珠江西航道堤防工程施工過程中潛在隱患及有效預防措施

鄭 毅

(廣州市珠江前后航道流域事務中心，廣東 廣州 510000)

1 工程概況

廣州市珠江堤防西航道左岸鴉崗文筆水閘至石井水泥廠段達標加固工程對2.49 km珠江堤防進行達標改造。項目地址位于廣州市白云區珠江西航道左岸，項目工程投資20715.4萬，工程堤防防洪(潮)標準為200年一遇，堤防工程等級為1級，工程區域地震動峰值加速度為0.10 g，相應的地震基本烈度為Ⅶ度。

2 存在隱患分析

2.1 堤防的滑坡

堤防沿線局部因失穩而出現滑動現象，上部的土堤相對比較均勻，但是下部則出現隆起位移現象，屬于典型的滑坡現象。進一步的調研發現，部分土堤滑坡具備突發性的特點，其他滑坡則是由表面的裂縫蔓延而形成的。針對后者而言，可以采取如下措施以降低滑坡的程度。如若洪水的水位比較高，出現滑坡現象以后，有一定的可能性會出現堤坡滑塌事故，情節更為嚴重者還會導致堤防決口事故發生。

(1)剪切性滑坡。這種類型的滑坡具體的表現形式為縱向裂縫。其出現的原因是土堤的材料抗剪強度比較弱，促使土堤的實際滑動力超過抗滑力。堤坡的下部隆起且向外移動，進而形成剪切性滑坡。

(2)塑流性滑坡。這種類型的滑坡通常是出現在含水量比較高的土堤中。其出現的原因是土體的蠕動作用力導致的。塑流性滑坡滑移速度相對比較慢，當土堤的含水量比較大，且排水效果不理想的情況下，塑流速度會變快，從而形成塑流性滑坡。

(3)液化性滑坡。這種類型的滑坡通常是出現在堤腳部位，其出現的原因是砂層飽和，受到較大的外部作用力，促使砂料處于懸浮狀態，失去支撐力，形成液化性滑坡。

2.2 堤防的滲漏

堤防是由土料填筑而成的，土料具有透水性特點。水會順著堤防迎水面的下側滲透至堤防中，促使堤防的上部結構處于干燥狀態，下部結構處于濕潤狀態，二者的分界線為浸潤線。當水位長時間保持在一個比較高的狀態下，若填筑材料選擇不合適，或是施工質量無法得到保證，那么堤坡內滲透的水會越來越多，那么浸潤線也會隨之抬高，土體在長期受到雨水浸泡的情況下，其自身的含水量增大，且土體變得松軟，我們將這種現象稱之為滲漏現象。滲漏現象是一種比較常見的險情，假若不及時對其進行處理，則會引發更為嚴重的后果出現。

通過進一步的調研得出，導致堤防出現滲漏事故的成因主要為：①水位長時間保持在一個比較高的狀態。②堤坡過于陡峭，堤身斷面過小，導致浸潤線變高。③堤身部位粗壯砂層，且砂層的透水性比較強。④堤坡的上部結構回填土料，土料的壓實度不滿足規范要求，促使分段接頭質量不達標。⑤堤防自身存在質量缺陷，例如，蟻穴等。⑥堤身回填不密實。⑦堤坡的基礎透水性比較強，且后期未采取必要的防水措施。

2.3 堤防的管涌和流土

當堤坡的水位比較高時，堤坡的基礎可能會向外滲水，導致堤防的坡腳出現流土或是管涌現象。從水文條件與水力特征進行分析，可以分為兩種不同的情況：

(1)在水力滲流的影響下，沙礫土中的細顆粒會隨著水流在孔道中不斷地移動，直至被水流帶出基礎外部，這種現象可以稱之為管涌現象；

(2)土層中的滲水速度不斷增大，導致堤防基礎表面的土體隆起，土體松動導致水土流失，這種現象稱之為流土現象。流土現象與管涌現象通常都是出現在堤防的背水面，出水口部位會冒出細沙或是細顆粒。出水口的孔徑小大不一，小孔徑的如蟻穴般大小，大孔徑的可以達到幾十厘米。管涌會隨著水位的提高持續惡化，當高水位持續的時間越長時，涌水量也會隨之而增大，且孔口的孔徑也會變大，若不及時采取有效的措施進行處理，則會導致堤身坍塌。

2.4 堤防的裂縫

施工單位對10處比較明顯的裂縫進行檢測。利用雷達檢測以后發現裂縫凸顯出貫穿的趨勢，裂縫管道深度均超過1 m，例如， 0+100部位，1.0 m 深度部位存在同相軸錯斷現象，但是在1.5 m 深度部位的同相軸幅度并不是很大，只是出現粗壯成局部間斷現象，由此可以確定裂縫的1.0～1.5 m深度部位，其檢測結果可以參照圖1中信息所示。

圖1 0+100樁號處探地雷達剖面

堤身裂縫滲透雨水以后，非常容易形成天井、沙坑，使堤防的完整性受到影響，當大水滲入堤防中，則會導致橫向裂縫演變未滲透管道，這種現象對堤坡的安全性會造成巨大的影響。

2.5 夾砂層及松散砂土類隱患

堤防沿線出現松散砂土、夾砂層，使用探地雷達進行探測。結合雷達剖面圖可以發現，1～4 m 深度部位同相軸呈現的畫面較為雜亂。由此可以確定該部位的土質均勻性不是很理想。

散砂土、夾砂層對堤防的影響具體為： ①滲透系數提高，在洪水期非常容易出現滲水現象，可能會導致管涌現象出現。 ②地震時會導致液化現象出現，促使堤身產生裂縫、噴水冒砂現象，降低堤防的穩定性。

3 有效預防措施

3.1 滑坡的預防和處理方法

滑坡預防最有效的措施是保證設計的合理性，同時保證施工時土料的質量滿足設計及規范要求，土料的壓實度必須達標。后期管理維護過程中，妥善的進行養護工作，當水位增長或是出現其他不利情況時，可能會導致滑坡破壞，需采取必要的預防措施。具體的防護措施為：坡腳部位通過壓重的方式進行固腳處理，同時采取防滲、導流措施，降低地方的浸潤線。若出現滑坡的預兆時，在搶救時間寬裕的情況下，全力進行搶護。

導致滑坡現象出現的核心原因是堤防加高培土，這其中也存在其他影響因素。通常情況下，都是施工過程中，基礎清理不徹底，殘留有樹根、卵石等雜物，當有機物腐爛以后，形成滑坡體，進而促使滑坡出現。在處理滑坡時，當發現堤身存在縱向裂縫時，應該第一時間采取合理的措施進行處理。將腐殖土清理干凈，回填新土，碾壓密實。

3.2 滲漏搶護措施

(1)灌漿的處理方法。采用灌漿的方式填充堤身孔洞部位，在堤身內設置一道防滲墻，還可以提高松軟土的密實度。漿液選擇使用黏性土水泥漿，保證漿液擁有足夠的填充空間，將縫隙全部填充密實。泥漿的配比可以直接在施工現場通過試驗的方式進行確定。

(2)開溝導滲的處理方法。將出現滲水現象的最高點作為起點，施工至坡腳部位，沿裂縫發展的方向開挖一定數量的斜溝，斜溝與堤身之間的角度控制在45°～60°之間，豎向溝與斜向溝應該相互貫通。通常情況下，溝的寬度設計為0.3～0.5 m,溝的深度設計為0.5～1.0 m,溝的間距設計為6～10 m。溝內需要嚴格地按照管理規范的要求設置反濾層，開挖作業完成以后立即進行回填作業，避免出現溝壁坍塌事故[1]。

(3)防滲土工膜處理方法。若事故所在地缺乏黏性土時，可以使用土工膜作為保護層。其具體的施工方法為：先確定堤身部位的施工條件，而后有針對性地選擇土工膜的型號與規格，在鋪設土工膜之前，施工人員將邊坡表面清理干凈，保證土工膜鋪設過程中不會出現損壞現象；結合坡面滲水的面積確定土工膜鋪設的寬度。土工膜按照滿鋪的方式進行作業，鋪設子邊坡坡腳外側1 m部位即可。若邊坡的長度不足時，可以選擇搭接的方式進行作業，但是需要注意的是，搭接的長度不得超過0.5 m；正式鋪設之前，需將土工膜的下邊折疊為卷筒狀，然后在其內插入鋼管，這樣可以保證土工膜緊緊地密貼在坡面。當土工膜鋪設完成以后，將裝有砂石的麻袋堆放在土工膜表面[2]。

3.3 管涌和流土的搶護措施

3.3.1 反濾圍井

(1)砂石反濾圍井。在砌筑圍井過程中，將砌筑范圍內的雜物清理干凈，使用土袋壘砌圍井。圍井砌筑的高度應該是以水流不會將砂層夾帶出井口為標準。按照出水口的數量確定圍井分布的范圍，結合施工現場的實際情況可以設置獨立圍井，也可以設置多個圍井。圍井與堤壩連接部位不得出現漏水現象。

(2)土工織物反濾圍井。在砌筑過程中，其施工方法與砂石圍井的方法基本上是相同的。在清理地面時，不斷需要將雜草、樹根清理干凈，地面的尖銳物體也應該清理平整，然后作平整處理，開始鋪設土工布，土工布鋪設完成以后，在其表面回填40～50 cm的透水材料。

(3)梢料反濾圍井。這種類型的圍井比較適合設置在砂石比較少的部位。細梢料可以選擇使用麥秸、蘆葦，填筑的厚度控制在30～40 cm之間，其他施工工序則與砂石圍井保持一致即可。但是在回填料回填完成以后，需要在頂部使用大石塊預壓處理，避免梢料漂浮流失。

3.3.2 反濾壓蓋

(1)砂石反濾壓蓋，這種施工方法鋪設回填料的面積相對比較大，所以使用砂石的方量也會隨之增大。在回填料充足的情況下，可以優先考慮使用這種方法。在回填之前，先鋪設，需要先將鋪設范圍內的雜物清理干凈，將軟土挖除。若存在少量的涌水現象，可以使用石塊進行填筑，降低水勢。鋪設完成以后，在其表面鋪設一層粗砂，粗砂的厚度大概為20 cm即可，最后做壓石處理。

(2)土工織物反濾壓蓋。土工織物壓蓋施工方法與砂石壓蓋的方法是一致的。首先將基礎清理干凈，然后使用石塊降低水勢，鋪設土工織物，再鋪設磚、砂石料，保護層的厚度大概為40～50 cm，最后做壓石處理[3]。

3.3.3 減壓圍井

(1)無濾層圍井。在鼓水部位使用土袋砌筑圍井，當圍井的水位升高時，圍井砌筑的高度也應該隨之增高。以穩定險情為核心目的。

(2)無濾層水桶。若鼓水面積非常小，那么可以使用木桶或是鐵桶進行處理，將桶裝置在出水口部位，桶的四周使用土袋作加固處理，從而形成無濾層水桶圍護。

3.4 裂縫搶護措施

(1)開挖回填。這種搶護方法的效果最為徹底。比較適合使用在無縱向裂縫的滑坡中，經過實踐論證這種方法可以取得良好的搶護效果。在正式開挖作業之前，應該使用石灰水灌注在裂縫中，從而掌握裂縫的深度與發展趨勢，便于指導施工人員進行開挖作業。開挖過程中，都是將開挖斷面設置為梯形斷面，開挖的深度應該超過裂縫30～50 cm。邊坡可以有效地滿足管理規范的要求。開挖出來的土方不得堆放在開挖坑的邊緣，保證邊坡擁有足夠的穩定性。

(2)橫墻隔斷。這種方法比較適合使用在橫向裂縫搶護工作中。詳細的施工方法為：沿著裂縫發展的方向開挖溝槽，溝槽與裂縫垂直方向的間距為3～5 m。溝槽的長度通常為2.5～3.0 m，其他施工工序與前文敘述方法基本一致。假若裂縫的前側與臨水相互貫通，那么在開挖之前，需要采取截流措施。假若背水坡出現漏水現象時，那么需要在背水一側設置反濾層，以保證不會出現水土流失現象[4]。

(3)封堵縫口。使用干細沙土灌入裂縫中，然后使用竹板將其振搗密實。灌注作業完成以后，作封堵處理，避免雨水浸入[5]。

3.5 加強隱患監測

現階段，我國的科學技術飛速發展，堤防檢測傾向于自動化、智能化的方向發展，在堤防沿線關鍵部位設置監測點，安裝傳感器，采集檢測數據，傳感器會將監測到的數據傳輸至主控制站，主控制站能夠完成檢測數據的發送、接收、存儲、分析、評價。當參數數據全部采集完成以后，管理系統會自動對其進行綜合化的分析，提供分析報告，該報告對于防洪搶險具有重要的指導意義。

4 結 語

河道堤防維護養護工作至關重要，其與地方的公共安全、居民的幸福生活息息相關。所以，必須要加大對堤防維護養護工作的重視度。維護人員應該加強自身的專業素養，嚴格地按照規范要求對堤防進行養護，將安全隱患全部消除，以保證河道擁有抵御洪災的能力。