河堤整治加固技术研究
2016-05-30陆若靠
陆若靠
【摘要】河堤是用来抵御洪涝、保护沿岸及下游人民生命财产安全的重要水工建筑物。为了保持河堤防护能力并适应经济发展与人口增长的需要,必须针对其病险隐患情况进行整治加固,本文对相关问题进行了分析。
【关键词】河堤;整治加固
1、防渗加固技术与常用类型
1.1 河堤防渗加固原则
控制渗透破坏,无外乎“排、压、防”和“前堵后排”的原则。“排”就是在提防背水侧采用减压排渗措施;“压”是在背水堤脚设置盖重;“防”是采用防渗措施,包括水平防渗和垂直防渗措施,以消减水头、延长渗径和阻止渗漏。由于“防”多布置在堤前一侧,“排”主要在堤后侧,所以又有“前堵后排”的说法。
1.2 水平防渗
这种方法主要是在河床上采用粘土铺盖、放淤及前戗压台。由于河堤不同于水库的土坝,河床上铺筑粘土铺盖或放淤吹填容易受到洪水冲刷,效果不如土坝有效,但作为一种比较经济的方法,如果河床冲刷不严重,也可考虑。在临水侧采用透水性差的材料填筑的土平台称为前戗,主要作用是降低背水侧出逸比降及补强堤身隐患,其顶面高程应≥(设计洪水位+1m)。
1.3 垂直防渗
垂直防渗是比水平防渗更高效的方法,主要通过在堤身、堤基部位设置防渗帷幕或防渗墙来达到截断渗流的目的。根据防渗帷幕或防渗墙的深度,分为全封闭、半封闭和悬挂式三种做法。全封闭要将防渗墙做到不透水层,虽然防水效果最好,但工程量大,而且由于截断了地下水层,可能对地下水的流通产生不利影响。半封闭是将防渗墙做到浅层不透水层,不影响地下水的流通,而且防渗效果也比较有效。悬挂式防渗墙防渗效果不如前两种,主要作用是延缓渗透破坏。按材料、工艺分为多种方法,如灌浆、深层搅拌桩、混凝土防渗墙、垂直铺塑等。每一种方法又可再向下细分,例如灌浆包括充填灌浆、劈裂灌浆、高压喷射灌浆等。选择垂直防渗方法主要依据地质结构和处理深度,例如深层搅拌桩一般用于软性土基,处理深度30m以内;高压喷射灌浆可处理含一定砂砾石的土层,处理深度可达70m;混凝土防渗墙可处理各类地层,处理深度更达80m。劈裂灌浆用于土堤的防渗效果很好,尤其是填筑质量差及含大量陷坑、蚁鼠洞等隐患的堤坝,造价低,工效高。
1.4 减压排渗
正如上一节所述,要做到完全截渗既不经济,也不现实,在一定截渗的基础上采用减压排渗措施更为有效。通常,设置减压沟、减压井、浅滤沟、排水沟等措施,以便及时排除渗水,降低渗透压力。减压沟必须深入强透水层内0.5m以上,沟底布设穿孔集水管,沟内回填筛选过的粗砂砾石滤料。当堤基弱透水层达3~4m以上时可设置减压井,井内安置多孔井管,管壁与井壁之间回填粗砂砾石滤料,井口上沿设置V型堰口、控制阀等配件。堤身下有浅薄层强透水层时,可设置浅滤沟、排水沟,沟内设置排水管,并回填粗砂砾石滤料。
1.5 堤后盖重
在堤后设置压土平台,也称为盖重或后戗平台。通过设置压土平台可消除堤后地面沙沸管涌等现象。一般就地取材填筑,土台厚度应确保压重超过承压水的压力,宽度应覆盖整个渗流区域。
2、加高培厚技术与施工方法
2.1 加高培厚及堤身断面确定
提防加高培厚应根据《防洪标准》(GB 50201-2014)、《提防工程设计规范》(GB 50286-2013)及其他相关规定确定。加高值可根据提防工程的重要程度先确定防护等级和防洪标准,再确定安全加高值;培厚可根据提防安全稳定性的计算结果确定。以某提防整治加固为例,防洪标准为20年一遇,防护等级为Ⅳ级,安全加高值为0.6m;堤身在原土堤断面基础上加高培厚,堤顶宽3.5m,迎水坡和背水坡坡度分别为1:2.25和1:2.0。迎水坡脚建浆砌石齿墙,下部坡面铺砌浆砌石,上部坡面人工贴草皮护坡;背水坡脚先砌筑干砌石挡墙式反滤体,坡面由人工贴草皮护坡;堤顶铺设混凝土防浪墙和混凝土路面。
2.2 堤身填筑
堤身填筑前应先清理堤基,包括清除表土、平整堤基,然后开挖浆砌石齿墙基础,再砌筑齿墙。基面清理时应将范围扩大至设计边线以外的50cm处,以确保新旧堤结合良好。清基之后填筑堤身。一般应分层填筑,松铺层厚度控制40cm左右,并且铺料时铺至设计边线外侧30cm处。碾压设备可采用振动式碾压设备,严格控制行车速度、碾压遍数和压实厚度。压实度应达到90%以上。土料应控制含水率在最优含水率±3%范围内。
3、河堤护坡、护岸技术
3.1 护坡、护岸的作用与类型
护坡、护岸的作用除了保護堤身免受水流、风浪冲蚀以外,还有美化堤身的效果,因而河堤整治加固很少不施工护坡或护岸的。常见护坡、护岸类型包括浆砌石护坡、石笼护坡、喷射混凝土护坡、植树种草护坡、现浇混凝土板护坡、沥青护坡、丁坝挑流护岸、重力墙护岸、石笼墙护岸、生态护岸等。下面以浆砌石护坡和三维植被网护坡为例说明。
3.2 浆砌石护坡
浆砌石护坡是最常见护坡形式之一。按其施工方法分为灌浆法和座浆法两种。灌浆法是在砌好石块后,再将砂浆灌入石缝中;而座浆法在砌筑过程中放入砂浆,并在砂浆面上放置石块。比较起来,座浆法施工质量更好。砌筑时,要错缝、平整砌筑、大面向下,铺浆要均匀,座浆要稳定,勾缝应在砌筑24h后,勾缝深度应大于缝宽2倍以上。湿水养护应达到14d以上。
3.3 三维植被网护坡
三维植被网护坡是生态护坡中的一种形式,过去多用于公路与山坡的保护,现在也用于河堤护坡。三维植被网在制造过程中形成三维立体网状结构,内部可充填土壤和草籽,结合了普通草皮与土工网的优点,比传统草皮护坡抗冲能力强、附着牢固,造价仅为硬质护岸的1/3。施工工序包括边坡处理、铺网、覆土、喷播草籽、覆盖无纺布、养护等。
4、结语
河堤整治加固涉及渗透控制、防洪排涝标准、美化城市、生态环保等众多因素,要将各个因素完美地结合在一起并非易事,需要水利工作者针对不同的地质条件开展深入细致的调查取证和研究分析,制定科学合理的方案,再加上精心施工和管理,则必能圆满完成整治加固任务,为城市人员提供安全、可靠、美丽的河堤。
参考文献:
[1]曾玉辉. 堤围加固工程中的施工技术[J]. 珠江水运,2013(S1):44-45.
[2]李春燕,付红颜. 堤坝防渗加固措施方案的选择与应用[J]. 治淮,2016(5):43-44.