濟南市小清河堤防險情分析與處理

宮曉坤

（濟南市小清河管理處，山東 濟南 250014）

濟南市小清河堤防險情分析與處理

宮曉坤

（濟南市小清河管理處，山東 濟南 250014）

【摘要】針對小清河濟南段土質(zhì)堤防和鋼筋混凝土擋土墻存在的問題，闡述了堤防可能出現(xiàn)的險情，并提出了處理措施，希望能為盡早發(fā)現(xiàn)與處理堤防險情起到借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】小清河；堤防；查險；險情處理

小清河濟南段堤防工程總長度140.135km，其中左岸70.5km，右岸69.635km。上游土渠段自睦里閘至二環(huán)西路橋，為單式或復式梯形斷面；市區(qū)段自二環(huán)西路橋至賢文路橋河段，河道右岸采用懸臂式鋼筋混凝土墻結(jié)構(gòu)，左岸大部分擋土墻以南水北調(diào)箱涵作為河道北岸墻；下游土渠段賢文路橋至章鄒邊界段，為土渠梯形復式斷面。濟青高速以上河道堤防工程防洪標準為100年一遇，濟青高速以下堤防現(xiàn)狀防洪標準為20年一遇。

1　土渠段堤防險情分析與處理

1.1彎道沖刷

自然河流都有彎曲的特點，修建在彎曲河道上的堤防，水流對凹岸頂沖作用，凹岸坍塌，凸岸淤積，致使彎道的曲率半徑變小，中心角增大。彎道的整治首先考慮護岸工程，修建漿砌石護坡或采用土工織物沉排、土工膜袋進行防沖刷保護。當彎道過分發(fā)展以致接近河環(huán)的情況下，表明裁彎條件已經(jīng)成熟，這時可以在河環(huán)狹頸處進行人工裁彎。小清河歷城段有灘頭和東河北兩個彎道，章丘段有張家林S彎道。2008—2011年間，對張家林S彎道分3次進行了整治，采取了拋石加固坡腳、砌石護岸等措施，護坡總長度300m。1.2滑坡

在汛期高水位時，堤防出現(xiàn)滑坡是比較常見的現(xiàn)象，滲水降低了滑坡體尤其是滑動控制面的摩擦系數(shù)和黏聚力，堤土浸水飽和，抗剪強度降低，堤坡失去穩(wěn)定，整塊土體下滑。出現(xiàn)滑坡時如不及時進行搶護，滑塌范圍越來越大，可能會造成堤防失事。搶護滑坡的基本方法是開溝導滲，濾水還坡，外幫截滲，填塘固基等。在具體實施時，可以根據(jù)當時當?shù)鼐唧w情況，分別用一種或幾種方法進行搶護。另外在修復被破壞的堤防缺口時，要特別注意將舊堤修成臺階狀，每層臺階的高度不大于0.3m，臺階的寬度不小于1m，以便于新老堤防的結(jié)合。

1.3堤防與穿堤建筑物的結(jié)合不密實

由于穿堤建筑物與堤身的結(jié)合部位施工困難，稍有不慎就可能造成結(jié)合不密實。汛期洪水位較高，水頭壓力大，滲水沿著土石結(jié)合部位形成滲水裂縫。因土顆粒被帶走，滲水裂縫逐漸增大，很快形成了過水通路，洪水順裂縫形成集中繞滲。在審批小清河管理范圍內(nèi)建設項目時，要嚴格把好技術(shù)審查關(guān)，如穿堤箱涵與堤防結(jié)合不良的部位，應采用加固、防沖刷等措施。堤防養(yǎng)護隊伍在日常巡查時，應注意觀察穿堤建筑物結(jié)合部有無滲水現(xiàn)象。

1.4漏洞

汛期土堤在高水頭壓力下向堤身內(nèi)滲透，當?shù)潭慰節(jié)B能力差時，滲水容易進入，再從堤內(nèi)坡或堤腳向外冒出，并形成一個或多個出水孔，也有直接貫穿堤身，形成漏洞。洞中流出來的水是清的，叫清水漏洞；流出來的水是渾的，叫渾水漏洞。漏洞發(fā)展速度較快，處理若不及時或處理不當，可能導致堤防決口。因此，在汛期必須加強巡堤查險工作，發(fā)現(xiàn)有微小的漏洞，應立即采取有力的措施進行搶護，否則漏洞越大越不容易處理。預防與處理漏洞的措施有：1）筑堤不得使用腐殖土、生活垃圾土、淤泥、凍土塊或鹽漬土。填土內(nèi)不得有草、樹根等雜物，粒徑超過100mm的土塊應打碎；2）堤防填筑分層壓實，土的含水率控制在最佳含水率的±2%之內(nèi)，壓實度達到92%以上；3）每年4月份小清河管理部門組織人員開展害堤動物防治專項工作，分兩組沿河道兩岸檢查，如遇到動物窩，檢查人員持自帶的工具及時進行填堵處理。具體方法是：首先，清理洞口處的雜草，對此洞穴內(nèi)部的結(jié)構(gòu)及周邊情況進行判斷檢查，然后定出治理辦法，先用水灌穴，取堤角外的黏土對洞穴回填，邊填邊用木棍將此搗實，然后對外表面進行夯實整平處理。

1.5管涌和流土

堤基為砂質(zhì)土壤等透水性強的地基時，或表層為厚度不大的弱透水層，此弱透水層之下臥有較厚的強透水層時，若汛期洪水位較高，河水可能通過表層的透水地基或堤基以下的強透水層，滲透到堤防背水側(cè)地面。當滲流水力坡降大于允許坡降時，堤基將發(fā)生滲透變形，即管涌或流土。管涌孔徑小的如蟻穴，大的數(shù)十厘米；少則出現(xiàn)一兩個，多則出現(xiàn)管涌群。土體表面一部分土體所有土顆粒同時被滲流推動的現(xiàn)象叫流土。搶護方法：在冒水孔周圍壘土袋，筑成圍井。井壁底與地面緊密接觸。井內(nèi)按3層反濾要求分鋪墊沙石或柴草濾料。在井口安設排水管，將滲出的清水引走，以防溢流沖塌井壁。如遇涌水勢猛量大，粗沙壓不住，可先填碎石、塊石減輕水勢，再按反濾要求鋪填濾料，注意觀察防守，填料下沉，則繼續(xù)加填，直到穩(wěn)定為止。此法適應于地基土質(zhì)較好，管涌集中出現(xiàn)，險情較嚴重情況。頂管施工穿越小清河河道，一般需要工作豎井，而工作豎井往往對河道堤防安全產(chǎn)生影響，大洪水時甚至可能會因豎井產(chǎn)生滲透破壞，汛期必須對工作豎井采取封堵等處理措施。

1.6漫溢

漫溢亦指實際洪水位超過現(xiàn)有堤頂高程，或風浪翻過堤頂，洪水漫堤進入堤內(nèi)。土堤是不允許堤身過水的，一旦發(fā)生漫溢的重大險情，就很快會引起堤防的潰決。因此，汛期應采取緊急措施防止漫溢的發(fā)生。搶護方法：根據(jù)預報，洪水有上漲趨勢將有超過堤頂高程的危險時，為了防止堤防漫潰，而在時間上又來不及把堤身全部加高培厚，應先在堤頂搶筑子堤，攔住洪水，防止漫溢。子堤應在堤頂外側(cè)搶做，至少要離開堤肩0.5m，以免滑動。堤后留有余地，便于防汛人員來往奔走，無所阻礙。要根據(jù)土方數(shù)量及就地取材的原則確定施工方法，并適當組織勞力，要全段同時開工分層填筑，不能等筑完一段再筑另一段，以防洪水從低處漫溢而措手不及。

2　市區(qū)段堤防險情分析與處理

2.1混凝土裂縫

混凝土在澆注成型后，骨料對漿體產(chǎn)生約束，使混凝土內(nèi)部從一開始產(chǎn)生微裂縫，在環(huán)境溫度、濕度、荷載等因素作用下，這些微裂縫就可能發(fā)展為宏觀裂縫。裂縫是混凝土建筑物最普通、最常見的病害之一，不發(fā)生裂縫的混凝土建筑物是極少的。混凝土出現(xiàn)的裂縫按照深度的不同，分為表面裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫。表面裂縫主要是溫度裂縫，一般危害較小，但是影響外觀質(zhì)量；深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面，對結(jié)構(gòu)耐久性產(chǎn)生一定危害；貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫，他切斷了結(jié)構(gòu)的斷面，可能破壞結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，其危害是較嚴重的。在實際工程中要注意根據(jù)裂縫的不同類型區(qū)別對待，根據(jù)具體的實際情況來解決問題。混凝土裂縫的處理方法：1）填充法用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫，作業(yè)簡單、費用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開V型槽，然后作填充處理；2）灌漿法利用壓送設備（壓力0.2~0.4MPa）將補縫漿液注入混凝土裂隙，達到閉塞的目的，該方法屬傳統(tǒng)方法，此法應用范圍廣，處理效果好，也可利用彈性補縫器將注縫膠注入裂縫，操作簡便，效果理想。

2.2混凝土擋土墻的傾覆與滑移

混凝土擋土墻一側(cè)受到水壓力，另外一側(cè)結(jié)構(gòu)會受到土體的側(cè)壓力作用，該力的總值會隨結(jié)構(gòu)與土體相對位移和方向而變化，側(cè)壓力的分布會隨結(jié)構(gòu)施工程序及變形過程特性而變化。擋土墻結(jié)構(gòu)承受土壓力有：靜止土壓力、主動土壓力和被動土壓力。在汛期高水位時，擋墻土在水壓力的作用下可能向墻后填土一側(cè)移動，這時作用在墻上的土壓力將由靜止壓力逐漸增大，當墻后土體達到極限平衡時，土體開始剪裂，出現(xiàn)連續(xù)滑動面，墻后土體向上擠出隆起。當洪峰過后，水位由高快速回落時，墻后填土含水率高，土體壓力大，墻內(nèi)側(cè)水壓降低，墻體可能向背離填土一側(cè)移動，這時作用在墻上的土壓力將由靜止壓力逐漸減小，當墻后土體達到極限平衡時，土體開始剪裂，并產(chǎn)生連續(xù)滑動面，使土體下滑，這時土壓力減到最小值，稱為主動土壓力，擋土墻可能滑移或繞前趾傾覆。預防措施：1）保持擋土墻排水管的暢通，墻后填土水能及時排出,擋土墻后填土分層鋪筑，用粗砂、小石子、大石子做反濾層，每層厚約30cm；2）設計擋土墻時，適當提高抗滑系數(shù)與抗傾覆系數(shù)；3）墻后回填土的質(zhì)量直接關(guān)系到擋土墻的穩(wěn)定性，而回填土的質(zhì)量又與其壓實度和含水量有關(guān)。根據(jù)大量試驗資料表明，當回填土壓實后的含水量控制在經(jīng)試驗確定的最優(yōu)含水量±2%范圍內(nèi)時，回填土的壓實質(zhì)量是可以保證的。對于回填土的壓實度，由于擋土墻墻后位置較小，大型機械不易操作，尤其是緊靠墻背的范圍內(nèi)，往往還需由小型機械進行壓實或人工夯實。

以上對堤防查險及險情處理進行了理論和實踐上的初步探討，鑒于一些認識還不成熟，需要不斷探索和在實踐中檢驗和總結(jié)。

（責任編輯崔春梅）

【中圖分類號】TV87

【文獻標識碼】B

【文章編號】1009-6159（2015）-02-0020-02

收稿日期：2014-11-07

作者簡介：宮曉坤（1976—），男，工程師