三明市城區(qū)堤防工程水毀修復(fù)措施的探討

鄧義林

（福建省三明市堤防管理處 三明市 365000）

三明市城區(qū)堤防工程水毀修復(fù)措施的探討

鄧義林

（福建省三明市堤防管理處 三明市 365000）

堤防工程是改善河道水流條件，抵御洪澇災(zāi)害的工程措施。防洪堤多建于河道、溪流的兩岸及灌溉受益區(qū)域，具有點(diǎn)多、面廣、分散的特點(diǎn)。每年的雨季，防洪堤都要經(jīng)受暴雨洪水淹沒、沖刷的考驗(yàn)，因而容易受到損毀、坍塌造成水毀。文章分析了三明市城區(qū)防洪堤發(fā)生水毀的原因，探討了堤防工程水毀修復(fù)措施的具體方法，可供施工人員借鑒。

堤防工程 水毀 修復(fù)措施 探討

1 概 況

三明市位于福建省中部連接西北隅，是閩西北政治經(jīng)濟(jì)文化中心以及著名的山區(qū)園林文明城市。沙溪河自西南向東北穿越市區(qū)，上游有臺(tái)江水電站，下游有斑竹水電站，城區(qū)防洪堤位于水電站庫區(qū)內(nèi)。三明市城區(qū)段防洪堤防洪標(biāo)準(zhǔn)按50年一遇（近期按30年一遇，以后將通過對(duì)上游水庫的科學(xué)調(diào)度及河道清障等綜合措施，使三明市區(qū)綜合防洪能力仍能達(dá)到50年一遇）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防。三明市城區(qū)防洪堤經(jīng)過千公里江堤建設(shè)、沙溪一期防洪工程建設(shè)、沙溪二期防洪工程建設(shè)，已建成的防洪堤總長為28.35 km。

三明市區(qū)防洪堤工程范圍內(nèi)均為第四系堆積覆蓋，物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育，上部為淤泥質(zhì)粘土、沖洪積砂礫卵石，下伏地層為侏羅系長林組凝灰質(zhì)粉砂巖。巖土層自上而下分述如下：

①淤泥質(zhì)粘土：灰、灰黑色，含少量有機(jī)質(zhì)，稍具異味，搖震反映中等，韌性差，干強(qiáng)度低，飽和，軟～流塑。厚度為（1.0～1.5）m。

②砂礫六卵石：褐黃、灰黃、灰黑色，卵石約為50%～65%，粒徑一般為（10～40）mm，成分多為中風(fēng)化狀沉積巖及火成巖類為主，較硬；余為各粒級(jí)砂充填。飽和，稍密狀態(tài)。厚度為（2.5～3.5）m。

③強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖：灰白、紫紅、磚紅色，塊狀結(jié)構(gòu)，中厚層狀，風(fēng)化作用強(qiáng)烈、節(jié)理裂隙發(fā)育，裂縫面可見鐵錳質(zhì)浸染，巖芯多呈緊密砂土狀，敲打易碎；局部夾薄層中風(fēng)化粉砂巖；屬極軟巖，巖體破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。

場地各類巖土物理力學(xué)指標(biāo)及建議值見附表。

附表 場地各類巖土物理力學(xué)指標(biāo)及建議值

2 三明市城區(qū)防洪堤的結(jié)構(gòu)形式

三明市區(qū)沙溪流域防洪工程的防洪堤，其堤型根據(jù)堤線所處地形、地質(zhì)情況，結(jié)合城市建設(shè)發(fā)展規(guī)劃和當(dāng)?shù)亟ㄖ牧系姆植记闆r，選取土堤和漿砌石堤兩種堤型結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較選擇。經(jīng)比較分析，原則上岸邊空地較寬闊，堤身段面尺寸不受其他建筑物限制的堤段堤型選用土堤；對(duì)于堤內(nèi)有建筑物，堤外河床寬度受限制的，同時(shí)需要考慮城市規(guī)劃路堤結(jié)合的堤段堤型采用漿砌石堤。三明市城區(qū)防洪堤堤型采用復(fù)合式結(jié)構(gòu)，即：下部為漿砌石堤駁岸，上部為土堤（草皮護(hù)坡）方案。 三明市城區(qū)防洪堤斷面如附圖所示。

附圖 三明市城區(qū)防洪堤斷面圖 （單位：cm）

3 三明市城區(qū)防洪堤發(fā)生水毀的原因以及水毀修復(fù)的必要性

三明市城區(qū)防洪堤大部分隸屬于千公里江堤建設(shè)項(xiàng)目，始建于1996～1997年期間，原設(shè)計(jì)防洪級(jí)別為3級(jí)建筑物，防洪標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇，防洪堤堤型采用復(fù)合式結(jié)構(gòu)，即：下部為漿砌石堤駁岸，上部為土堤（草皮護(hù)坡）方案。 該工程建成后運(yùn)行至今，已有20年左右時(shí)間，漿砌石堤駁岸內(nèi)部由于多年運(yùn)行，排水系統(tǒng)淤堵，排水不暢，影響防洪堤的受力條件，造成損毀。

由于江濱路改造新建的砌石擋墻及臺(tái)階踏步等建筑物對(duì)防洪駁岸形成擠壓， 改變了原有防洪堤駁岸的受力條件，造成駁岸結(jié)構(gòu)受到破壞，導(dǎo)致防洪堤的損毀或損壞。

三明市區(qū)河流為山區(qū)性雨洪河流， 較大洪水多系鋒面雨所致， 加之三明市城區(qū)防洪堤在沙溪河庫區(qū)內(nèi)，沙溪河河水漲落較為頻繁，水位漲落高度約在（2.0～2.5）m左右。 防洪堤駁岸在外部水位驟降的影響下，堤內(nèi)、堤外水位差過大，形成壓力差，致使防洪堤駁岸堤身所承受推力驟然加大， 破壞了堤內(nèi)部的原結(jié)構(gòu)，洪水漲落急劇，匯流快、流速大、破壞力強(qiáng)，易造成駁岸崩塌。

三明市城區(qū)防洪堤建成以來，已出現(xiàn)過5～6次駁岸崩塌現(xiàn)象。由于駁岸的堤頂后側(cè)區(qū)域設(shè)有河邊休閑步道、景觀設(shè)施、休閑設(shè)施及市政設(shè)施等建筑物，駁岸崩塌易造成上、下游休閑步道中斷、景觀缺失、城市排污受阻等現(xiàn)象，給附近市民生活通行、游客游玩等帶來諸多不良的影響。因此，做好三明市區(qū)水毀防洪堤修復(fù)工作，使災(zāi)害損失減少到最低限度，是十分必要的。

4 三明市城區(qū)防洪堤水毀的具體修復(fù)措施

4.1 基礎(chǔ)實(shí)施方案的比選

（1） 混凝土墊層基礎(chǔ)。基礎(chǔ)開挖（1.5～2.0）m，為防止堤腳受水流淘刷，基礎(chǔ)開挖后設(shè)置混凝土墊層基礎(chǔ)，混凝土墊層基礎(chǔ)厚0.8 m左右，前后側(cè)各寬出堤身0.5 m，混凝土基腳寬0.8 m，嵌入深0.5 m?；炷翂|層基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)為：基礎(chǔ)的接觸面比較平整，有利于上部結(jié)構(gòu)向地基均勻傳遞荷載，基礎(chǔ)的施工工藝比較簡單?；炷翂|層基礎(chǔ)的缺點(diǎn)為：對(duì)地質(zhì)的要求較為嚴(yán)格，必須要開挖到砂礫卵石作為堤基持力層；圍堰的施工難度大，開挖高度大，支護(hù)困難，容易引起滲水、塌坡，造成安全問題；抽水臺(tái)班費(fèi)用高，影響造價(jià)；如遇汛期施工，度汛方案難度大，影響工期。三明市城區(qū)防洪堤水毀工程位于庫區(qū)內(nèi)，常年水位高，流速大，修建圍堰開挖基礎(chǔ)的難度大。根據(jù)實(shí)際的水文地質(zhì)條件，三明市城區(qū)防洪堤水毀修復(fù)工程不采用混凝土墊層基礎(chǔ)施工。

（2） 拋石基礎(chǔ)+鋼筋混凝土承臺(tái)。 擋墻底部為拋石基礎(chǔ)。拋石基礎(chǔ)拋填至（125.50～127.00）m高程。在拋石頂上設(shè)置4.00 m寬，0.60 m高的鋼筋混凝土承臺(tái)。 拋石基礎(chǔ)+鋼筋混凝土承臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)為：用拋填的石塊來置換沙礫層和土層， 可以提高基礎(chǔ)的承載力，減少基礎(chǔ)的埋深，同時(shí)不要修建圍堰，減少工作量，施工簡單，工期短。 拋石基礎(chǔ)+鋼筋混凝土承臺(tái)的缺點(diǎn)為：因?yàn)檠蜎]水深較深，造成拋石基礎(chǔ)所需拋填的塊石量較大，且拋填后所占用的河道面積較大，使河道行洪寬度縮小，嚴(yán)重影響河道行洪要求，阻礙河道的安全度汛，而且拋石的實(shí)際操作控制性差，實(shí)際沉降無法控制，造成拋石量的增加，影響造價(jià)。 結(jié)合實(shí)際的水文地質(zhì)情況， 三明市城區(qū)防洪堤水毀修復(fù)工程部分使用拋石基礎(chǔ)+鋼筋混凝土承臺(tái)。 如三明市沙溪防洪堤列西牌樓至春西閣段駁岸坍塌水毀修復(fù)工程，總共受損長度為38.9 m，堤頂區(qū)域有河邊休閑步道、 景觀設(shè)施、 休閑設(shè)施及市政設(shè)施等建筑物。 防洪堤坍塌水毀的范圍不大， 施工的工作面受到場地的限制，無法使用較大的施工機(jī)械，考慮工程現(xiàn)場實(shí)際施工的條件，結(jié)方案比選后，采用拋石基礎(chǔ)+鋼筋混凝土承臺(tái)。

（3）沖孔灌注樁基礎(chǔ)+鋼筋混凝土承臺(tái)。沖孔灌注樁基礎(chǔ)底部應(yīng)伸入強(qiáng)風(fēng)化砂巖基礎(chǔ)內(nèi)5.0 m，沖孔灌注樁設(shè)置為二排，沿河側(cè)以850 mm的間距設(shè)置，后排采用隔樁布置，即間距為2 550 mm，沖孔灌注樁排距為1.98 m。上部采用鋼筋混凝土承臺(tái)，承臺(tái)寬度為3.54 m，厚度為0.8 m，承臺(tái)底部設(shè)置厚100 mm的混凝土墊層。沖孔灌注樁基礎(chǔ)+鋼筋混凝土承臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)為：地面基本不會(huì)隆起或側(cè)移，對(duì)周圍建筑物和環(huán)境的影響小；適合各種類的土層，沖孔灌注樁嵌入基巖，地基的承載力、穩(wěn)定性強(qiáng)，沉降量小；施工工藝成熟，相對(duì)安全可靠；機(jī)械化作業(yè)，施工簡單，工期有保證；施工臨時(shí)圍堰可作為樁機(jī)施工平臺(tái)，庫區(qū)無需放水，電站可不停產(chǎn)，對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)影響較小。沖孔灌注樁基礎(chǔ)+鋼筋混凝土承臺(tái)的缺點(diǎn)為：樁機(jī)較為笨重，移動(dòng)不方便，樁機(jī)對(duì)平臺(tái)要求高，垂直度較差，容易造成偏孔、塌孔現(xiàn)象，而且偏孔后修正困難。三明市城區(qū)防洪堤水毀修復(fù)工程部分使用沖孔灌注樁基礎(chǔ)+鋼筋混凝土承臺(tái)。如三明市市區(qū)翁墩防洪堤損毀修復(fù)工程，損壞影響長度約75.0 m，駁岸背后的道路擋墻及江濱路相繼滑坡，其中直接滑坡長度為42.3 m，寬度為20 m，形成一個(gè)較為寬闊的場地。因淹沒水深較深，拋投石塊量較大，不易控制。結(jié)合場地的水文地質(zhì)實(shí)際情況，采用沖孔灌注樁基礎(chǔ)+鋼筋混凝土承臺(tái)。

4.2 土方開挖

開挖前，先根據(jù)各堤段的開挖和填筑量，以及各填筑分區(qū)對(duì)土料的要求，進(jìn)行開挖總體規(guī)劃，爭取做到開挖渣不二次倒運(yùn)，填筑料應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，以節(jié)省工程造價(jià)和保證施工質(zhì)量。土方開挖應(yīng)盡量安排在枯水期進(jìn)行，按自上而下、由外側(cè)往內(nèi)側(cè)的開挖原則，土方開挖大部分采用1.0 m3反鏟挖掘機(jī)開挖，采用后退法施工，開挖斷面比較小的部分采用人工開挖?；A(chǔ)開挖的可利用料，開挖時(shí)就近堆放在堤線兩側(cè)，余料由8 t自卸汽車運(yùn)往指定的棄渣場堆放，棄渣運(yùn)距為2 km左右。

4.3 防洪堤堤身施工

承臺(tái)上部堤身采用重力式擋墻結(jié)構(gòu)，采用C20早強(qiáng)型商品混凝土埋石（埋石率≤20%），擋墻斷面結(jié)構(gòu)尺寸為：擋墻修復(fù)高度為（127.00～131.00）m高程。高為1.9 m，頂寬1.00 m，迎水面邊坡為1∶0.05，墻背邊坡為1∶0.45.墻背采用回填土進(jìn)行夯實(shí)回填。擋墻墻身內(nèi)部設(shè)置Φ75PVC排水管，采用2.0m×2.0m梅花型布置，墻背后設(shè)置300mm厚的砂卵石反濾層。

4.4 土方回填

堤身回填土滯后擋墻，自下而上分層填筑逐層上升。填筑土方部分直接利用開挖料，不足部分在土料場取料，由1.0 m3反鏟挖掘機(jī)挖裝，8 t自卸汽車運(yùn)至工作面直接上料，采用分層填筑，由推土機(jī)推土平整，再由蛙式打夯機(jī)夯實(shí)，局部輔以人工夯實(shí)。

4.5 草皮護(hù)坡

草皮護(hù)坡位于堤外坡面，主要包括邊坡修整、松土除雜、種植覆蓋、施肥養(yǎng)護(hù)等。邊坡修整好后，需再次用人工將前期夯實(shí)的表層土翻松，松土厚度不大于30 cm。在松土過程中還應(yīng)將土層中的雜物清除干凈，并將大塊土擊碎。種草完成后，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)應(yīng)進(jìn)行施肥和養(yǎng)護(hù)，以保證當(dāng)年出苗和成活率在80%以上。

4.6 安全防護(hù)措施

工程在實(shí)施過程中應(yīng)時(shí)刻注意施工安全。在有可能造成墜落的場所，如駁岸頂設(shè)置有防護(hù)措施，如欄桿或扶手等，并設(shè)置相應(yīng)的安全標(biāo)志。欄桿及扶手高度均應(yīng)滿足規(guī)范要求。在拆除損毀擋墻施工過程中，應(yīng)注意拆除時(shí)的作業(yè)安全。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)處于危險(xiǎn)地段應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置明顯的警示牌及臨時(shí)防護(hù)圍欄。

5 結(jié)語

堤防工程發(fā)生水毀造成損毀、坍塌后，首先要深入水毀現(xiàn)場，查看水毀情況，分析找出水毀發(fā)生的原因。經(jīng)過資料、數(shù)據(jù)的收集，結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況及防洪堤運(yùn)行情況，分析確定水毀修復(fù)方案的具體措施。三明市城區(qū)防洪堤水毀修復(fù)工程自完工以后，經(jīng)歷汛期考驗(yàn)，防洪堤未出現(xiàn)任何險(xiǎn)情。工程達(dá)到設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量合格，運(yùn)行正常，發(fā)揮良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

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[3]潘永光.晉江市東潘海堤水毀修復(fù)工程技術(shù)研究[J].水利科技，2001，（1）.

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2017-01-09）

鄧義林（1982-），男，福建清流人，大學(xué)本科，工程師，主要研究方向：水利水電工程。