防洪堤堤线布置和堤基防渗问题探讨

　 1、前言
　　随着工农业生产的快速发展，防洪问题对国民经济的影响及可持续发展的制约越来越突出，特别是淮河、长江两大流域相继发生特大洪水后，更是引起国家和各级政府部门的高度重视，引发了新一轮的水利建设热潮，尤为各级防洪工程的投建。对于每个工程技术人员来说，如何采取合理、有效的措施，确保各项防洪工程的安全、经济，都是需要深思熟虑的问题。
　　本文就防洪堤建设设计堤线布置和堤基防渗处理谈谈自己的看法，以供参考。
　　 2、防洪堤堤线布置和选择
　　防洪堤堤线布置和选择的优劣，直接关系到整个工程的合理性和建成后所发挥的功用，尤其对工程投资大小影响重大。堤线布置和选择时，应根据防洪规划，地形、地势、地貌和地质条件，结合现有及拟建筑物的位置、型式、施工条件和河流历史演变，充分估计下伏层地质状况，经过技术和经济比评后综合分析确定。
　　2.1在地形地势上，应避开淤滩泛滩、崩岸、沉积等原因形成的地带，这些地带从实地看一般略高，原为河道过水的一部分，其下伏地层一般由淤泥、砂、卵砾层组成，透水性强，层土较为松散，稳定性低；开挖、压填或防渗处理工程量大，从投资上和处理难度上均不可取。而处于河岸边的阶地，从实地看一般较高，一般粘性土覆盖层较厚，地势较高，土层密实，可考虑作为新筑堤的基础。
　　2.2在地貌上，由于河堤一般紧排居民集居地，改变堤线比较困难，因此在堤线选择上，既要注意结合堤型的选择，尽量做到少占耕地少拆迁，又要结合防洪留有适当余地，根据河流制导线要求，布置留有适当宽的滩地。由于占地拆迁费用很大，牵扯多，处理复杂，往往会导致工程开工困难和工期拖延，故堤型的选择极为重要。按照因地制宜、就地取村原则，结合地形、地势和地质状况，选择合适的堤型，如斜坡式堤、直挡墙式堤或直斜复合式堤等，同时考虑采用加筋土、挡墙式、沉箱式等工程技术措施使得堤型和堤线布置均可行。
　　2.3堤线布置时，应进行实地踏勘，翻阅历史记载，深入实地集居地调查收集洪灾资料，对河道的历史演变、改道、泛滥情况进行充分的调查，尽量能避免穿越故河道和历史泛滥区，从而减少堤基处理措施，节省投资。
　　 3、防洪堤基础防渗处理
　　堤线布置选择主要是根据防洪规划和保护对象的要求，或历史形成的，对堤防基础条件好坏考虑较少，加上堤防工程面广线长，什么基础都能碰到，而国家资金的投入有限，故堤防基础处理困难是比较大的。
　　堤基的土层结构及各土层厚度、水文地质状况，还有需加以探明的天然暗沟和动物巢穴（如白蚁洞）等，决定了防洪堤的防渗处理方案。针对建于河岸边的大多数防洪堤的堤基，地层性质为沉积（或冲积）土形成，地层多以砂层和卵砾石层为主，土层结构由粘性（或砂性）土、淤泥、砂、卵砾构成的复杂地基。以下就谈谈对此类堤基的防渗处理：
　　3.1对于相对不透水层埋藏较深、透水层较厚的堤基，当临水侧有稳定滩地时宜采用水平防渗处理，一般是采用铺盖的方法；当临水侧滩地难以满足设铺盖时，也可考虑采用粘性土截水槽或建造地下截水墙方法；以上两种方法均是起到延长渗径，减小水头压力作用，使堤防难以达到稳定渗流，从而保护堤防安全。铺盖防渗是国内外常用的方法，如长江无为大堤中的惠生堤是用长度30m的粘土铺盖防渗，经多次洪水考验，卓有成效。
　　3.2对于由粘性土、砂卵砾构成的浅层透水堤基，宜采用粘性土截水槽或其他垂直防渗措施截渗。此类堤基结构一般为上部堤是较厚的粘性土层，中间为砂或卵砾石强透水层，下部为相对不透水层，形成双层地基，其破形成主要有以下两种：
　　3.2.1地面上部粘性土层破坏，堤内地下水潜伏，渗透破坏表现为管涌、沸砂。
　　此类破坏多发生于堤后池塘、沟渠或耕植土深挖处，需进行填塘固基处理。
　　3.2.2有粘性土盖板情况下，堤内地下水为承压水。由于河床较深，与堤基强透水层相通，当洪水期时水位抬高，压力增大，粘性土顶板遭冲决而产生激涌、沸砂和地表塌陷。
　　此类破坏一般是由于粘性土盖板较薄，承压水头太大引起的。如漳州市保护市区的石堤堤段，全长2.175公里，1986年以前石堤后的澄观道居民区，一来洪水就到处发生管涌沸砂，虽经填堵和设置减压井，及未能解决问题，1985年发生洪水（约相当于十年一遇）时连离堤脚100多米的水井仍然冒水出流。1986年在堤基下构筑高压喷射混凝土防渗墙，桩号0+000～0+760为悬挂式，0+760～2+175为封闭式（即防渗墙构筑至不透水层），原来严重漏水段（1+100～1+300和1+400～1+800）在构筑防渗墙后，堤后漏水已得到解决，严重漏水段（0+150～0+300）堤后漏水情况也得到大大改善，运行至今效果良好。
　　3.3对于由粘性土或淤泥、砂、卵砾构成的深层透水堤基，宜采用堤后压载、设排水减压沟或减压井等措施，使得堤基渗出口渗透坡降小于允许渗透坡降。当表层弱透水层较厚时，宜采用堤后压载；当表层弱透水层较薄时，可考虑采用减压沟或减压井。如安徽长江同马大堤，透水层厚达100m，表层为弱透水层，为了保护大堤，在汇口、乔墩、朱墩、甘家桥四段采用减压井处理，共设67口减压井，已运用多年；而采用堤后压载的就更多，如长江和淮河堤防就多处采用堤后压载，都取得预期的效果。
　　减压沟（井）始建工程量小，但管理维护工作量大，特别是减压井容易淤堵，洗井费用很高；堤后压载始建时工程量大，有时铺盖料要经过远程运输，费用较大，但管理维修容易。故应根据具体堤防的实际情况，经过全面论证，选择经济合理的处理措施。同时，通过经济技术比评还可结合其他工程措施如采用悬挂式防渗墙一起来处理堤防防渗。如保护漳州市区的康山土堤的防渗加固：
　　该段土堤建成于1961年，堤身高度5～7m，堤身蚁穴隐患多，堤身较为单薄，堤基渗漏严重。1984年曾挖蚁穴21处，并在做劈裂灌浆时下了666药粉，但仍杜绝不了，常是此灭彼生。从堤基的地质资料揭示，堤基属冲洪积和淤积层，由透水性强的砂土层、砂层和卵石层组成，堤基强透水层达16～24m，因修建堤防时，未对地基作适当处理，汛期外江水位上涨，堤内便发生不同程度的渗透管涌。为了使堤防能抗御百年一遇洪水，除需加厚堤身外，应特别处理好堤身及堤基的渗漏问题，并杜绝白蚁繁殖生灾。经过方案比较，确定采用设置减压井和构筑射水法悬挂式混凝土连续防渗墙相结合的处理方案，首先在漏水严重地段的堤后设置减压井以降低渗流渗出口渗透坡降，同时在堤的迎水坡上穿过堤身构筑射水法悬挂式混凝土连续防渗墙以增长渗径，有效地切断白蚁取水通道而杜绝白蚁隐患，经过渗流计算时，当防渗墙进入堤基长度足够使堤基渗出口渗透坡降小于允许渗透坡降时，堤后就不产生管涌砂沸，故能有效地解决堤身和堤基的防渗问题。而且施工机械化，工效快、技术上有把握。
　　 4、结束语
　　4.1笔者认为，防洪堤是保护国家和人民生命财产的生命线工程，堤线长，保护范围广，工程和资金投入巨大。因此，堤线的布置和选择应经过充分论证，经过各方面的综合比较，才能达到最经济、安全和合理。
　　4.2其次，防洪堤堤基防渗是堤防建设的一个关键问题，要根据堤身堤基的历史现状，通过勘探全面了解堤基组成和各土层情况，通过经济技术比较，采取合理、有效和经济和处理措施。
　　总之，堤防工程建设关系重大，不仅在堤线布置和堤基防渗问题处理上，其他各方面我们也得从为国家和人民利益出发，认真、细致做好每一项工作。