導滲盲溝施工技術(shù)在蒙洼蓄洪區(qū)堤防除險加固工程中的應用

張 忍 張誦彥

一、工程概況

蒙洼蓄洪區(qū)位于安徽省阜南縣境內(nèi)，淮河干流洪河口以下至潁上縣南照集之間，南臨淮河，北臨蒙河分洪道，由淮河左堤、蒙河分洪道右堤、王家壩進洪閘和曹臺子退水閘構(gòu)成蓄洪圈堤。

圈堤總長94.3km，其中淮堤長50.5km，蒙堤長43.8km。堤臺結(jié)合段長62km，單堤段長32.3km，單堤段寬6m，邊坡1 ∶3。堤后導盲溝處理共分兩段：樁號為M4+818～M4+916 長98m；M36+700～M41+000 長4300m；總長4398m。

二、工程地質(zhì)條件

蒙洼蓄洪區(qū)始建于1951年11月，1953年7月建成。近70年來王家壩閘13 個年份16 次開閘蓄洪。汛期受高水位滲透、浸蝕影響，蒙堤堤基出現(xiàn)滲透并存在防洪安全隱患，需要對堤防進行除險加固。2003年9月30日，水利部淮河水利委員會對安徽省淮河干流蒙洼蓄洪區(qū)堤防加固工程初步設計進行批復。2005年9月，對該滲水堤段進行了加固。加固措施：①堤身加高培厚；②堤身及地基滲透穩(wěn)定處理。堤身填土多來源于大堤內(nèi)外兩側(cè)，其土性一般與附近的表層土接近一致，一般多為壤土組成，其中M4+818～M4+916 及M36+700～M41+000 兩段導盲溝由中輕粉質(zhì)壤土組成，其他地段多為重粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)粘土。

三、方案比選

工程實施前蒙洼堤防防洪能力不足10年一遇，堤防險工險段居多?；吹滩糠值潭瓮鉄o灘地，內(nèi)有深塘，迎溜頂沖段居多。蒙堤部分單堤段斷面嚴重不足，且滲水、縱橫裂縫時常發(fā)生，如不及時除險，極易導致大的險情發(fā)生。

根據(jù)鉆探資料，蒙堤單堤段土質(zhì)多為粉質(zhì)壤土及粉質(zhì)粘土，堤防為20世紀50年代人工挑抬筑堤，硪實程度不夠。經(jīng)過70年的反復運行，孔隙率過大，滲水嚴重。如采用水泥土攪拌樁垂直截滲處理，投資過大且不實用。通過比較，采用堤頂2×2m（2 排孔距2m）梅花型布置的粘土灌漿處理，M4+818～M4+916 及M36+700～M41+000 段堤后再做Y 型導滲盲溝處理。

四、堤后導滲處理方案

蒙洼圈堤堤后導滲處理段分兩段，均位于蒙堤段。 樁號為M4+818～M4+916 段， 長98m；M36+700～M41+000 段，長4300m。

（一）材料

1.砂料：導滲選用細度模數(shù)MX不小于30 的粗砂。

2.瓜子片：瓜子片粒徑5～20mm。

粒徑級配、含泥量以及泥塊含量檢測成果如表1。

表1 導滲工程施工用砂、瓜子片檢測試驗成果表

3.Ф200 加勁軟式透水管：該施工段需透水管約8000m。加勁軟式透水管材料的物理性能、水力學性質(zhì)、力學性能、耐久性能等各種技術(shù)參數(shù)的檢測成果如表2。

表2 導滲工程用加勁軟式透水管檢測試驗成果表

（二）施工方法

1.測量放樣

根據(jù)GPS 固定水準點，對所在導滲盲溝施工地段進行測量放樣工作。將GPS 固定水準點引測至各施工地段，組成平面高程控制網(wǎng)點，并貫穿于整個施工區(qū)。測放出各施工地段斷面樁號，其中M4+818～M4+916 段為內(nèi)側(cè)壓滲蓋重下導滲盲溝，在堤內(nèi)側(cè)距堤腳2m 外護堤地，測放長度98m、上口寬1.3m、底寬0.5m 縱向盲溝，后沿縱向盲溝按20m 間距，測放6 條長度約為80m、上口寬1m、底口寬0.5m橫向盲溝，再沿橫向盲溝末端測放長度98m、上口寬1m、底口寬0.5m 縱向排水明溝，然后測量出各施工段斷面樁號和地面高程。M36+700～M41+000 段為堤后導滲盲溝，按30m 一個斷面，量出堤防二平臺以下堤坡，各Y 型貼坡反濾盲溝、貼坡反濾縱溝及堤后護堤地縱、橫向溝軸線。按照施工圖要求，從Y型貼坡反濾盲溝、貼坡反濾縱溝軸線向兩側(cè)量出盲溝，寬為1m 溝口邊線和0.5m 溝底邊線，從堤后護堤地縱、橫向溝軸線，向兩側(cè)量出1.3m 的縱向溝和1m 橫向溝口邊線，各0.5m 溝底邊線，然后測量出各施工段斷面樁號和地面高程，根據(jù)堤防二平臺高程及堤基高程，確定Y 型貼坡反濾盲溝的坡面長度。

2.盲溝開挖

導滲盲溝的開挖技術(shù)標準：M4+818～M4+916 段內(nèi)側(cè)壓滲蓋重下導滲盲溝，按照已放樣的溝口和溝底線，在堤后護堤地開挖縱、橫向盲溝。其中沿堤腳開挖1 條98m 長縱溝，上口寬1.3m，溝深0.8m，底寬0.5m，邊坡1 ∶0.5；沿縱溝方向開挖長約80m橫向溝，間距20m（最后1 條間距18m），上口寬1m，溝深0.5m，底寬0.5m，邊坡1 ∶0.5，再沿橫向盲溝末端開挖長度98m，上口寬1m、底口寬0.5m，邊坡1 ∶0.5 縱向排水明溝。M36+700～M41+000 段堤后導滲盲溝，需開挖Y 型貼坡反濾盲溝和堤腳護堤地縱、橫向盲溝。先在距堤腳至二平臺以下范圍內(nèi)的坡面上，開挖Y 型貼坡反濾盲溝，上口寬1m，溝深0.5m，底寬0.5m，邊坡1 ∶0.5。其中二平臺堤肩反濾縱溝（長4300m）斷面尺寸亦為上口寬1m，溝深0.5m，底寬0.5m，邊坡1 ∶0.5。后沿堤腳護堤地開挖4300m 縱向溝，縱向溝斷面尺寸上口寬1.3m，溝深0.8m，底寬0.5m，邊坡1 ∶0.5，沿4300m 縱向溝開挖長20m 橫向溝，間距30m，上口寬1m，溝深0.5m，底寬0.5m，邊坡1 ∶0.5，Y 型貼坡反濾盲溝與堤腳護堤地橫溝及縱溝相通。

導滲盲溝開挖方法：M4+818～M4+916 段內(nèi)側(cè)壓滲蓋重下導滲盲溝僅需開挖堤腳護堤地縱、橫向盲溝。施工地段平整，宜采用機械開挖后人工整理施工方法，將挖掘機定位后沿已測放盲溝底口線開挖，嚴格控制挖掘機開挖深度，堤腳護堤地縱溝開挖深度為55～60cm，堤腳護堤地橫溝和縱向排水明溝開挖深度均為30cm。挖掘機開挖土方完成后，立即組織人員對盲溝進行人工整理，直至符合施工圖要求。M36+700～M41+000 段堤后導滲盲溝，需開挖Y 型貼坡反濾盲溝和堤腳護堤地縱、橫向盲溝，采用機械開挖后人工整理，并由兩端向中間進展的方法進行施工。由于施工地段部分開挖范圍在二平臺堤坡，施工機械采用EX55 型履帶式挖掘機，先開挖Y 型貼坡反濾盲溝，后開挖堤腳護堤地縱、橫向盲溝。將挖掘機定位后沿已測放盲溝底口線開挖，嚴格控制開挖深度。開挖深度Y 型貼坡反濾盲溝與堤腳護堤地橫溝均為30cm，堤腳護堤地縱溝為55～60cm。開挖土方完成后，立即組織施工人員對盲溝進行人工整理，沿盲溝上口線鏟坡開挖至溝底，再掛線對盲溝上口、邊坡和底口仔細整理，清理溝內(nèi)浮土，溝上口、底口、深度尺寸符合施工圖要求，溝底、坡面平整。

3.反濾層、排水設施鋪設

導滲盲溝開挖完成后報監(jiān)理檢查驗收，驗收合格后，即鋪設反濾料。堤坡面及堤腳地面因開挖給人工輸送砂石料到基坑造成不便，計劃每個施工隊鋪設約長10m 跳板5～10 個，方便施工人員挑抬砂石料行走。具體做法是：M4+818～M4+916 段內(nèi)側(cè)壓滲蓋重下導滲盲溝，僅需在堤腳護堤地縱、橫向盲溝鋪設瓜子片，堤腳導滲縱溝鋪設瓜子片至50cm 厚、堤腳導滲橫溝鋪設瓜子片至10cm 厚時，即可在堤后護堤地縱、橫溝內(nèi)均埋設一道Ф200 的加勁軟式透水管。M36+700～M41+000 段堤后導滲盲溝，需在Y 型貼坡反濾盲溝鋪設粗砂和瓜子片，堤腳護堤地縱、橫向盲溝鋪設瓜子片，Y 型貼坡反濾盲溝內(nèi)先鋪設10cm 厚粗砂，施工時采用木模板加撐固定溝邊坡粗砂，粗砂由溝坡面兩邊向上延伸20cm 高度，其厚度為10cm，中間鋪設20cm 厚瓜子片，后撤去木模板。堤腳護堤地縱、橫向盲溝鋪設瓜子片，堤腳導滲縱溝鋪設瓜子片至50cm 厚、堤腳導滲橫溝鋪設瓜子片至10cm 厚時，即可在堤后護堤地縱、橫溝內(nèi)均埋設一道Ф200 的加勁軟式透水管。透水管連接方法：（1）加勁過塑4.5mm 鋼絲用氧焊連接；（2）透水管過濾土工布先用細尼龍線縫合，后用粘合劑黏接過濾土工布連接處和針孔部分；（3）透水管連接處重合部分不小于20cm；（4）連接完成后檢查透水管有無漏接，接縫是否無燙、無褶皺，鋪設是否平順。軟式透水管除出水口外，末端先剪去一段加勁過塑鋼絲，然后將土工布用尼龍細繩或細鐵絲捆扎處理。軟式透水管連接完成檢查準確無誤后，方可繼續(xù)回填瓜子片至地平面。反濾層鋪設時，應使濾料處于濕潤狀態(tài)，以免顆粒分離，并防止雜物或不同規(guī)格的料物混入，保證層次清楚，互不混雜，飽滿；分段鋪筑時，應將接頭處各層鋪成階梯狀，防止層間錯位、間斷、混雜。

4.回填

完工檢查無誤后，報監(jiān)理工程師驗收，驗收合格后，進行土料回填履蓋。土方回填土塊最大落高不得大于300mm，并采用人工夯實。

五、結(jié)語

在對蒙堤兩處滲透堤段作導滲盲溝處理的同時，為保障堤身安全，實施堤身灌漿處理。蒙堤導滲盲溝施工完成后，淮河流域在2007年和2020年分別出現(xiàn)大洪水，蒙洼蓄洪區(qū)兩次蓄洪。通過蓄洪檢驗，蒙堤堤基導滲盲溝處理效果顯著，堤基滲水、滲漏險情消除。特別是2020年汛期，王家壩水位達29.75m，超保證水位0.45m 時，蒙堤內(nèi)外水位差7m 多時也未發(fā)生滲水現(xiàn)象，蒙洼圈堤加固導滲盲溝處理工程取得了重大效益，確保了人民群眾的生命財產(chǎn)安全■