堤防工程技術(shù)在防洪搶險(xiǎn)中的應(yīng)用*

胡小龍，高麗文

（1.長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430000；2.長江水利委員會(huì)長江科學(xué)院，湖北 武漢 430000）

我國國土面積較大且水資源相對(duì)豐富，部分地區(qū)在遭受暴雨、冰雪速融以及臺(tái)風(fēng)等天氣變化時(shí)會(huì)出現(xiàn)洪水災(zāi)害，為了人民的生命財(cái)產(chǎn)安全及地方穩(wěn)定，就要求地方政府科學(xué)部署防洪搶險(xiǎn)工作。要積極利用區(qū)域水利工程中的防洪因素，特別是依靠堤防工程來抵御洪災(zāi)，而部分堤防工程在較大洪水面前還有滲水、管涌等危險(xiǎn)，因此在防洪搶險(xiǎn)工作中積極運(yùn)用堤防加固除險(xiǎn)工程技術(shù)，是保證區(qū)域安全的重要措施。

1 我國堤防工程在防洪工作中的作用及安全設(shè)置

在防洪工程體系中，堤防工程是最主要的組成部分之一，它能夠?yàn)閰^(qū)域地域洪水提供保障，優(yōu)化區(qū)域河道行洪能力，保障區(qū)域人民的安全。我國各地防洪工程體系較為完整，水庫大壩以及分洪與蓄洪工程、河道疏浚項(xiàng)目、防洪墻等結(jié)構(gòu)都是地方防洪的重要工程。而堤防工程最重要的目的就是防洪、護(hù)岸，因此在建設(shè)時(shí)需要結(jié)合區(qū)域防洪需求進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，而在防洪搶險(xiǎn)工作中更需要根據(jù)險(xiǎn)情采取加固與除險(xiǎn)技術(shù)措施來提升堤防安全，強(qiáng)化抵御洪水的能力。堤防工程的建設(shè)過程多為就地取材，各地根據(jù)需要與成本綜合分析情況使用泥土、砂土以及砂礫石等材料進(jìn)行施工，筑造而成的堤防工程，在長期防洪抗災(zāi)工作中需要多次修復(fù)加固才能變得更加堅(jiān)固、安全。堤防工程根據(jù)建材結(jié)構(gòu)不同可以分為土堤、石堤以及混凝土防洪堤等。近些年，一些國家還使用了鋁制可移動(dòng)防洪擋板結(jié)合堤防工程的防洪措施，效果也不錯(cuò)。多年的防洪歷史經(jīng)驗(yàn)，使我國各地形成了防洪體系，近年來，我國科技與經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，工程建設(shè)能力不斷加強(qiáng)，防洪體系工程建設(shè)的質(zhì)量也越來越高，對(duì)于堤防工程的安全超高值設(shè)置也越來越科學(xué)。根據(jù)水利要求，堤頂高度必須高出設(shè)定洪水的高度，在對(duì)長江、黃河等水系進(jìn)行研究后，對(duì)長江進(jìn)行了堤防工程堤身高度設(shè)計(jì)，平均高度為12m，最大高度為16m，超高值設(shè)定為2m；黃河堤防工程高度設(shè)定為7～10m，超高值為3m；淮河干流堤防工程高度平均為6～8m，而超高值設(shè)置為2m。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示我國60%以上的國土面積遭受過洪水威脅。人民的防洪抗災(zāi)需求較高，洪災(zāi)較為嚴(yán)重的地區(qū)集中在華南與華東地區(qū)，這些地區(qū)人口密集，工農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，洪災(zāi)對(duì)區(qū)域安全與經(jīng)濟(jì)發(fā)展威脅較大。為了控制洪災(zāi)問題，我國防洪工程與體系建設(shè)投資與政策支持力度較大，多年來也取得了一定的成效，長江流域的中下游區(qū)域已經(jīng)形成了一定規(guī)模的防洪體系，其中堤防工程是長江流域的防洪基礎(chǔ)，而三峽水庫是防洪骨干，結(jié)合地方支流水庫、蓄洪區(qū)以及河道整治項(xiàng)目等，整體防洪體系配合緊密、結(jié)構(gòu)完整，防洪排澇效果有目共睹。2016年汛期時(shí)的最高洪峰水位與沒有上游水庫防護(hù)條件時(shí)可能達(dá)到的最高洪峰水位對(duì)比圖如圖1所示。由圖1可知中上游水庫的防洪能力較強(qiáng)，且通過漢口河段水位與相應(yīng)河段的警戒水位相比可知長江下游地區(qū)的防洪壓力減小了。

圖1 2016年汛期時(shí)的有無堤防最高洪峰水位對(duì)比圖

2 堤防工程發(fā)生滲水問題的主要原因

堤防工程發(fā)生滲水容易產(chǎn)生堤防防洪能力下降、管涌、潰堤等問題，而堤防工程發(fā)生滲水問題的主要原因如下。

2.1 堤防工程堤身厚度不合理

在堤防工程施工建設(shè)中沒有根據(jù)歷史洪水情況進(jìn)行全面分析與預(yù)測，因此建設(shè)堤身時(shí)厚度不足，導(dǎo)致堤防結(jié)構(gòu)的整體防滲能力不足，在遭遇較大洪水時(shí)就會(huì)出現(xiàn)滲漏問題。

2.2 堤防工程質(zhì)量差

在堤防工程建設(shè)中材料防滲性能不足、施工質(zhì)量不佳以及施工人員技術(shù)水平較差等因素都會(huì)影響堤防工程的整體質(zhì)量，尤其是堤防工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了質(zhì)量問題時(shí)，就更容易發(fā)生滲漏水的問題，導(dǎo)致潰堤。

2.3 堤防工程外坡防滲漏結(jié)構(gòu)設(shè)置不足

有些堤防工程建設(shè)中施工管理人員對(duì)外坡的防滲認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致外坡沒有設(shè)置覆蓋全面、結(jié)構(gòu)厚實(shí)的黏土層，這樣就會(huì)嚴(yán)重降低堤防工程的整體防洪防滲能力。

2.4 堤防工程內(nèi)浸潤線高

由于堤防工程內(nèi)浸潤線是洪水期水流面與堤防工程內(nèi)坡交接線，在堤防工程設(shè)計(jì)時(shí)如果對(duì)浸潤線認(rèn)知不足，將導(dǎo)致后期洪水期浸潤線過高就會(huì)造成上方區(qū)域的防滲能力不足的情況，加速堤防滲水。

3 防洪搶險(xiǎn)工作中應(yīng)用的堤防工程技術(shù)

3.1 防洪搶險(xiǎn)工作中的地方滲水控制技術(shù)

如果堤防滲漏問題得不到適當(dāng)解決，滲漏很容易發(fā)展成為影響堤防工程安全的重大隱患。為了確保堤防工程的安全運(yùn)行，可以使用以下堤防工程技術(shù)來預(yù)防和控制堤防工程的滲水問題。

（1）采用溝穿法。在堤防的淹沒部分挖導(dǎo)流滲水溝，并在滲水溝中填滿粗砂和礫石，以加強(qiáng)堤防的排水

（2）滲透法。鑒于堤防厚度不足，堤防坡度大或洪水泛濫引起的滲水問題，在使用堤防工程進(jìn)行防洪搶險(xiǎn)時(shí)，有必要對(duì)堤防工程的堤防邊坡進(jìn)行加固。在堤防基礎(chǔ)工程加固的基礎(chǔ)上，采用堤防排水技術(shù)或堤防滲透平臺(tái)技術(shù)穩(wěn)定堤防工程，以降低堤防工程的水位，使堤防工程具有良好的滲透性。

（3）逆濾波法。用粗糙的礫石和礫石代替分布在堤防表面的濕土，并用塊石或土袋覆蓋粗糙的沙子和礫石，從而在堤防工程中形成不透水層，減少滲水危害的發(fā)生。

3.2 堤防工程技術(shù)在防漫溢中的應(yīng)用

當(dāng)洪水可能超過路堤頂部時(shí)，為了防止溢流和倒塌，應(yīng)在堤壩的頂部進(jìn)行加高。由于施工分支長度較大，需要適應(yīng)當(dāng)?shù)貤l件，在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行取材。主要的搶護(hù)方法如下：

（1）土米子埝。風(fēng)浪小時(shí)使用，黏性土壤，無雨。在臨水的坡肩0.5～1.0m范圍內(nèi)建立純土壤結(jié)。首先清除草坪和雜物的地面，然后進(jìn)行黏土層的壓實(shí)，頂面超過了預(yù)期的最大洪水位，坡度大于1∶1。

（2）土袋。用于風(fēng)浪大，難以挖土的場合。用編織袋、稻草袋和麻袋裝滿。在施工過程中，將80%的土壤裝在袋子中，袋子的嘴朝內(nèi)，袋子的嘴與茬口交錯(cuò)。按照1∶0.5的梯度放置，回填土夯筑后形成一定的反鏟。

（3）樁尖。難以挖土?xí)r使用，經(jīng)常使用樁尖。在路堤頂部從0.5～1.0m的地方排一排樁。用導(dǎo)線將樁固定在樁上后，樁體的直徑為20mm，還可以在樁后使用土工布、竹帶和MATS，并夯實(shí)回填物以形成土戧。當(dāng)路堤頂部狹窄時(shí)，可以使用間距為1.0～1.5m的雙排樁?？梢杂煤粚?shí)的材料粘貼兩個(gè)樁并填充土。兩排樁可用鉛絲或木頭固定。

3.3 堤防工程技術(shù)在管涌搶險(xiǎn)中的應(yīng)用

管涌是堤防工程嚴(yán)重滲水時(shí)出現(xiàn)的一種危害較大的險(xiǎn)情，管涌多發(fā)生于堤防工程的堤腳周邊或是洼地部分，如未能在管涌出現(xiàn)時(shí)對(duì)其進(jìn)行封堵，將進(jìn)一步對(duì)堤防工程造成破壞，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐傻谭拦こ痰目逅?。管涌主要是由于江河水位升高?dǎo)致水壓力增大，堤防工程的壩基（多為砂質(zhì)透水層）所具有的良好透水性，使得江河水能夠借助于高水壓力作用，在壩基中形成孔眼并滲出水流，長時(shí)間的水流作用將帶出孔眼周邊的砂礫等，并在孔眼周邊形成砂環(huán)。壩基將在持續(xù)流水的作用下，對(duì)堤防工程造成嚴(yán)重的損壞，進(jìn)而形成不同孔徑的管涌險(xiǎn)情。為保證堤防工程的安全運(yùn)行，需要將堤防工程技術(shù)積極的應(yīng)用于堤防工程的防洪搶險(xiǎn)中，針對(duì)管涌險(xiǎn)情的成因采取“上堵下排”的應(yīng)對(duì)措施，來保證堤防工程的安全運(yùn)行。“上堵”指利用土工膜制成的軟體來封堵堤防工程河道一側(cè)，用以切斷管涌的來源?！跋屡拧敝咐枚阎姆绞剑懦龇e聚于堤防工程壩基內(nèi)的水分，降低壩基的水位用以避免其進(jìn)一步對(duì)堤防工程壩基造成損害。

4 防洪搶險(xiǎn)工作中運(yùn)用堤防除險(xiǎn)加固技術(shù)的管控策略

4.1 把握好堤防加固的時(shí)機(jī)

防洪搶險(xiǎn)重于泰山，堤防加固的時(shí)機(jī)控制非常重要，一定要盡最大努力控制堤防的防洪能力，因此在汛期必須加大防洪巡視的頻率，強(qiáng)化堤防險(xiǎn)情觀察分析的管控力度，一旦發(fā)現(xiàn)有滲漏水問題就要采取措施進(jìn)行堵漏，并對(duì)堤防工程進(jìn)行加固。如果堤防工程本身存在質(zhì)量問題，就需要在非汛期采取措施進(jìn)行質(zhì)量強(qiáng)化，以提升堤防防洪能力。

4.2 保障堤防防洪搶險(xiǎn)技術(shù)人員的能力水平

堤防防洪操作技術(shù)具有專業(yè)性強(qiáng)、作業(yè)難度大且施工環(huán)境惡劣的特點(diǎn)，在堤防防洪搶險(xiǎn)施工作業(yè)中一定要選用技術(shù)過硬、不怕艱險(xiǎn)的技術(shù)人員，要根據(jù)堤防的防洪能力與汛期情況進(jìn)行綜合分析，對(duì)堤防搶險(xiǎn)技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交底與質(zhì)量控制培訓(xùn)，提升其技術(shù)操作的標(biāo)準(zhǔn)性，為堤防搶險(xiǎn)工作技術(shù)效果升級(jí)加碼。

4.3 強(qiáng)化堤防搶險(xiǎn)安全管理效力

堤防工程加固除險(xiǎn)工作技術(shù)操作中，一定要注意施工安全，由于防洪工作環(huán)境惡劣，尤其是超大洪水災(zāi)害來臨時(shí)，堤防加固除險(xiǎn)施工現(xiàn)場險(xiǎn)象環(huán)生，因此必須強(qiáng)化安全管理效力，同時(shí)要為堤防加固除險(xiǎn)施工人員配備完備的救生安全裝置。

5 結(jié)束語

總之，在我國防洪搶險(xiǎn)工作中積極應(yīng)用堤防除險(xiǎn)工程技術(shù)是保障區(qū)域抗洪效果的重要措施，在堤防工程除險(xiǎn)加固工作中，要根據(jù)實(shí)際險(xiǎn)情科學(xué)安排堤防搶險(xiǎn)工作，委派專人對(duì)區(qū)域防洪堤進(jìn)行針對(duì)性巡檢，一旦發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情應(yīng)及時(shí)采取科學(xué)的應(yīng)對(duì)措施，防患于未然，盡量減輕區(qū)域洪災(zāi)危害，為我國各地安定、平穩(wěn)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的保障。