层山安全区围堤工程软基处理措施分析

2010-03-15李琼

湖南水利水电 2010年6期

李琼

（湖南水利水电工程监理承包总公司长沙市 410007）

1 工程概况

层山安全区位于钱粮湖南垸内，行政隶属岳阳市君山区。钱粮湖垸属于洞庭湖24个蓄洪垸之一，位于东洞庭湖西岸，北抵墨山，南临藕池河，西靠南山和华容护城大垸。蓄洪范围包括新生垸、钱粮湖农场、新华垸、团洲垸、新太垸。全垸堤线总长143.39km，保护面积422.60 km2。其中耕地面积2.39万hm2（35.9万亩），辖18个乡镇，229个行政村。据2004年调查，蓄洪垸内人口21.85万人。

层山安全区内固定资产21.25亿元，国民生产总值11.9亿元。层山安全区围堤工程是洞庭湖区三垸蓄洪工程的重要组成部分，是洞庭湖三垸蓄洪工程选定的先期实施的试点项目。规划安全区面积14.24km2，围堤总长29.094km，其中新建堤防长度为12.394km，加固堤防16.70km，安全区新建穿堤建筑物8座，重建穿堤建筑2座，工程等级为3级。工程投资2.15亿元。

2 工程地质

层山安全区地处东洞庭湖西部，华容河及狗尾巴河南岸，地貌类型为典型的河湖像冲湖积堆积平原，地势总体西高东低，区内大部分为平坦开阔田地，地面高程一般（26～28）m，层山镇总场部一带1km2范围内零星有孤丘山冈分布，地面高程（30～42）m，最高处位于层山镇块石料场，高程66m，相对高差约40m。华容河在区内自西向东流入东洞庭湖，其中罐头尖灌溉闸上游南支为狗尾巴河，河道蜿延曲折，宽度（50～120）m，外滩宽度（5～30）m，外滩高程一般（25～29）m。

区内除局部地段出露少量基岩外，主要发育第四系湖积、河流冲积和人工堆积层。工程区内地层岩性上部主要为第四系冲湖积（Q4al+1）粉质粘土、粉质壤土、淤泥质粉质粘土为主，局部夹砂壤土及粉细砂，软塑-可塑状，属中-高压缩性土；夏布以中更新统冲积层（Q2al）粉质粘土、粘土夹粉质壤土透镜体，可塑至硬塑状，中等压缩性，其承载力较高；底部为（Q2al）灰绿色，灰黄色砂卵石层与粉细砂层，埋深一般（15～20）m。

工程区存在的主要工程地质问题为渗透变形问题、软土变形问题以及堤岸稳定问题，必须针对不同的地质问题采取相应的工程处理措施。

3 堤防软基处理措施

新建堤防线范围内发育有淤泥质土和软塑状粘性土两类软弱土层，其埋深均较浅，可能产生不均匀沉降变形及抗滑稳定等工程地质问题。根据地质勘察结果，存在软土地基的堤段有2+530～3+070、5+730～7+250、7+250～9+000、10+785～12+394共4段总长5.189km，占新建堤防总长的52.6%。

本工程针对软基段的不同特点，软基处理分别采用塑料排水板加反压平台、土工格栅加反压平台和换填方案。

（1）对于软基较厚的6+590～7+250、8+390～9+000、10+785～12+394共3段采用塑料排水板加反压平台方案，处理段长2879m，占软基处理段的55.5%。塑料排水板布置范围为堤身以下，采用SPB—ⅠB型塑料排水板。根据软土层的固结特性和工期要求，拟定的排水板间距在（1.4～1.6）m之间，正方形布置。排水板最大深度根据排水板间距，边坡滑弧位置等因素经反复试算确定。水平排水体采用砂垫层，层厚0.4m。反压平台厚（2～3）m，内外宽均为15m。

（2）对于软基位于表层且厚度小于2.0m的5+730～6+360段，软基处理采用换填方案，处理段长630m，占软基处理段的12.1%。换填开挖基面宽度为堤防堤脚线以外1.0m，开挖换填深度为软基层以下0.2m，开挖临时边坡为1∶2。

（3）对于软基较薄的2+530～3+070和7+250～8+390段，软基处理采用土工格栅加反压平台方案，处理段长1680m，占软基处理段的32.4%，土工格栅采用高强度单向土工格栅TGDG35，纵向极限抗拉力≥35kN／m，5%伸长率时的拉应力≥20kN/m，土工格栅布置两层，横向铺至堤内外脚以外5m，上下层土工格栅接缝应错开，距离不小于50cm，搭接长度不小于30cm。反压平台厚（2～3）m，内外宽均为15m。

4 各堤段软基处理实施情况

（1）各堤段软基处理完成工程量统计见附表。

附表各堤段软基处理完成工程量

（2）三种处理方案分析比较。

层山围堤工程建设软基处理中针对软基段的不同特点，分别采用了不同的方案。地基处理方法上的三大类措施在此都得到了应用。从上表可以看出，换填方案造价最高，达到7300元/m，塑料排水板和土工格栅方案相对较便宜，虽然因各中标单位报价不同有较大的差别，大致在（800～2000）元/m之间。插设塑料排水板和铺设土工格栅需用机械设备较少，施工进度快，受天气变化的影响较小。土料置换需用机械设备较多，且受天气变化的影响较大，施工难度相对要大得多。

5 工程实施效果

层山安全区围堤工程从2008年10月开工至今快两年了，其中软基处理完成于2009年4月，大堤主体已于2009年基本完成。通过我们1年多来的观测证明，软基处理的三种方案，置换，土质改良（插设塑料排水板）和加筋（铺设土工格栅），在层山围堤工程建设中都取得了预期的效果。新修建的近10km大堤经过两个汛期的考验，没有一处出现滑坡塌陷现象，为今后类似的大面积、大工程量的软基处理工程建设提供了可资借鉴的经验。