汜水河治理工程堤防填筑方案對(duì)比

□顧玉柱□李曉光□王銀山

（1鄭州市水利建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)院；2河南省水利水電工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)監(jiān)督站）

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汜水河治理工程堤防填筑方案對(duì)比

□顧玉柱1□李曉光1□王銀山2

（1鄭州市水利建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)院；2河南省水利水電工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)監(jiān)督站）

摘要：文章結(jié)合鄭州市汜水河上街段治理工程河道堤防填筑施工情況，通過(guò)對(duì)堤防填筑方案進(jìn)行研究，提出了可行的實(shí)施方案，為今后類似河道治理工程提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。汜水河屬黃河流域，為黃河一級(jí)支流，流經(jīng)河南省鞏義市、上街區(qū)和滎陽(yáng)市，在滎陽(yáng)市汜水鎮(zhèn)口子村入黃河，河道干流全長(zhǎng)46.74 km，流域面積373.28 km2。主要工程內(nèi)容包括：河道清淤疏挖8.70 km、新建左右岸堤防13.30 km、重建跨河生產(chǎn)橋3座、新建排水涵閘8座等。工程共分四個(gè)施工標(biāo)段，自2012年9月26日開(kāi)工，至2014年5月20日完成。

關(guān)鍵詞：堤防筑堤工程；填筑材料；方案研究

1工程概況

堤防筑堤段河道屬丘陵向平原過(guò)渡帶，地勢(shì)相對(duì)較平緩，堤基土壤以低液限粘土為主，堤防平均設(shè)計(jì)高度在2.50 m左右，最高不超過(guò)3.50 m。初步設(shè)計(jì)本著因地制宜、就地取材、盡量減少占地、盡量減少工程投資的原則，堤身均采用河道開(kāi)挖土料填筑，壓實(shí)度要求為0.92，堤防內(nèi)外邊坡均為1：2.50，左岸堤頂寬度為4 m，右岸堤頂寬度確定為5 m。右岸堤頂采用4 m寬泥結(jié)碎石路面，兩岸堤坡均采用植草護(hù)坡。

2存在問(wèn)題

根據(jù)河道地質(zhì)勘查報(bào)告，筑堤段河道地質(zhì)條件主要為素填土、低液限粘土和卵石層，河道筑堤土料以低液限粘土為主。施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，四個(gè)施工標(biāo)段中Ⅰ標(biāo)、Ⅱ標(biāo)和Ⅲ標(biāo)實(shí)際地質(zhì)條件同原設(shè)計(jì)有出入，即河道開(kāi)挖土方大部分為卵石混合土，卵石粒徑多在2～12 cm，卵石含量多在30%～50%，而不含卵石的粘性土料較少，不能滿足筑堤方量要求。同時(shí)對(duì)河道附近的土料場(chǎng)進(jìn)行了調(diào)查，運(yùn)距均在5 km以上，若采用外購(gòu)?fù)练街?，將大大超出工程預(yù)算。

根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286-2013）要求，均質(zhì)土堤的土料宜選用粘粒含量為10%～35%、塑性指數(shù)為7～20的粘性土，且不得含植物根莖、磚瓦垃圾等雜物。上述三個(gè)標(biāo)段工程現(xiàn)場(chǎng)除少量低液限粘土能滿足均質(zhì)土堤粘性土料的要求外，大部分開(kāi)挖土料不滿足要求。

3方案研究

鑒于河道治理施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，既要保證堤防填筑工程能夠順利實(shí)施，而且造價(jià)又不能超出工程預(yù)算太多，因此建管局和設(shè)計(jì)單位針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況對(duì)筑堤方案進(jìn)行了認(rèn)真分析，初步擬定以下兩個(gè)方案：

方案一：將原設(shè)計(jì)均質(zhì)土堤方案調(diào)整為粘土斜墻土堤方案。即在堤防臨水側(cè)設(shè)粘土防滲斜墻，斜墻頂寬1 m、底寬2～4 m，斜墻采用防滲性好的粘性土料，堤防背水側(cè)直接用河道開(kāi)挖的卵石混合土回填。該方案可滿足規(guī)范要求，但由于本次河道治理工程堤防級(jí)別低、規(guī)模小，而且采用該方案對(duì)施工工藝和施工質(zhì)量控制要求較高，對(duì)于中小河流治理工程而言，施工單位的接受程度普遍較低，而且類似方案在目前鄭州地區(qū)中小河流治理工程中尚無(wú)實(shí)施案例，本次汜水河治理工程各施工單位同樣對(duì)該方案持抵觸態(tài)度。

方案二：直接用開(kāi)挖料筑堤，同時(shí)提高壓實(shí)要求。首先剔除開(kāi)挖料中的大粒徑卵石和其它雜物，然后直接筑堤，除按規(guī)范要求施工碾壓外，再適當(dāng)提高壓實(shí)度要求，以確保工程質(zhì)量和堤防結(jié)構(gòu)安全。由于堤防結(jié)構(gòu)安全主要是指抗滑穩(wěn)定和滲流穩(wěn)定應(yīng)滿足要求，因此該方案需對(duì)堤防進(jìn)行滲透試驗(yàn)和穩(wěn)定復(fù)核。該方案施工簡(jiǎn)便，對(duì)工程投資影響影響較小，而且施工單位接受程度較高。

經(jīng)參建各方認(rèn)真討論研究，最終決定采用方案二，即開(kāi)挖料直接筑堤。筑堤前首先刨除粒徑＞10 cm的卵石和雜物，然后按規(guī)范要求分層碾壓，同時(shí)壓實(shí)度提高至0.94。為確保提防滲透穩(wěn)定，施工前先進(jìn)行碾壓實(shí)驗(yàn)，然后取樣送交具有水利資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行滲透性檢測(cè)，根據(jù)黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司實(shí)驗(yàn)中心的檢測(cè)報(bào)告（黃設(shè)檢字TG0313-1-2013），試樣壓實(shí)度0.94，試驗(yàn)密度1.93 g/cm3，滲透系數(shù)1.47×10-5cm/s。

根據(jù)實(shí)測(cè)滲透系數(shù)，設(shè)計(jì)單位對(duì)堤防抗滑穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定均進(jìn)行了復(fù)核，計(jì)算方法采用北京理正軟件設(shè)計(jì)研究院的邊坡穩(wěn)定分析程序和滲流穩(wěn)定分析程序，復(fù)核結(jié)果均滿足規(guī)范要求，具體見(jiàn)表1和表2。因此采用該方案筑堤可以滿足堤防的結(jié)構(gòu)安全。

分析原因發(fā)現(xiàn)，開(kāi)挖料雖為卵石混合土，但壓實(shí)后其中的粘性土料仍可以有效填充卵石間的空隙，形成防滲體，因此卵石混合土仍具有一定的防滲能力。按規(guī)范要求碾壓筑堤后，抗滑穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定均能滿足要求。

4實(shí)施效果

工程Ⅰ標(biāo)、Ⅱ標(biāo)和Ⅲ標(biāo)按上述方案進(jìn)行堤防填筑施工，堤防填筑工程投資均未超合同價(jià)。上述3個(gè)標(biāo)段堤防填筑工程施工完畢后經(jīng)檢測(cè)工程質(zhì)量合格，外觀效果較好，而且順利通過(guò)工程驗(yàn)收。

5應(yīng)用前景

在中小河道治理工程中，大部分河道包含堤防填筑工程，不同區(qū)域、不同地貌的河道地質(zhì)條件千差萬(wàn)別，實(shí)際施工中尤其是山丘區(qū)河道往往會(huì)遇到缺少筑堤土料的情況，受投資限制，施工過(guò)程中大的方案調(diào)整和變會(huì)在所難免，充分結(jié)合河道具體情況，提出切實(shí)可行的施工方案才是上策。鄭州市汜水河上街段治理工程堤防填筑施工中遇到的問(wèn)題，經(jīng)理論和實(shí)驗(yàn)分析，提出了便捷可行、滿足工程要求且不影響工程投資的筑堤方案，確保了工程的順利實(shí)施。為今后類似河道治理工程提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。但在具體實(shí)施中還應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：一是卵石土的滲透系數(shù)跟卵石含量關(guān)系很大，若卵石含量過(guò)高則難以形成有效的防滲體，因此施工前務(wù)必要進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，并取樣檢測(cè)其滲透性，經(jīng)穩(wěn)定復(fù)核滿足規(guī)范要求后方可施工；二是大粒徑的卵石和其它雜物一定要剔除，以避免出現(xiàn)碾壓不均的現(xiàn)象；三是施工完成后還應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，以確保工程質(zhì)量合格。

（責(zé)任編輯：劉長(zhǎng)垠韋詩(shī)佳）

表1　堤防抗滑穩(wěn)定復(fù)核成果表

表2　堤防滲流穩(wěn)定復(fù)核成果表

中圖分類號(hào)：TV512

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-8853（2016）05-0088-02

收稿日期：2016-01-04