水利工程堤防建設(shè)與防洪建設(shè)

曹秋雙

摘 要：防范洪澇災(zāi)害依然是我國水道治理環(huán)節(jié)上最為重要的一環(huán)，而治理洪澇災(zāi)害最常用的方法就是堤防建設(shè)。傳統(tǒng)的堤防建設(shè)方法相對(duì)來說比較簡單，無非就是用混凝土把堤岸加厚加高，但是這樣的技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)階段我國水道治理的要求。因此，新的堤防建設(shè)設(shè)計(jì)的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，該文就是從這個(gè)角度展開討論。

關(guān)鍵詞：水利 堤防 防洪 建設(shè)

中圖分類號(hào)：S274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）01（b）-0052-02

1 水利工程堤身堤基現(xiàn)狀的安全論證

堤身堤基現(xiàn)狀的安全論證是指堤身在設(shè)計(jì)并施工完成后，對(duì)防洪能力的檢驗(yàn)，特別是在發(fā)生特大暴雨水位急漲的情況下的應(yīng)急能力。研究表明，河道洪澇災(zāi)害的發(fā)生主要是在降雨量比較集中的幾個(gè)季節(jié)，降雨量的90%以上都發(fā)生在雨季，因此，雨季的堤防建設(shè)檢查工作尤為重要。在堤岸驗(yàn)收的工作中一定要對(duì)堤防的防洪能力做一個(gè)比較準(zhǔn)確的估計(jì)和考核，很多洪水的發(fā)生都是由于在最初對(duì)堤防的防洪能力估計(jì)過高引起的。例如：1998年長江水災(zāi)的發(fā)生就是過高地估計(jì)了長江堤防的防洪能力。必須采取有效措施消除安全隱患，充分保障岸坡的安全可靠。在進(jìn)行岸坡規(guī)劃防護(hù)時(shí)，需充分考慮岸基的地質(zhì)情況，以及當(dāng)?shù)氐木唧w環(huán)境，乃至氣候或者天氣情況，從而為岸坡的安全提供充分保障。

2 水利工程堤防建設(shè)設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮的因素

2.1 堤防建設(shè)中的作水因素

堤防建設(shè)設(shè)計(jì)最需要考慮的因素是作用水頭，在防洪工作中存在一個(gè)誤區(qū)，大部分工作的重點(diǎn)放在了對(duì)最高水位的防護(hù)上，其實(shí)工作的中心應(yīng)該放在作用水頭上面來。在堤防建設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)一定要充分考慮堤防所能承受的最大負(fù)載，所以堤防在設(shè)計(jì)高度和厚度時(shí)不僅要考慮到最高水位，最大負(fù)載量也是堤防高度的一個(gè)重要影響因素。例如：在地層土地性質(zhì)不變的情況下，堤防的厚度和作用水頭成正相關(guān)關(guān)系。此外，水位下降時(shí)對(duì)堤防的作用也會(huì)受到作水不同的影響。

2.2 歷史、地理因素

在已建堤防的歷史性、應(yīng)急性和群眾性方面，例如：有的堤防的材料屬于就地取材，那么在建設(shè)該堤防時(shí)就要考慮堤防所用的附近的這種材料的穩(wěn)定性和耐用性，如果某種水泥的有效期限是10年，而這次堤防建設(shè)的時(shí)間已經(jīng)接近這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，那么在堤防建設(shè)時(shí)就應(yīng)該考慮對(duì)該堤防進(jìn)行整體性加厚建設(shè)。比如：有些地方的堤防質(zhì)量雖然比較好，但是在應(yīng)急方面做得不夠充分，甚至沒有應(yīng)急方案，這種情況在堤防建設(shè)時(shí)要把應(yīng)急方案考慮進(jìn)去。在我國一些地方，例如：武漢、南京某些地段，由于受到高溫影響，混凝土容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，如果不定期進(jìn)行檢查維修就會(huì)很有可能引起大面積坍塌。

2.3 對(duì)材料的考慮

在堤防工程汛期運(yùn)行要求方面，由于堤防建設(shè)一般是在汛期發(fā)生以前進(jìn)行的，所以，堤防建設(shè)完成后會(huì)立馬投入使用，因此，在建設(shè)設(shè)計(jì)中要充分考慮各種材料在遇水后的反應(yīng)，例如：填土在未完全凝固時(shí)是否能滿足防水性的要求。

堵口復(fù)堤的要求。堵口復(fù)堤是指如何有效地把被洪水沖壞了的堤防進(jìn)行修補(bǔ)復(fù)原，這其中最大的難題就是如何使修補(bǔ)后的地方與原來的地方在穩(wěn)定性上趨于一致，以免造成二次破壞。一方面要把原來堤防的建筑建材、施工方式考慮進(jìn)來，盡量使修補(bǔ)的地方的材料和施工方式與原來的相同。另一方面在施工工序上也要盡量與之前的施工順序保持相同。

3 邊坡穩(wěn)定性分析

3.1 水利工程堤坡失穩(wěn)破壞的成因和類型

堤坡在受到雨水沖刷、陽光暴曬、動(dòng)物筑洞等因素影響時(shí)，都有可能導(dǎo)致穩(wěn)定性的破壞，具體包含以下幾個(gè)方面。

（1）滲流原因。滲流作用是指在水位上漲時(shí)，坡堤承受的壓力過大，堤坡在受到強(qiáng)大的壓力時(shí)會(huì)發(fā)生形變，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致崩塌現(xiàn)象。不光是在漲水時(shí)，如果退水的速度過快其堤坡所受的壓力突然變小，也會(huì)導(dǎo)致形變的發(fā)生。

（2）水流沖刷原因。水流沖刷包括河流的沖刷和雨水的沖刷，相對(duì)來說雨水的沖刷影響比較小，主要還是河流對(duì)堤坡的沖刷。特別是在堤坡的彎曲路段，這種沖刷的破壞力會(huì)幾倍地增加。

（3）堤基原因。由于堤基原因造成的穩(wěn)定性問題主要包括兩個(gè)方面，一是因?yàn)榈袒膹?qiáng)度不夠；二是因?yàn)榈袒旅娴酿ね吝^于松軟，導(dǎo)致堤基穩(wěn)定性下降。

（4）其他原因。其他因素包括人為的故意破壞、地震的發(fā)生、設(shè)計(jì)要求未達(dá)標(biāo)等等。

3.2 不同工況計(jì)算方法下的堤坡強(qiáng)度

最常見的計(jì)算方法包括有效應(yīng)力法、總應(yīng)力法兩種方法。涉及到的指標(biāo)主要包括土類指標(biāo)、使用儀器指標(biāo)、強(qiáng)度指標(biāo)、式樣初始狀態(tài)4個(gè)方面。其中，土類指標(biāo)分為無粘黏土和粘黏土，粘黏土的強(qiáng)度大于90%為優(yōu)秀，位于60%～90%為良好，位于60%以下為差；使用儀器包括直剪儀和三軸儀；式樣初始狀態(tài)是指在相同的水量和填土的使用下堤防的初始狀態(tài)。

3.3 堤防穩(wěn)定性勘探的方法

（1）現(xiàn)象勘探法?，F(xiàn)場(chǎng)勘探法是指勘探人員帶著工具到堤防現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘探，需要注意的是并不是把所有的地方都勘探一遍，而是重點(diǎn)勘探那些容易發(fā)生破壞的地方，例如：動(dòng)物經(jīng)常出沒的地方和彎曲路段等。

（2）穩(wěn)定分析法。穩(wěn)定分析法是指在固定的距離較近的3個(gè)點(diǎn)分別進(jìn)行檢測(cè)，最上面的點(diǎn)稱為上口，最下面的點(diǎn)被稱為下口，通過對(duì)上口和下口的檢測(cè)就可以計(jì)算中中間的穩(wěn)定性。這種方法一般是用于中間點(diǎn)實(shí)地勘探起來比較困難的情況。

4 水利堤防建設(shè)方案的確立

在分析完堤防穩(wěn)定性的影響因素和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮的因素以后，就要對(duì)堤防的建設(shè)方案進(jìn)行確立。堤防建設(shè)設(shè)計(jì)的總體思路是“上堵下排”，既通過提高堤防的高度來應(yīng)對(duì)水位的漲高，通過下面的過濾作用把水過濾掉，把泥土留下來。在上堵方面，材料的選擇至關(guān)重要，選擇那些粘性比較高的土和防水性比較好的泥土。另外，堤身的斜度也是設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)，斜度過大會(huì)導(dǎo)致用料過多，斜度過小容易導(dǎo)致結(jié)實(shí)程度不夠，最常用的角度是10°～15°的傾斜角；在“下排”方面，常用的滲透措施是減壓溝，減壓溝的作用就是過濾掉水的同時(shí)留住河道的泥土，如加厚加高操作、排水工作、增加密度工作都是具體的建設(shè)方案。

首先要對(duì)滑坡的類型進(jìn)行確定，根據(jù)滑坡的分類標(biāo)準(zhǔn)滑坡可以分為上口裂縫滑坡、下口解封滑坡、中間裂縫滑坡以及隆起滑坡，滑坡類型的確定是堤防建設(shè)工作基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。具體的施工方案包括局部建設(shè)和整體建設(shè)，建設(shè)的步驟依次是挖出滑動(dòng)體、填筑還坡、地基建設(shè)、深層建設(shè)。

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