淮北大堤加固工程置換取土施工工藝分析

一、概況

為提高大堤防洪能力，需對(duì)原有堤防進(jìn)行加固達(dá)標(biāo)，堤防加固達(dá)標(biāo)主要分為兩個(gè)部位：一是堤身加高培厚，又可分為內(nèi)培（堤防背水側(cè)加培）和外培（堤防迎水側(cè)加培），一般為單側(cè)加培，根據(jù)堤防加固前截后導(dǎo)的原則，外側(cè)加培土料需采用滲透系數(shù)較小的粘性土，內(nèi)側(cè)加培土料可選用滲透系數(shù)較大的砂性土，加高培后的土料壓實(shí)度依據(jù)堤防等級(jí)而定，一般不小于0.91，土料的天然含水率若超過(guò)最優(yōu)含水率3%則需要進(jìn)行翻曬，否則難以壓實(shí)；另一個(gè)是堤基加固，有利于堤身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定，一般為堤后填塘和填筑壓穩(wěn)平臺(tái)等，填筑材料宜選用滲透系數(shù)較大的砂性土料。

堤防加固除結(jié)合利用土建工程基坑開(kāi)挖土方外，通常征地取土，土源選擇或就近從地勢(shì)較高的外灘地開(kāi)挖，或從堤后征地取土。目前淮河以北地區(qū)人多地少，大多為基本農(nóng)田，征地取土手續(xù)復(fù)雜，賠償標(biāo)準(zhǔn)高，后期復(fù)墾難度大，征地問(wèn)題越來(lái)越成為工程實(shí)施的制約因素。目前大多堤防均會(huì)有堤后護(hù)堤地，即為管理和保護(hù)堤防，在堤防內(nèi)側(cè)劃定一定的區(qū)域作為堤防的保護(hù)地，為使工程順利開(kāi)展，減小移民征地壓力，可先從堤后護(hù)堤地取土進(jìn)行堤身加高培厚，再?gòu)妮^寬的河灘地的切灘取土或疏浚取土回填堤后護(hù)堤地的取土坑。

二、堤防加固置換取土施工工藝

1.施工工藝說(shuō)明

置換取土工藝主要是根據(jù)分段施工的堤防工程地形條件，通過(guò)不同土源和取土?xí)r序的合理安排，將堤身加培和堤基加固分兩步銜接有序施工，即預(yù)先從堤后管理范圍內(nèi)取土用與相應(yīng)段堤身加固，再采用挖泥船就近從對(duì)應(yīng)河道灘地取常被河水淹沒(méi)的河槽岸坡土對(duì)堤后取土坑回填至設(shè)計(jì)高程，或直接采用陸上機(jī)械進(jìn)行開(kāi)挖后運(yùn)至取土坑。

具體施工工藝流程為：分析河道地形、地質(zhì)，擬定凸岸可取土區(qū)域，根據(jù)堤后護(hù)堤地的土質(zhì)，確定堤身加固部位→根據(jù)所需土量和經(jīng)濟(jì)分析后，確定采用置換取土加固堤段范圍→從堤后護(hù)堤地取土進(jìn)行堤身加培及取土坑充填圍堰填筑→水力取土或陸上取土將凸岸潛坡土方充填或運(yùn)輸至堤后取土坑→平整堤后平臺(tái)沖填表面→竣工驗(yàn)收。

根據(jù)沿線堤防的加固內(nèi)容和所需土料數(shù)量，分段布置堤后管理范圍內(nèi)取土區(qū)，每段長(zhǎng)度不宜超過(guò)1km，確保每段工程在汛前完成施工，包括從河槽內(nèi)取土充填取土坑和壓滲平臺(tái)填筑。堤后取土采用挖掘機(jī)開(kāi)挖裝自卸汽車(chē)運(yùn)輸，由于堤后護(hù)堤地地勢(shì)較高，土方含水率比較接近堤身，一般在最優(yōu)含水率左右，可直接上堤填筑。從堤后護(hù)堤地取土后的取土坑利用絞吸式挖泥船挖取河槽凸岸土方充填，充填區(qū)排水采用內(nèi)排方式，將泥漿沉淀后的水排至附近的溝渠，通過(guò)堤后的水系排至外河，取土坑回填需在汛前完成，以確保堤防的度汛安全。

2.土源規(guī)劃

土源分為堤后管理范圍內(nèi)的土源和河道河槽土源，其中堤后管理范圍取土土源的規(guī)劃步驟及原則為：（1）根據(jù)工程沿線堤防地形和地質(zhì)資料，掌握堤后管理范圍內(nèi)的土質(zhì)、儲(chǔ)量情況，土料的物理力學(xué)參數(shù)應(yīng)滿足堤防加培土質(zhì)要求；（2）若管理范圍內(nèi)的土質(zhì)為滲透系數(shù)較小的粘土，則可用于堤防外側(cè)加培，若為滲透系數(shù)較大的砂性土，可用于堤防內(nèi)側(cè)加培。

河道河槽土源的規(guī)劃步驟及原則為：（1）根據(jù)工程沿線的河道地形、地質(zhì)資料，著重分析沿線凸岸岸坡的土質(zhì)和儲(chǔ)量，要求河槽土源能滿足回填取土坑和堤后平臺(tái)填筑；（2）不得違反河道管理?xiàng)l例規(guī)定的外灘地寬度要求；（3）利用絞吸式挖泥船取土，取土深度不得低于現(xiàn)狀河底，邊坡一般不小于1∶5；（4）取土后不得影響河勢(shì)穩(wěn)定；（5）采用200～350m3/h 絞吸式挖泥船施工，最大排距不得大于1.5km；（6）需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，采用置換取土加固堤防施工工藝后，總投資不得大于原征地取土方案。

三、工程案例

1.工程概況

安徽省淮北大堤加固工程是國(guó)務(wù)院確定興建的治淮19 項(xiàng)骨干工程之一，工程實(shí)施后將會(huì)極大提高淮北大堤保護(hù)區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)。本文以淮北大堤渦河右堤懷遠(yuǎn)段為例，其堤防加固長(zhǎng)度約54km，加固工程所需土料約230 萬(wàn)m3，原初步設(shè)計(jì)方案中土料全部為堤后征地取土，根據(jù)當(dāng)時(shí)的政策，根據(jù)取土深度不同，取土深度大于2m 的為永久征地，約1150 畝；取土深度小于2m 的為臨時(shí)征地，約1140 畝；河灘地切灘征地約48 畝。由于取土征地?cái)?shù)量大，實(shí)施難度較大，且不利于社會(huì)穩(wěn)定，成為影響工程施工進(jìn)度的不利因素。

該工程位于淮河以北，屬淮河平面地區(qū)，該區(qū)域內(nèi)地勢(shì)較為平緩，通過(guò)對(duì)沿線的地形地質(zhì)分析后，征地取土后的取土坑內(nèi)高程將會(huì)低于周?chē)孛娓叱?m 左右，后期難以復(fù)墾成水田或旱地，只能作為魚(yú)塘等使用。且該區(qū)域地下水豐富、水位高，所取土的含水量遠(yuǎn)大于最優(yōu)含水率，不能直接用于堤防加培，需要進(jìn)行翻曬。另外規(guī)劃的土料場(chǎng)分布不均勻，部分土料場(chǎng)距離堤防較遠(yuǎn)，取土運(yùn)距大，部分還需修筑運(yùn)輸?shù)缆罚謱⒃黾优R時(shí)占地。

2.置換取土實(shí)施情況

通過(guò)對(duì)沿線堤防和河道的地形、地質(zhì)分析，以及土源規(guī)劃分析后，本次淮北大堤渦河右堤懷遠(yuǎn)縣境內(nèi)沿線約20km 長(zhǎng)的堤段適合采用置換取土加固堤防施工工藝，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際情況分成若干段。每段先從堤后管理范圍內(nèi)取合適土料就近用于堤身加固，20km 長(zhǎng)堤段初設(shè)方案堤身加固土方共94.1 萬(wàn)m3，全部從堤后征地取土，共征地496 畝。扣除約30cm的保護(hù)層清理后，取土深度1.2～2.2m。距離堤身較近的堤后取土區(qū)，取土運(yùn)距在500m 以內(nèi)的采用2.75m3鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)土，運(yùn)距500m 以上的采用挖掘機(jī)開(kāi)挖裝8～12t 自卸汽車(chē)運(yùn)土至工作面，若土料含水率較大，需在取土場(chǎng)內(nèi)翻曬后再用于填筑。方案優(yōu)化采用置換取土加固堤防方案后，20km 長(zhǎng)堤防的加固土方全部從堤后管理范圍內(nèi)取合適土方，先采用74kW 推土機(jī)將表土覆蓋層清除，表土可就近用于填塘，再采用1m3挖掘機(jī)挖土裝8～12t 自卸汽車(chē)運(yùn)至填筑面，運(yùn)距基本在0.5km 以內(nèi)。堤身加固結(jié)束后，選擇200～350m3/h 絞吸式挖泥船從附近的河槽內(nèi)挖土充填至堤后取土坑內(nèi)，最大排距控制在1.5km以內(nèi)，經(jīng)后期計(jì)算分析，從河槽內(nèi)取土不影響岸坡的穩(wěn)定，也沒(méi)有影響該段河道的河勢(shì)穩(wěn)定。

3.置換取土效果

采用置換取土加固堤防施工工藝施工的長(zhǎng)度約20km，初步設(shè)計(jì)批復(fù)中該段工程投資1300 萬(wàn)元，取土區(qū)征地移民投資800 萬(wàn)元，取土區(qū)水土保持和環(huán)境保護(hù)投資50 萬(wàn)元。由于優(yōu)化設(shè)計(jì)采用了置換取土加固堤防的施工工藝，取消了取土區(qū)征地，節(jié)省了取土區(qū)征地及相關(guān)投資約850 萬(wàn)元；由于取土運(yùn)距減小，工程部分投資減少約350 萬(wàn)元，取土坑回填增加工程投資約500 萬(wàn)元。綜合分析后，本段堤防加固工程總費(fèi)用減少700 萬(wàn)元，節(jié)省幅度達(dá)32.6%。除經(jīng)濟(jì)效益外還有其他難以指標(biāo)化的社會(huì)效益和生態(tài)環(huán)境效益。

四、優(yōu)缺點(diǎn)分析

1.征地取土加固方案的缺點(diǎn)

（1）征地費(fèi)用較高，扣除約30cm 厚保護(hù)層后，征地取土一般深度為1.2～2.2m，每畝取土量約800～1470 m3，由于堤防加固工程戰(zhàn)線長(zhǎng)、土方需求量大，因此征地費(fèi)用高，占總投資的比重較大。

（2）取土區(qū)一般分為堤后征地和外側(cè)灘地征地，堤后征地大多為基本農(nóng)田，隨著國(guó)家對(duì)土地資源管控越來(lái)越嚴(yán)格，征地難度越來(lái)越大，且取土后形成取土坑，很難復(fù)墾成農(nóng)田，即便從地勢(shì)較高的地方取土，后期復(fù)墾的地力恢復(fù)時(shí)間也較長(zhǎng)。外側(cè)灘地取土則需要滿足地形和地質(zhì)條件，一是要求該段外灘地開(kāi)闊且地勢(shì)高，二是要求外側(cè)灘地的土質(zhì)一般為含砂量較大的粉質(zhì)壤土，難以滿足堤身加固設(shè)計(jì)要求。

（3）征地取土方案的取土區(qū)距堤防較遠(yuǎn)、運(yùn)距大、費(fèi)用高，部分還需修筑臨時(shí)運(yùn)土道路，將另增臨時(shí)道路占地，且長(zhǎng)距離運(yùn)土?xí)a(chǎn)生揚(yáng)塵和噪音污染，影響附近居民的正常生活。

（4）取土區(qū)的規(guī)劃往往從工程的角度出發(fā)，避開(kāi)了建筑物，力求征地難度小，但沒(méi)有協(xié)調(diào)處理好農(nóng)民當(dāng)前利益和長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的關(guān)系。征地基本上是政府行為，常帶有一定的強(qiáng)制性，土地征收在對(duì)居民進(jìn)行合理補(bǔ)償?shù)那疤嵯拢y以面面俱到地考慮到居民的感受。另外由于取土區(qū)征地面積較大，可能會(huì)發(fā)生程序不夠規(guī)范，被征地農(nóng)民保障機(jī)制不完善等問(wèn)題，從而產(chǎn)生社會(huì)不穩(wěn)定因素。

2.置換取土加固堤防施工工藝的優(yōu)點(diǎn)

（1）堤后護(hù)堤地取土在堤防管理范圍內(nèi)，河道潛坡取土是在河道管理范圍內(nèi)，均不需要征地，可節(jié)省征地和復(fù)墾等投資。

（2）減小生態(tài)環(huán)境和社會(huì)影響，減少或取消征地，可減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，減少水土流失，避免因征地產(chǎn)生的各種矛盾，社會(huì)效益顯著。

（3）提升工程實(shí)施的外部條件，減少因征地問(wèn)題造成的外部干擾，同時(shí)優(yōu)化了施工條件，也減小了天氣因素對(duì)施工的制約和影響，可縮減施工工期。

（4）淮河干流和沙潁河等支流均多次進(jìn)行治理，治理的措施中包含河道疏浚，另外航運(yùn)部門(mén)的航道升級(jí)也需要對(duì)河道進(jìn)行挖深拓寬，結(jié)合置換取土加固堤防施工工藝可一定程度上改善河道的過(guò)流能力和航運(yùn)條件。

五、結(jié)語(yǔ)

社會(huì)發(fā)展必須強(qiáng)化土地資源管控，征地越來(lái)越成為工程實(shí)施的制約因素，對(duì)于沿淮地區(qū)部分河灘地較寬的河段，通過(guò)合理規(guī)劃設(shè)計(jì)，先取護(hù)堤地土方加固堤防、再取河灘地潛坡土方回填取土坑的置換取土工藝，可減少取土征地，節(jié)省工程投資，減小社會(huì)矛盾，緩解生態(tài)問(wèn)題，是提高土地利用能效和建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的良好途徑■