堤防工程技術在防洪搶險中的應用*

胡小龍，高麗文

（1.長江勘測規劃設計研究有限責任公司，湖北 武漢 430000；2.長江水利委員會長江科學院，湖北 武漢 430000）

我國國土面積較大且水資源相對豐富，部分地區在遭受暴雨、冰雪速融以及臺風等天氣變化時會出現洪水災害，為了人民的生命財產安全及地方穩定，就要求地方政府科學部署防洪搶險工作。要積極利用區域水利工程中的防洪因素，特別是依靠堤防工程來抵御洪災，而部分堤防工程在較大洪水面前還有滲水、管涌等危險，因此在防洪搶險工作中積極運用堤防加固除險工程技術，是保證區域安全的重要措施。

1 我國堤防工程在防洪工作中的作用及安全設置

在防洪工程體系中，堤防工程是最主要的組成部分之一，它能夠為區域地域洪水提供保障，優化區域河道行洪能力，保障區域人民的安全。我國各地防洪工程體系較為完整，水庫大壩以及分洪與蓄洪工程、河道疏浚項目、防洪墻等結構都是地方防洪的重要工程。而堤防工程最重要的目的就是防洪、護岸，因此在建設時需要結合區域防洪需求進行綜合設計，而在防洪搶險工作中更需要根據險情采取加固與除險技術措施來提升堤防安全，強化抵御洪水的能力。堤防工程的建設過程多為就地取材，各地根據需要與成本綜合分析情況使用泥土、砂土以及砂礫石等材料進行施工，筑造而成的堤防工程，在長期防洪抗災工作中需要多次修復加固才能變得更加堅固、安全。堤防工程根據建材結構不同可以分為土堤、石堤以及混凝土防洪堤等。近些年，一些國家還使用了鋁制可移動防洪擋板結合堤防工程的防洪措施，效果也不錯。多年的防洪歷史經驗，使我國各地形成了防洪體系，近年來，我國科技與經濟不斷發展，工程建設能力不斷加強，防洪體系工程建設的質量也越來越高，對于堤防工程的安全超高值設置也越來越科學。根據水利要求，堤頂高度必須高出設定洪水的高度，在對長江、黃河等水系進行研究后，對長江進行了堤防工程堤身高度設計，平均高度為12m，最大高度為16m，超高值設定為2m；黃河堤防工程高度設定為7～10m，超高值為3m；淮河干流堤防工程高度平均為6～8m，而超高值設置為2m。

統計數據顯示我國60%以上的國土面積遭受過洪水威脅。人民的防洪抗災需求較高，洪災較為嚴重的地區集中在華南與華東地區，這些地區人口密集，工農業發達，洪災對區域安全與經濟發展威脅較大。為了控制洪災問題，我國防洪工程與體系建設投資與政策支持力度較大，多年來也取得了一定的成效，長江流域的中下游區域已經形成了一定規模的防洪體系，其中堤防工程是長江流域的防洪基礎，而三峽水庫是防洪骨干，結合地方支流水庫、蓄洪區以及河道整治項目等，整體防洪體系配合緊密、結構完整，防洪排澇效果有目共睹。2016年汛期時的最高洪峰水位與沒有上游水庫防護條件時可能達到的最高洪峰水位對比圖如圖1所示。由圖1可知中上游水庫的防洪能力較強，且通過漢口河段水位與相應河段的警戒水位相比可知長江下游地區的防洪壓力減小了。

圖1 2016年汛期時的有無堤防最高洪峰水位對比圖

2 堤防工程發生滲水問題的主要原因

堤防工程發生滲水容易產生堤防防洪能力下降、管涌、潰堤等問題，而堤防工程發生滲水問題的主要原因如下。

2.1 堤防工程堤身厚度不合理

在堤防工程施工建設中沒有根據歷史洪水情況進行全面分析與預測，因此建設堤身時厚度不足，導致堤防結構的整體防滲能力不足，在遭遇較大洪水時就會出現滲漏問題。

2.2 堤防工程質量差

在堤防工程建設中材料防滲性能不足、施工質量不佳以及施工人員技術水平較差等因素都會影響堤防工程的整體質量，尤其是堤防工程基礎結構出現了質量問題時，就更容易發生滲漏水的問題，導致潰堤。

2.3 堤防工程外坡防滲漏結構設置不足

有些堤防工程建設中施工管理人員對外坡的防滲認識不足，導致外坡沒有設置覆蓋全面、結構厚實的黏土層，這樣就會嚴重降低堤防工程的整體防洪防滲能力。

2.4 堤防工程內浸潤線高

由于堤防工程內浸潤線是洪水期水流面與堤防工程內坡交接線，在堤防工程設計時如果對浸潤線認知不足，將導致后期洪水期浸潤線過高就會造成上方區域的防滲能力不足的情況，加速堤防滲水。

3 防洪搶險工作中應用的堤防工程技術

3.1 防洪搶險工作中的地方滲水控制技術

如果堤防滲漏問題得不到適當解決，滲漏很容易發展成為影響堤防工程安全的重大隱患。為了確保堤防工程的安全運行，可以使用以下堤防工程技術來預防和控制堤防工程的滲水問題。

（1）采用溝穿法。在堤防的淹沒部分挖導流滲水溝，并在滲水溝中填滿粗砂和礫石，以加強堤防的排水

（2）滲透法。鑒于堤防厚度不足，堤防坡度大或洪水泛濫引起的滲水問題，在使用堤防工程進行防洪搶險時，有必要對堤防工程的堤防邊坡進行加固。在堤防基礎工程加固的基礎上，采用堤防排水技術或堤防滲透平臺技術穩定堤防工程，以降低堤防工程的水位，使堤防工程具有良好的滲透性。

（3）逆濾波法。用粗糙的礫石和礫石代替分布在堤防表面的濕土，并用塊石或土袋覆蓋粗糙的沙子和礫石，從而在堤防工程中形成不透水層，減少滲水危害的發生。

3.2 堤防工程技術在防漫溢中的應用

當洪水可能超過路堤頂部時，為了防止溢流和倒塌，應在堤壩的頂部進行加高。由于施工分支長度較大，需要適應當地條件，在當地進行取材。主要的搶護方法如下：

（1）土米子埝。風浪小時使用，黏性土壤，無雨。在臨水的坡肩0.5～1.0m范圍內建立純土壤結。首先清除草坪和雜物的地面，然后進行黏土層的壓實，頂面超過了預期的最大洪水位，坡度大于1∶1。

（2）土袋。用于風浪大，難以挖土的場合。用編織袋、稻草袋和麻袋裝滿。在施工過程中，將80%的土壤裝在袋子中，袋子的嘴朝內，袋子的嘴與茬口交錯。按照1∶0.5的梯度放置，回填土夯筑后形成一定的反鏟。

（3）樁尖。難以挖土時使用，經常使用樁尖。在路堤頂部從0.5～1.0m的地方排一排樁。用導線將樁固定在樁上后，樁體的直徑為20mm，還可以在樁后使用土工布、竹帶和MATS，并夯實回填物以形成土戧。當路堤頂部狹窄時，可以使用間距為1.0～1.5m的雙排樁?？梢杂煤粚嵉牟牧险迟N兩個樁并填充土。兩排樁可用鉛絲或木頭固定。

3.3 堤防工程技術在管涌搶險中的應用

管涌是堤防工程嚴重滲水時出現的一種危害較大的險情，管涌多發生于堤防工程的堤腳周邊或是洼地部分，如未能在管涌出現時對其進行封堵，將進一步對堤防工程造成破壞，嚴重時甚至會造成堤防工程的垮塌。管涌主要是由于江河水位升高導致水壓力增大，堤防工程的壩基（多為砂質透水層）所具有的良好透水性，使得江河水能夠借助于高水壓力作用，在壩基中形成孔眼并滲出水流，長時間的水流作用將帶出孔眼周邊的砂礫等，并在孔眼周邊形成砂環。壩基將在持續流水的作用下，對堤防工程造成嚴重的損壞，進而形成不同孔徑的管涌險情。為保證堤防工程的安全運行，需要將堤防工程技術積極的應用于堤防工程的防洪搶險中，針對管涌險情的成因采取“上堵下排”的應對措施，來保證堤防工程的安全運行?！吧隙隆敝咐猛凉つぶ瞥傻能涹w來封堵堤防工程河道一側，用以切斷管涌的來源?！跋屡拧敝咐枚阎姆绞?，排出積聚于堤防工程壩基內的水分，降低壩基的水位用以避免其進一步對堤防工程壩基造成損害。

4 防洪搶險工作中運用堤防除險加固技術的管控策略

4.1 把握好堤防加固的時機

防洪搶險重于泰山，堤防加固的時機控制非常重要，一定要盡最大努力控制堤防的防洪能力，因此在汛期必須加大防洪巡視的頻率，強化堤防險情觀察分析的管控力度，一旦發現有滲漏水問題就要采取措施進行堵漏，并對堤防工程進行加固。如果堤防工程本身存在質量問題，就需要在非汛期采取措施進行質量強化，以提升堤防防洪能力。

4.2 保障堤防防洪搶險技術人員的能力水平

堤防防洪操作技術具有專業性強、作業難度大且施工環境惡劣的特點，在堤防防洪搶險施工作業中一定要選用技術過硬、不怕艱險的技術人員，要根據堤防的防洪能力與汛期情況進行綜合分析，對堤防搶險技術人員進行技術交底與質量控制培訓，提升其技術操作的標準性，為堤防搶險工作技術效果升級加碼。

4.3 強化堤防搶險安全管理效力

堤防工程加固除險工作技術操作中，一定要注意施工安全，由于防洪工作環境惡劣，尤其是超大洪水災害來臨時，堤防加固除險施工現場險象環生，因此必須強化安全管理效力，同時要為堤防加固除險施工人員配備完備的救生安全裝置。

5 結束語

總之，在我國防洪搶險工作中積極應用堤防除險工程技術是保障區域抗洪效果的重要措施，在堤防工程除險加固工作中，要根據實際險情科學安排堤防搶險工作，委派專人對區域防洪堤進行針對性巡檢，一旦發現險情應及時采取科學的應對措施，防患于未然，盡量減輕區域洪災危害，為我國各地安定、平穩發展提供堅實的保障。