華陰市羅夫河堤防防滲措施選擇

侯小青 李改建

（渭南市水利水電勘測設(shè)計院 陜西 渭南 714000）

1 堤防工程概況

羅夫河是華陰市境內(nèi)最長的一條支流，河道全長47.2km，流域面積145.4km2，平均比降2.36%。其中老西潼公路（西安——潼關(guān)）至入渭口河道長10.86km，平均縱坡0.78‰。該段河道主要穿過渭河灘地，自三門峽建庫以來，受渭河倒灌淤塞，河底不斷抬高，尾閭段形成地上“懸河”，洪水災害頻繁。

老西潼公路以北，羅夫河沿線兩岸修建有堤防工程，堤身為就地取土形成，南半部多為砂土填筑，北半部為砂壤土填筑；堤基南半部為深厚砂層或成層分布的砂層及壤土，北半部為砂壤土，未做防滲處理。由于南部堤身填筑材料及堤基均具有透水性，該段堤防曾多次發(fā)生決口險情。且堤防背水坡沿線分布有池塘、排水溝等，這些設(shè)施，從一定程度上加劇了堤防的滲透破壞。

2 堤防防滲措施選擇

為防止堤身、堤基滲流破壞，必須采取防滲加固措施。加固措施應遵循“前堵、后排、中間截”的原則，可采取提高堤身密實度、防滲斜墻、垂直防滲、填塘固基、透水后戧、背水側(cè)坡腳反濾等措施。各種措施應結(jié)合堤線、堤身及堤基巖性、施工難度、工程投資等綜合分析確定。

經(jīng)分析，堤防防滲的重點主要是南段背水坡坡腳及堤基防滲。防滲措施主要有背水坡透水戧臺、垂直鋪塑、背水坡坡腳反濾三種。

透水后戧主要布置于堤基為深厚砂基，背水坡無其他建筑物的堤段。經(jīng)計算，背水坡堤基破壞范圍在10m以內(nèi)?？紤]到羅夫河堤防加固時堤身棄運土量較大，棄運土料主要為砂料，該土料既可以滿足透水后戧的要求，又可以廢物利用，不再考慮其他棄運土料場，節(jié)省投資，施工簡便。

垂直鋪塑主要布置于堤基為砂基，背水坡坡腳沿線分布有二華排水干溝的排水站以及駐地部隊房屋建筑的堤段。由于建筑物緊鄰坡腳，設(shè)置透水戧臺難以實施，故設(shè)計為垂直鋪塑防滲措施。

背水坡坡腳反濾主要布置于堤基為砂壤土夾雜少量砂土，背水坡腳沿線有駐地部隊的排水溝，排水溝位置不能移動的堤段。經(jīng)計算，該段背水坡堤基破壞范圍較小，可不考慮占地較大的透水戧臺及投資較大的垂直防滲措施，僅在坡腳設(shè)置排水反濾體。

3 防滲設(shè)計

3.1 透水后戧防滲設(shè)計

根據(jù)滲流復核，坡腳外10m處到坡腳0.1m處的滲流比降為1.07～0.10，坡腳出逸點高度不超過1m。透水后戧寬10m，厚度2m即滿足要求，但為使設(shè)計戧臺頂高程較平整，易于施工控制，頂面設(shè)計高程統(tǒng)一按距堤頂2.5m進行設(shè)計。

3.2 垂直鋪塑防滲設(shè)計

垂直鋪塑是用土工防滲膜作為防滲材料的一種垂直防滲技術(shù)，可有效解決堤身散浸、集中滲流、堤腳附近的滲透破壞。根據(jù)工程類比，擬設(shè)計堤基防滲措施為6m深垂直鋪塑，沿下游坡腳堤基的出滲比降按下式確定：

式中，H——上下游水位差；

a——與垂直鋪塑深度及位置有關(guān)的常數(shù)；

b——與垂直鋪塑深度及位置有關(guān)的常數(shù)；

s——堤基防滲垂直鋪塑深度；x——下游地基計算點至鋪塑頂?shù)乃骄嚯x。

根據(jù)滲流計算，設(shè)計堤基垂直鋪塑位于臨水側(cè)，距設(shè)計堤中心線6m，堤基以下鋪塑深6m。鋪塑采用兩布一膜，采用聚乙烯土工膜，膜厚0.3mm，基布重300g/m2。

3.3 坡腳反濾防滲設(shè)計

背水坡坡腳排水溝溝底高程低于羅夫河河床高程，其堤基滲水可沿排水溝向下游排出，堤基滲透破壞的主要范圍在排水溝邊坡與堤防坡腳的結(jié)合部位。在設(shè)計水頭作用下，滲透比降的增加，有可能使排水溝臨堤防一側(cè)的邊坡失穩(wěn)，進而影響到堤防背水坡的抗滑穩(wěn)定，坡腳設(shè)置排水反濾，可使?jié)B流安全排出，保證堤防的安全。反濾設(shè)計采用下部鋪設(shè)土工布，中間鋪設(shè)砂卵石反濾層，外部用堆石壓重。

4 防滲施工及應注意的問題

4.1 透水后戧施工

透水后戧施工工藝簡單，主要為施工放線——清基——推運砂土——整坡。距離較近的主要由74kW的推土機完成，較遠的由2m3挖掘機配合10t自卸汽車及74kW的推土機完成。施工中應注意機械的配合，盡量使機械能充分發(fā)揮效率，不窩工。背水坡20m范圍內(nèi)有人工挖砂形成的池塘時，應填塘固基，防止形成滲流通道。池塘底部存在淤泥時，應先填壓塊石，擠密淤泥形成可機械碾壓的施工平臺，再推運堆積戧臺，平臺應寬出戧臺坡腳1m左右。

4.2 垂直鋪塑施工

垂直鋪塑是利用往復式射流開槽機沿設(shè)計鋪塑位置切割出土槽，并用泥漿液護壁，在槽內(nèi)鋪設(shè)連續(xù)的土工膜，最后回填松散干凈的砂壤土，從而形成一道連續(xù)的防滲體系，阻止壩基的滲流以確保堤防的穩(wěn)定安全。垂直鋪塑施工包括堤防邊坡開挖、場地平整、施工放線、設(shè)備就位、開挖導向槽、埋設(shè)牽引地錨、制備漿液、機械開槽、鋪膜和溝槽回填等工序。垂直鋪塑的施工質(zhì)量控制一定要抓好機械開槽、鋪膜和溝槽回填3個環(huán)節(jié)。

堤防邊坡開挖時，應注意在臨水側(cè)預留足夠的施工場地。開槽機機身尺寸較大，開槽前，應最小留有4m施工寬度，便于施工機具行走。若鋪塑中心線呈弧線，則預留寬度應適當增加。

羅夫河所經(jīng)渭河灘地地勢較低，“二華夾槽”使地下水位排泄不暢，造成堤防沿線的地下水位普遍較高，地下水位埋深在2m～3m左右，埋深較淺的地下水位使邊坡容易失穩(wěn)，成槽困難，給施工造成一定難度。開槽時，應注意地下水位的影響，在水位尚未上升時，抓緊有利時機泥漿護壁，完成鋪膜。

結(jié)合羅夫河堤基砂量較大的情況，鋪膜采用重力沉膜法。下膜時，應適當放松，避免硬折和損傷。塑模搭接時，留有足夠的搭接長度，一般不應小于100cm。為與堤身形成有效的防滲整體，防止沿堤基與堤身結(jié)合面形成接觸滲流，鋪塑在堤身中呈“s”形壓鋪延伸2m。沿水流方向的防滲長度應超出防滲范圍50m。

鋪塑時，有可能會遇到地下埋設(shè)管道或光纜等設(shè)施，結(jié)合前期的勘測工作，施工時應弄清楚地埋設(shè)施的具體位置，在管周用人工施工，避免施工機具損傷地埋設(shè)施。同時，鋪塑與管道相交位置應在管周設(shè)置現(xiàn)澆砼截水環(huán)，將塑模錨固于砼中，錨固深度不小于30cm，以保證垂直鋪塑的防滲整體性。

孔槽回填時，回填的土料選用不含粗粒徑的砂壤土，回填土要及時，當塑膜鋪入后及時回填1m左右，以固定塑膜下端，防止塑膜上浮。隨后逐步將土料自然落槽，不得擠壓，防止土工膜被回填土擠壓下沉。

4.3 背水坡腳排水反濾施工

排水反濾施工以人工為主，施工工藝主要為清基—固坡—鋪設(shè)土工布—鋪設(shè)反濾料—堆石。

當排水溝緊鄰堤防背水坡腳，溝深較大時，溝底應先填壓塊石，擠密淤泥，然后在靠堤防背水坡一側(cè)的排水溝邊坡上鋪設(shè)土工布，必要時，可鋪設(shè)兩層。

5 防滲效果

經(jīng)過2009年汛期運行觀察，堤防運行安全情況得到很大改善，背水坡無滲流明水出現(xiàn)，邊坡無失穩(wěn)現(xiàn)象。但由于堤防防滲措施尚未經(jīng)過大洪水高水位的考驗，防滲效果仍有待于運行期間的進一步的觀測和驗證。

6 結(jié)論

南山支流堤防的防洪安全是華陰市防汛工作的重點。從2007年以來，該市已對境內(nèi)方山河、長澗河、柳葉河三條堤防進行了加固，羅夫河的堤防加固工作正在分段陸續(xù)進行。結(jié)合羅夫河堤防堤身、堤基透水性情況，并考慮背水側(cè)的房屋建筑及部隊排水溝、堤防加固工程中的棄運土方安置情況，分別采用透水后戧、垂直鋪塑、背水坡腳排水反濾等防滲措施，可在滿足防滲安全的同時節(jié)省投資，并為堤防的安全運行提供保障。陜西水利