邦加寬。原有的老堤隨著時間推移，沉降已趨于穩定，而新填筑的堤身，由于施工不精細，致使壓實度指標不足，原有的老堤與新堤堤身黏土之間結合不夠緊密，易出現堤頂不均勻沉降、坡面滑坡和脫坡等不良現象。

2.2 不密實而沉降的問題

部分施工作業隊對堤身土方填筑施工工藝不到位，出現因漏碾或碾壓遍數不足而導致的堤身不密實的現象。投入使用后，因車輛負荷增加和自然沉降等原因，堤頂路基沉降，易造成混凝土路面斷裂或破損嚴重，成為堤防運行管理單位維修和管護的難點和重點，因此采取相應措施，減少或避免堤頂路面破損斷裂而影響防汛正常通行已迫在眉睫。

2.3 導濾盲溝堵塞的問題

有的施工作業隊伍施工堤頂導濾盲溝時，未按精細化的原則組織施工，將填筑堤身的黏土混雜至級配碎石中，使得導濾碎石堵塞。有的施工作業班組在導濾溝回填級配碎石時，未使用設計要求的級配碎石，采用不合格的混合料砂石料代替級配碎石。有的施工單位技術管理人員對作業班組的現場導濾盲溝施工質量控制、技術指導服務力度不夠，導致導濾盲溝堵塞從而不能排出滲水。

3 對策與措施

湖北潛江市地段的漢江下游干堤加固工程2018年度第二批項目在實施過程中，優化了結構加固措施，采用新型路面結構型式和土工格柵新材料，并注重水土保持和環境保護，實現了良好的社會、經濟和生態效益。

3.1 在原有堤防邊坡開挖臺階牙口結構

為使新老堤結合良好并形成整體，漢江干堤除險加固工程2018年度第二批項目在堤防外側加寬施工過程中，在原有的老堤邊坡開挖成臺階，形成牙口平臺結構，并向堤內傾斜2%的坡度，有效防止結合的滑動。在臺階牙口填筑填料時，先進行生產性土料碾壓試驗，選擇施工主要參數如鋪料厚度、碾壓機械類型及重量、碾壓遍數、行進速度、填料最優含水量、壓實后的干密度及滲透系數等，并依據試驗成果指導新填加固結構土料的填筑。漢江干堤加固項目堤身填土選用黏粒含量為15%、塑料指數為10的黏性土，填料中不允許存在植物根莖磚瓦垃圾等雜質，填筑土料含水率與最優含水率的允許偏差控制在3%，碾壓壓實度均大于0.93。碾壓施工時，遇到大風天氣或氣候干燥時，土層表面水分蒸發較快，鋪料與壓實表面應適當灑水潤濕，以保持施工最優含水量；遇到雨天時，土料含水量過大，應及時進行翻曬處理。黏土填筑隔夜施工時，采用苫布覆蓋，做好倉面保護。遇到下雨或雨后不允許填筑的施工面受到擾動時，應禁止車輛通行，做好排水保護措施，以防降雨沖損填筑的施工面和坡面。對含水量超標的松軟地帶，應在局部摻入5%的石灰粉，形成二合土，增強填筑黏土的黏聚力和整體性。

3.2 堤頂路面結構采用柔性材料形式

漢江干堤加固2018年度第二批總承包項目的堤頂道路采用底層、基層水泥穩定級配碎石層+面層瀝青混凝土的柔性堤頂道路結構，路基不均勻沉降問題得到了有效控制。其施工過程為：堤身黏土土方填筑，控制路基基層壓實度大于0.94且彎沉值小于500，然后在其表層鋪設10～12cm的級配碎石，級配碎石的表面攤鋪第一層水泥穩定級配碎石，厚度為20cm，隨后，在其表面再攤鋪第二層水泥穩定級配碎石，厚度為15cm，并形成由路的中心線向兩邊路肩傾斜坡度為2%的坡面排水結構。最后，再在第二層水泥穩定級配碎石層表面攤鋪瀝青混凝土路面面層，厚度為10cm，從而形成整體柔性堤頂道路結構。漢江干堤加固工程實踐表明，該結構能極大地提升施工速度，有效解決堤身沉降引起的路面裂縫或斷裂的問題，結構型式簡潔合理、施工方便。瀝青路面碾壓施工成型后，堤頂路面可立即投入運用，方便車輛快捷通行并提高了使用效率。

3.3 增設導濾盲溝及時排除滲水

漢江干堤加固工程堤身黏土土方填筑至堤頂級配碎石開始鋪設面時，即在級配碎石層鋪筑前，沿堤縱軸線每間隔20m，向兩側堤坡邊坡方向設置橫向濾水導滲盲溝, 溝深0.3m，寬度為0.4m，溝槽開挖采用人工與小型挖掘機開挖相結合的方式，用小型挖掘機抽槽，開挖出矩形斷面的輪廓后，通過人工修整達到設計要求的斷面尺寸，誤差控制在2cm以內。溝槽斷面達到設計要求斷面后，開始向溝內填筑級配碎石濾料。先在溝底平鋪一層中細砂，然后鋪設直徑為10cm的PVC管道，在PVC管的外壁等間距開孔，孔的直徑為1cm，間距為20cm，呈梅花形布置，防止填筑黏土時堵塞級配碎石間滲水通道，確保滲水能暢通地排除至堤外邊坡。隨后在橫向濾水導滲溝內鋪設級配碎石，鋪設厚度為20cm，將PVC管道覆蓋。覆蓋完成后多余的棄土，沿堤肩攤平，用于后期綠化植草皮，不得任意堆放。橫向濾水導滲溝內所使用的砂料從當地河邊的碼頭砂場購買，碎石從石料加工廠購買，砂石濾料清洗干凈，含泥量小于3%，砂石濾料抽樣送檢合格后，經現場監理工程師確認后方可使用。橫向濾水導滲溝向堤身兩邊邊坡方向傾斜一定坡度，控制在2%左右，以便及時排除滲入堤身的雨水，防止雨水軟化路基，從而確保路基的穩定性和耐久性。

3.4 在堤身加寬段增設土工格柵

漢江干堤加固工程2018年度第二批總承包項目對堤身加寬的堤段，增加鋪設土工格柵結構，以增強堤身的整體穩定性，提升堤頂路基的承載能力，從而有效防止堤頂路面塌陷或產生裂縫，同時能較好地延長堤身路面使用壽命。漢江干堤加固工程堤身鋪設土工格柵筋材時，首先對堤身土料進行碾壓平整，土工格柵筋材料攤鋪面的平整度控制在設計范圍內，且小于3cm。漢江干堤土工格柵鋪設采取人工平鋪法，并輔助機械方法拉直，攤鋪面上的土工格柵筋材不允許出現卷曲、扭結等質量缺陷。在搭接的位置，搭接寬度應大于20cm，采用U型釘固定于地面，U型釘間距為1.5m，可有效防止鋪設的土工格柵筋材出現皺折現象，確保了平整度。在大面積鋪設土工格柵筋材后，及時進行整體調整，校正平直度，確保了沿受力方向整體通長平順。覆蓋第一層土料后，在填料未被碾壓前，再次用人工和機具張緊土工格柵筋材，控制合適的力度，以實現土工格柵筋材均勻受力，使格柵筋材在土料中為繃直均勻的受力狀態。漢江干堤填筑黏土時，粒徑按小于15cm質量標準進行控制，并按設計要求的級配控制填料，從而有效保證了碾壓的密實性。鋪設和定位土工格柵后，采取一邊鋪設土工格柵，一邊回填黏土的流水作業法，及時覆蓋土工格柵。土工格柵筋材上的填料分層攤鋪和碾壓，分層厚度控制在25cm以內，經過檢測壓實度達到0.95，滿足設計和規范要求。

3.5 路肩采用預制三角棱柱和植草保護

漢江干堤加固工程2018年度第二批總承包項目堤頂路面的邊緣，采用混凝土預制直角三角棱柱護肩，三角棱柱棱長80cm，直角三角斷面的一邊高為10cm，與堤頂路面瀝青混凝土厚度一致，既起到瀝青混凝土模板作用，又能保護路肩。直角三角另一邊長40cm，底面緊貼堤頂道路的路基層面。三角棱柱斜面上覆土，與堤坡外側一同培土種植麥冬和狗芽根進行綠化。路肩土鋪土按層鋪施工，分層厚度為30cm。漢江干堤路肩采用蛙式夯機夯實，表面做到平整、順直。鋪植草皮時，按水土保持工程布置的要求進行放樣，主要施工工序為：鋪設前準備→測量放樣→場地整理→表土預備、鋪設→草皮鋪設→完工清理→管理與養護→交工驗收。草皮種植施工完成后，采用小型機具在24h內輕輕壓實，隨后立即灑水養護。漢江干堤加固工程2018年度第二批總承包項目路肩植草采用人工種植，鋪蓋率在80%以上，草皮厚度大于3cm，覆蓋成活率在95%以上。種植麥冬和狗芽根15天后，根據生長情況開始施肥增強草皮生長能力，既實現了水土保持和環境保護，又具有美觀和景觀功能。

4 結 語

湖北漢江干堤加固工程2018年度第二批總承包項目已經歷了一個洪水期的考驗，經過試運行，并順利通過單位工程驗收，從運行效果看，路面未出現裂縫或斷裂問題。實踐證明，重點堤防加固工程堤身加寬時，需開挖牙口，形成向堤內傾斜的臺階，能有效防止滑動。堤頂道路設計為柔性結構，采用底層、基層水泥穩定級配碎石層+面層瀝青混凝土的柔性結構，確保了路基的穩定性，有利于適應路基的不均勻沉降和變形，能有效解決堤頂路面出現裂縫或斷裂問題。在瀝青混凝土路面邊緣，采用預制三角棱柱護肩，并在三角棱柱斜面植草，實現了生態環保和美觀功能。在重點堤防加固工程的結構設計和施工過程中，采用土工格柵、增設新型濾水排水設施等新材料、新結構，對提升堤防加固工程的整體性、穩定性和使用壽命等有著重要的意義，具有廣闊的應用前景。