湖北漢江干堤除險加固工程結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工

楊香東

（湖北省水利水電規(guī)劃勘測設(shè)計院，430064，武漢）

一、基本情況

漢江下游干堤除險加固工程2018 年度第二批項目管理總承包工程位于湖北省潛江市地段， 工程起于興隆水利樞紐工程樁號256+767、止于樁號 222+850， 加固總長度約 30 km，堤防工程等級為2 級。項目主要建設(shè)內(nèi)容包括堤防加固加培、錐探灌漿、水泥土深層攪拌樁及堤頂混凝土路面鋪設(shè)。主要工程量：堤防加培土方填筑約450 萬m3，水泥土攪拌樁防滲墻（厚30 cm）3 萬 m2，C30 混凝土堤頂 路面3.7 萬m3。其中土方加培任務主要是對原有老堤堤頂寬6 m 加寬至8 m，堤頂加高約0.5～0.8 m，項目總投資2.07億元，施工總工期12 個月。 工程建成后可為四湖地區(qū)、漢南地區(qū)、漢北平原及武漢市提供可靠的防洪屏障。

二、存在的主要問題

1.新老堤結(jié)合不緊密

重要堤防工程的防洪標準超過50 年一遇，堤內(nèi)保護的建筑和設(shè)施較重要。 作為防汛主要通道的堤頂?shù)缆罚访娴氖┕べ|(zhì)量和交通通行要求較高。 堤身寬度不足，需將堤外側(cè)加寬。 原有老堤隨著時間推移沉降已趨穩(wěn)定，而新填筑的堤身由于施工不精細，致使壓實度指標不足，原有老堤與新堤堤身黏土之間結(jié)合得不夠緊密，易出現(xiàn)堤頂不均勻沉降、坡面滑坡和脫坡等不良現(xiàn)象。

2.土方不密實造成沉降

部分施工作業(yè)隊對堤身土方填筑施工工藝不到位，出現(xiàn)漏碾或碾壓遍數(shù)不足而不密實的問題。 投入使用后，因車輛負荷增加和自然沉降等原因，堤頂路基沉降而造成混凝土路面斷裂和破損嚴重，成為維修和管護的難點和重點， 因此采取相應措施，減少或避免堤頂路面破損斷裂而影響防汛正常通行已迫在眉睫。

3.導濾盲溝堵塞

有的施工作業(yè)隊伍在處理堤頂導濾盲溝時，未按精細化原則組織施工，將填筑堤身的黏土混雜至級配碎石中，使得導濾碎石堵塞。 有的施工作業(yè)班組在導濾溝回填級配碎石時未使用設(shè)計要求的級配碎石， 采用不合格的混合料。 有的施工單位技術(shù)管理人員對作業(yè)班組的現(xiàn)場導濾盲溝施工質(zhì)量控制、技術(shù)指導服務力度不夠，導致導濾盲溝堵塞而不能排出滲水。

三、主要對策與措施

1.在原有堤防邊坡開挖臺階形成牙口結(jié)構(gòu)

重點堤防堤身寬度不足時，需將堤外側(cè)加寬。 為使新老堤結(jié)合良好并形成整體， 需在老堤邊坡上開挖臺階，形成牙口平臺結(jié)構(gòu)，并向堤內(nèi)傾斜2%坡度，以防止滑動。 在臺階牙口上填筑填料前， 應進行生產(chǎn)性土料碾壓試驗， 選擇施工主要參數(shù)如鋪料厚度、碾壓機械類型及重量、碾壓遍數(shù)、行進速度、填料最優(yōu)含水量、壓實后的干密度及滲透系數(shù)等， 并依據(jù)試驗成果指導新填結(jié)構(gòu)土料的填筑。 漢江干堤加固項目堤身填土選用黏粒含量為10%～35%、 塑性指數(shù)為 7～20 的黏性土，控制填料中不得含植物根莖、磚瓦等雜質(zhì)， 填筑土料含水率與最優(yōu)含水率的允許偏差控制在±3%， 碾壓壓實度大于或等于0.93。碾壓施工時，如遇大風天氣或氣候干燥， 土層表面水分蒸發(fā)較快， 需在鋪料與壓實表面適當灑水潤濕；遇到雨天時，土料含水量過大，需要翻曬處理。黏土填筑隔夜施工時，采用苫布覆蓋，作好倉面保護。 遇到下雨或雨后不允許填筑的施工面受到擾動，要禁止車輛通行，作好排水保護措施。對含水量超標的松軟地帶，局部采用摻入5%的石灰粉， 形成二合土，增強填筑黏土的凝聚力和整體性。

2.堤頂路面采用柔性材料結(jié)構(gòu)型式

項目堤頂?shù)缆凡捎玫讓?、基層水泥穩(wěn)定級配碎石層+面層瀝青混凝土的柔性堤頂?shù)缆方Y(jié)構(gòu)，路基不均勻沉降問題得到了有效解決。 漢江干堤堤頂?shù)缆啡嵝越Y(jié)構(gòu)是在堤身黏土土方填筑、基層壓實度大于94%且彎沉值不大于500 的基礎(chǔ)上，在其表層鋪設(shè)10～12 cm 的級配碎石，級配碎石的表面攤鋪第一層水泥穩(wěn)定級配碎石，厚度為20 cm， 然后在其表面再攤鋪第二層水泥穩(wěn)定級配碎石， 厚度為15 cm，并形成由路的中心線向兩邊路肩傾斜坡度為2%的坡面排水結(jié)構(gòu)。 在水泥穩(wěn)定級配碎石層上鋪設(shè)1～2 cm的瀝青碎石封閉層， 最后再在其表面攤鋪瀝青混凝土路面面層，厚度為10 cm， 從而形成整體柔性堤頂?shù)缆方Y(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)能極大地提升施工速度，有效解決堤身沉降引起的路面裂縫或斷裂問題， 結(jié)構(gòu)型式簡潔合理、 施工方便。瀝青路面碾壓施工成型后，堤頂路面可立即投入運用。

3.增設(shè)導濾盲溝及時排除滲水

堤身黏土土方填筑至堤頂級配碎石開始鋪設(shè)時，即在級配碎石層鋪筑前，沿堤縱軸線每間隔20 m，向兩側(cè)堤坡邊坡方向設(shè)置橫向濾水導滲盲溝，溝深 0.2～0.3 m，溝寬 0.3～0.4 m。溝槽開挖采用人工與小型挖掘機開挖相結(jié)合的方式， 用小型挖掘機抽槽，開挖出矩形斷面的輪廓后，通過人工修整達到設(shè)計要求的斷面尺寸。溝槽斷面達到設(shè)計要求后，開始向溝內(nèi)填筑濾料。 先在溝底平鋪一層中細砂，然后鋪設(shè)直徑為10 cm 的PVC 管道， 在PVC 管的外壁等間距開孔，孔直徑為 0.8～1cm，間距為 15～20 cm，呈梅花形布置，防止填筑黏土時堵塞級配碎石間滲水通道， 確保滲水暢通。隨后在橫向濾水導滲溝內(nèi)鋪設(shè)級配碎石，鋪設(shè)厚度為 15～20 cm，將 PVC管道覆蓋。 砂石濾料含泥量小于或等于3%，經(jīng)抽樣送檢合格后，由現(xiàn)場監(jiān)理工程師確認后方可使用。 橫向濾水導滲溝向堤身兩邊邊坡方向傾斜一定坡度，控制在2%左右，以便及時排除滲入堤身的雨水，防止雨水軟化路基，從而確保路基的穩(wěn)定性和耐久性。

4.堤身外側(cè)加寬段設(shè)置土工格柵

項目堤身加寬的堤段，鋪設(shè)土工格柵結(jié)構(gòu)， 以增強堤身的整體穩(wěn)定性，增強堤頂路基的承載能力，從而有效防止堤頂路面塌陷或產(chǎn)生裂縫，同時能較好地延長堤身路面使用壽命和時限。 堤身鋪設(shè)土工格柵筋材時， 應首先對堤身土料進行碾壓平整，土工格柵筋材攤鋪面的平整度控制在設(shè)計范圍內(nèi)， 且小于或等于3 cm。 漢江干堤土工格柵鋪設(shè)采取人工平鋪法，并輔助機械方法拉直，攤鋪面上的土工格柵筋材不得出現(xiàn)卷曲、扭結(jié)等質(zhì)量缺陷。 漢江干堤土工格柵鋪設(shè)時，對出現(xiàn)搭接的位置，按搭接寬度不小于0.2 m 控制， 采用U 形釘固定于地面，U 形釘間距不大于1.5 m， 防止鋪設(shè)的土工格柵筋材出現(xiàn)皺折現(xiàn)象，確保平整整潔。 漢江干堤堤防堤頂鋪設(shè)土工格柵時， 沿堤身8 m寬度整體鋪設(shè)， 攤鋪的土工格柵筋材， 盡量做到沿主要受力方向無接頭。 在大面積鋪設(shè)土工格柵筋材后，立即進行整體調(diào)整、 校正平直度，確保沿受力方向整體通長平順。 覆蓋第一層土料后， 在填料未被碾壓前，再次用人工和機具張緊土工格柵筋材，控制合適的力度，以實現(xiàn)土工格柵筋材均勻受力，使格柵在土料中呈繃直均勻的受力狀態(tài)。 漢江干堤填筑黏土時， 粒徑按小于15 cm 質(zhì)量標準進行控制， 并按設(shè)計要求的級配控制填料，從而有效保證碾壓的密實性。 鋪設(shè)和定位土工格柵后，采取一邊鋪設(shè)土工格柵，一邊回填黏土的流水作業(yè)法，及時覆蓋土工格柵。 土工格柵筋材上的填料分層攤鋪和碾壓，分層厚度為 20～25 cm， 壓實度達到 0.95，以滿足設(shè)計和規(guī)范要求。

5.路肩采用預制三角棱柱和植草保護

項目堤頂路面的邊緣，采用混凝土預制直角三角棱柱護肩，三角棱柱棱長80 cm， 直角三角斷面的一邊高為10 cm， 與堤頂路面瀝青混凝土厚度一致，既能起到瀝青混凝土模板作用，又能保護路肩。 直角三角斷面另一邊長為40 cm， 底面緊貼堤頂?shù)缆返穆坊鶎用妗?三角棱柱斜面上覆土，與堤坡外側(cè)一同培土種植麥冬和狗芽根進行綠化。 路肩土鋪土按層鋪施工，分層厚度為30 cm。漢江干堤路肩采用蛙式夯機夯實， 表面做到平整、順直。 鋪植草皮時，按水土保持工程布置的要求進行草皮種植施工。 該項目路肩植草采用人工種植， 鋪蓋率在80%以上， 草皮厚度大于 3 cm， 覆蓋成活率在95%以上。 種植麥冬和狗芽根15 天后，根據(jù)生長情況開始施肥增強草皮生長能力， 既實現(xiàn)了水土保持和環(huán)境保護，又具有美觀和景觀功能。

四、結(jié) 語

重點堤防除險工程結(jié)構(gòu)在施工時，需開挖牙口，形成向堤內(nèi)傾斜的臺階，以防止滑動。 堤頂?shù)缆吩O(shè)計為柔性結(jié)構(gòu)型式，采用底層、基層水泥穩(wěn)定級配碎石層+面層瀝青混凝土的柔性結(jié)構(gòu)。 底層、基層水穩(wěn)層確保了路基的穩(wěn)定性，有利于適應路基的不均勻沉降和變形，能有效解決堤頂路面出現(xiàn)裂縫或斷裂問題?；鶎铀喾€(wěn)定級配碎石層，以及面層瀝青混凝土均采用振動碾施工，能極大地提高施工速度，且結(jié)構(gòu)簡潔、合理、適用，瀝青路面碾壓成型后，堤頂路面可立即投入防汛道路通行和使用。在瀝青混凝土路面邊緣， 采用預制三角棱柱護肩，并在三角棱柱斜面植草，實現(xiàn)了生態(tài)環(huán)保和美觀功能。