諸暨市浦陽江治理二期工程堤防防滲處理方案分析

程玉波

摘要：諸暨市浦陽江治理二期工程屬于浙江省錢塘江治理工程的一部分，位于諸暨市境內(nèi)，范圍為安華水庫以下至店口鎮(zhèn)金戈村附近。該工程有6段堤防存在滲漏、管涌險情，需要進行防滲處理，另外，退堤段新建堤防也需進行防滲處理，主要就堤防防滲處理方案進行分析和研究。

關(guān)鍵詞：浦陽江治理;堤防加固;防滲處理;農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

中圖分類號：TV871

文獻標識碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.09.024

隨著中國社會經(jīng)濟飛速發(fā)展，水利工程越來越被重視。河道工程是水利工程的重要組成部分，而堤防工程能充分發(fā)揮防洪功能，確保人民生命財產(chǎn)不受損害，保障工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)順利發(fā)展，充分發(fā)揮河道綜合效益，促進社會經(jīng)濟發(fā)展。堤防防滲作為堤防工程的重要組成部分，選擇合適的防滲處理方案顯得尤為重要。

1 工程實施的必要性

浦陽江治理二期工程的實施，是保障民生、維持社會穩(wěn)定的迫切需要，是保障堤防工程安全運行的需要，是保障城鎮(zhèn)、產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)建設(shè)的要求，是深入推進五水共治、提升浦陽江水生態(tài)環(huán)境的需要。

2 堤防防滲處理方案分析

堤防防滲處理包括兩部分內(nèi)容：①現(xiàn)狀堤防堤身的防滲處理，本工程共6段堤防堤身存在滲漏、管涌險情;②退堤段新建堤防的防滲處理，本次分兩種情況對堤防防滲處理方案進行分析和研究。

2.1 現(xiàn)狀堤防堤身防滲處理

2.1.1 堤防滲流控制的目的

堤防滲流控制的目的主要包括：保證堤身和堤基的滲流穩(wěn)定，其抗?jié)B水力比降和滲透流速滿足穩(wěn)定要求;控制滲流量，盡量減少滲漏損失;控制下游水頭，防止?jié)B透變形破壞，保證下游邊坡穩(wěn)定。

2.1.2 堤防滲流控制的原則

堤防的防滲處理一般遵循上堵下排的原則，滲流控制基本措施是“鋪、截、排”。鋪是指上游的水平鋪蓋和下游鋪蓋，截是指對堤基垂直截滲，排是堤基下游的排滲。

2.1.3 堤防滲流控制方案比選

目前，常用的堤防防滲處理方法較多，針對堤身防滲可采用坡面防滲、堤身垂直防滲幕墻等方法，針對堤基防滲可采用鋪蓋防滲、蓋重、排水減壓井、垂直防滲幕墻等方法。垂直防滲幕墻可以同時處理堤身、堤基滲漏問題，可以做到堤身、堤基防滲結(jié)構(gòu)的“無縫”聯(lián)接，避免了由于堤身、堤基防滲結(jié)構(gòu)連接部位處理不當造成的滲透破壞，對需要同時進行堤身、堤基防滲的堤防而言是一種比較合理的選擇。近年來，在類似工程防滲方案中垂直防滲以其占地少、防滲效果顯著等優(yōu)點得到大量使用。從類似工程滲流處理措施調(diào)查情況來看，水泥攪拌樁（單軸、雙軸、三軸）、高壓旋（擺）噴防滲、多頭小直徑攪拌樁、套井回填等應(yīng)用較為廣泛，且取得了一些經(jīng)驗和教訓。

水泥攪拌樁：水泥攪拌樁廣泛應(yīng)用于浙江沿海地區(qū)，技術(shù)成熟、工藝簡單、造價低，原狀土體經(jīng)水泥攪拌樁加固后所形成的水泥土的滲透系數(shù)比天然土體的滲透系數(shù)小很多，具有較好的止水防滲能力，成樁連續(xù)性好，質(zhì)量可靠。水泥攪拌樁的優(yōu)點是施工快速、安全、振動小，基本無污染，工程量小，造價較低;缺點是水泥攪拌樁用來作為防滲工程時，施工技術(shù)要求比較嚴格，尤其是攪拌樁的垂直度必須嚴格按照規(guī)范要求控制，施工及樁身質(zhì)量受地基土影響較大，同時成樁長度有一定的限制。

高壓旋（擺）噴防滲：高壓旋（擺）噴防滲是以高壓水泥漿液或高壓水流強力沖擊切割地層，使水泥漿液與地層土粒摻混，形成充填凝結(jié)體，成樁連續(xù)性好，質(zhì)量可靠。高壓旋（擺）噴防滲的優(yōu)點是有成熟的經(jīng)驗，有水泥攪拌樁一般的優(yōu)點，相比于水泥攪拌樁，高壓旋噴防滲對地基土適應(yīng)能力強，成樁深度無明顯限制;缺點是對施工要求高，要根據(jù)不同土層合理確定施工參數(shù)和施工工藝，才能保證施工質(zhì)量，使墻體均勻，連續(xù)性好，連接可靠，此外水泥用量大，造價高。

多頭小直徑攪拌樁：多頭小直徑攪拌樁成樁工藝與水泥攪拌樁類似，成樁連續(xù)性好且能達到設(shè)計和規(guī)范要求的防滲效果，優(yōu)點是施工簡單、速度快、造價低廉;缺點是對土層的適應(yīng)性相對較差。

套井回填：套井回填是對填筑質(zhì)量較差的堤身土體進行置換的處理方法，目前國內(nèi)采用套井施工處理的最大深度在25.00 m左右。套井方案的優(yōu)點是使用施工機械設(shè)備簡單，防滲效果好，造價相對較低，施工質(zhì)量容易控制，在黏土回填夯實同時，對井壁土層擠壓，使井孔周圍土體密實;缺點是在有水情況下施工困難，施工期需要把水位降至最低水位施工，且施工工序相對復(fù)雜，工期較長，對土層的適應(yīng)性相對較差。

綜合考慮，在防滲效果上，高壓旋（擺）噴防滲、水泥攪拌樁（雙軸、三軸）、套井回填均具有非常可靠的防滲能力;在工程造價方面，多頭小直徑攪拌樁造價最低，攪拌樁（單軸、雙軸）和套井回填造價較低，三軸攪拌樁和高壓擺噴防滲造價較高，高壓旋噴防滲造價最高;在施工方面，高壓旋（擺）噴防滲施工工藝較復(fù)雜，要求高，三軸攪拌樁施工設(shè)備大，對場地要求高，套井回填施工工序相對煩瑣，工期較長;根據(jù)諸暨當?shù)匾酝愃乒こ探?jīng)驗，多頭小直徑攪拌樁對淤泥、砂性粉土的適應(yīng)性較差。

考慮到大部分堤段堤身填筑料為粉砂、含粉砂粉質(zhì)黏土，水泥攪拌樁均能較好適應(yīng)，且浦陽江治理一期工程采用水泥攪拌樁防滲效果較好，結(jié)合投資平衡問題綜合分析，除上下莊湖地質(zhì)揭露存在圓礫層，水泥攪拌樁無法實施，采用高壓擺噴防滲，其余堤段堤身防滲選用性價比較高的雙軸攪拌樁方案。對于局部堤防橋梁、高壓線交叉段，堤頂凈空不足，無法進行雙軸攪拌樁及高壓擺噴施工段，可采用高壓旋噴等方案進行防滲處理。

2.1.4 雙軸攪拌樁設(shè)計要求

控制指標：雙軸攪拌樁滲透系數(shù)k≤jX10^-6cmls（i=l -9），允許滲透比降不小于30，允許垂直度偏差不大于5‰0，樁底進入相對不透水層1.00 m，具體參數(shù)指標根據(jù)施工試樁實驗確定。

水泥摻人量設(shè)計：水泥摻入量通過試驗確定，結(jié)合地質(zhì)勘探資料，對堤防各土層進行詳細分析，通過現(xiàn)場試樁試驗得到不同水泥摻入量對應(yīng)的抗壓強度值、允許滲透比降和滲透系數(shù)等參數(shù);獲得試驗結(jié)果后，根據(jù)堤防地質(zhì)條件和實際需要選取經(jīng)濟合理的水泥摻入量。

墻體厚度設(shè)計：墻體厚度主要由墻體允許滲透破壞比降控制，截滲墻體厚度根據(jù)《堤防設(shè)計規(guī)范》（ GB 50286-2013）中附錄A堤基處理中公示為：式（1）中：δ為防滲墻的最小厚度，m;△H為防滲墻上下游兩側(cè)的水頭差，[J]為設(shè)計允許的滲透破壞比降，墻體允許滲透破壞比降受材料配比影響，有一定的變化范圍，根據(jù)國內(nèi)已建截滲墻工程試驗結(jié)果，設(shè)計允許破壞比降為30 - 60。

2.2 退堤段新建堤防防滲處理

由于局部河寬不滿足規(guī)劃要求，河道行洪斷面不足，需進行退堤新建，為保證新建堤防堤身滲流穩(wěn)定，需要進行必要的防滲處理。本次主要對均質(zhì)土回填、黏土心墻防滲、黏土斜墻防滲三種防滲方案進行比選。

均質(zhì)土回填：堤身采用均質(zhì)土回填，滲透系數(shù)不大于1X10⁴cm/s。

黏土心墻防滲：用透水性較好的砂或砂礫石做堤殼，以防滲性較好的黏性土作為防滲體設(shè)于堤身剖面中心位置，防滲體滲透系數(shù)不大于1X1O^-5cm/s。

黏土斜墻防滲：黏土斜墻防滲由上游保護層、黏土斜墻、反濾層、透水料堤身以及下游排水等組成，防滲體滲透系數(shù)不大于1x l0^-5cm/s。

綜合考慮，均質(zhì)土回填，堤身填筑材料一致，施工質(zhì)量較好控制，施工便捷，堤身穩(wěn)定性較好，但所需均質(zhì)土較多;黏土心墻防滲堤身剖面比均質(zhì)土堤小，工程量少，施工受季節(jié)影響相對較小，但心墻與堤身需要同時填筑，干擾大;黏土斜墻防滲與心墻堤相比，應(yīng)力狀態(tài)較好，抗滑穩(wěn)定性較高，斜墻與堤殼之間的施工干擾相對較小，在調(diào)配勞動力和縮短工期方面比心墻堤有優(yōu)勢。

根據(jù)地質(zhì)勘察報告及試驗成果，工程區(qū)域內(nèi)的粉質(zhì)黏土經(jīng)過篩選并碾壓，滲透系數(shù)能滿足均質(zhì)土滲透指標，但低于黏土心墻、斜墻防滲體指標。考慮施工便捷性及后期堤身質(zhì)量，退堤段新建堤防采用均質(zhì)土回填進行防滲。

3 結(jié)束語

綜上所述，只有根據(jù)堤防工程存在的實際問題，結(jié)合地質(zhì)情況、施工條件，參考類似工程經(jīng)驗，通過對不同方案的防滲效果、施工工藝、投資造價等方面進行綜合分析和研究，才能選擇最經(jīng)濟、合理、可行的防滲處理方案。

參考文獻：

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