三明市城区堤防工程水毁修复措施的探讨

邓义林

（福建省三明市堤防管理处 三明市 365000）

三明市城区堤防工程水毁修复措施的探讨

邓义林

（福建省三明市堤防管理处 三明市 365000）

堤防工程是改善河道水流条件，抵御洪涝灾害的工程措施。防洪堤多建于河道、溪流的两岸及灌溉受益区域，具有点多、面广、分散的特点。每年的雨季，防洪堤都要经受暴雨洪水淹没、冲刷的考验，因而容易受到损毁、坍塌造成水毁。文章分析了三明市城区防洪堤发生水毁的原因，探讨了堤防工程水毁修复措施的具体方法，可供施工人员借鉴。

堤防工程 水毁 修复措施 探讨

1 概 况

三明市位于福建省中部连接西北隅，是闽西北政治经济文化中心以及著名的山区园林文明城市。沙溪河自西南向东北穿越市区，上游有台江水电站，下游有斑竹水电站，城区防洪堤位于水电站库区内。三明市城区段防洪堤防洪标准按50年一遇（近期按30年一遇，以后将通过对上游水库的科学调度及河道清障等综合措施，使三明市区综合防洪能力仍能达到50年一遇）标准设防。三明市城区防洪堤经过千公里江堤建设、沙溪一期防洪工程建设、沙溪二期防洪工程建设，已建成的防洪堤总长为28.35 km。

三明市区防洪堤工程范围内均为第四系堆积覆盖，物理地质现象不发育，上部为淤泥质粘土、冲洪积砂砾卵石，下伏地层为侏罗系长林组凝灰质粉砂岩。岩土层自上而下分述如下：

①淤泥质粘土：灰、灰黑色，含少量有机质，稍具异味，摇震反映中等，韧性差，干强度低，饱和，软～流塑。厚度为（1.0～1.5）m。

②砂砾六卵石：褐黄、灰黄、灰黑色，卵石约为50%～65%，粒径一般为（10～40）mm，成分多为中风化状沉积岩及火成岩类为主，较硬；余为各粒级砂充填。饱和，稍密状态。厚度为（2.5～3.5）m。

③强风化粉砂岩：灰白、紫红、砖红色，块状结构，中厚层状，风化作用强烈、节理裂隙发育，裂缝面可见铁锰质浸染，岩芯多呈紧密砂土状，敲打易碎；局部夹薄层中风化粉砂岩；属极软岩，岩体破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

场地各类岩土物理力学指标及建议值见附表。

附表 场地各类岩土物理力学指标及建议值

2 三明市城区防洪堤的结构形式

三明市区沙溪流域防洪工程的防洪堤，其堤型根据堤线所处地形、地质情况，结合城市建设发展规划和当地建筑材料的分布情况，选取土堤和浆砌石堤两种堤型结构进行比较选择。经比较分析，原则上岸边空地较宽阔，堤身段面尺寸不受其他建筑物限制的堤段堤型选用土堤；对于堤内有建筑物，堤外河床宽度受限制的，同时需要考虑城市规划路堤结合的堤段堤型采用浆砌石堤。三明市城区防洪堤堤型采用复合式结构，即：下部为浆砌石堤驳岸，上部为土堤（草皮护坡）方案。 三明市城区防洪堤断面如附图所示。

附图 三明市城区防洪堤断面图 （单位：cm）

3 三明市城区防洪堤发生水毁的原因以及水毁修复的必要性

三明市城区防洪堤大部分隶属于千公里江堤建设项目，始建于1996～1997年期间，原设计防洪级别为3级建筑物，防洪标准为30年一遇，防洪堤堤型采用复合式结构，即：下部为浆砌石堤驳岸，上部为土堤（草皮护坡）方案。 该工程建成后运行至今，已有20年左右时间，浆砌石堤驳岸内部由于多年运行，排水系统淤堵，排水不畅，影响防洪堤的受力条件，造成损毁。

由于江滨路改造新建的砌石挡墙及台阶踏步等建筑物对防洪驳岸形成挤压， 改变了原有防洪堤驳岸的受力条件，造成驳岸结构受到破坏，导致防洪堤的损毁或损坏。

三明市区河流为山区性雨洪河流， 较大洪水多系锋面雨所致， 加之三明市城区防洪堤在沙溪河库区内，沙溪河河水涨落较为频繁，水位涨落高度约在（2.0～2.5）m左右。 防洪堤驳岸在外部水位骤降的影响下，堤内、堤外水位差过大，形成压力差，致使防洪堤驳岸堤身所承受推力骤然加大， 破坏了堤内部的原结构，洪水涨落急剧，汇流快、流速大、破坏力强，易造成驳岸崩塌。

三明市城区防洪堤建成以来，已出现过5～6次驳岸崩塌现象。由于驳岸的堤顶后侧区域设有河边休闲步道、景观设施、休闲设施及市政设施等建筑物，驳岸崩塌易造成上、下游休闲步道中断、景观缺失、城市排污受阻等现象，给附近市民生活通行、游客游玩等带来诸多不良的影响。因此，做好三明市区水毁防洪堤修复工作，使灾害损失减少到最低限度，是十分必要的。

4 三明市城区防洪堤水毁的具体修复措施

4.1 基础实施方案的比选

（1） 混凝土垫层基础。基础开挖（1.5～2.0）m，为防止堤脚受水流淘刷，基础开挖后设置混凝土垫层基础，混凝土垫层基础厚0.8 m左右，前后侧各宽出堤身0.5 m，混凝土基脚宽0.8 m，嵌入深0.5 m。混凝土垫层基础的优点为：基础的接触面比较平整，有利于上部结构向地基均匀传递荷载，基础的施工工艺比较简单。混凝土垫层基础的缺点为：对地质的要求较为严格，必须要开挖到砂砾卵石作为堤基持力层；围堰的施工难度大，开挖高度大，支护困难，容易引起渗水、塌坡，造成安全问题；抽水台班费用高，影响造价；如遇汛期施工，度汛方案难度大，影响工期。三明市城区防洪堤水毁工程位于库区内，常年水位高，流速大，修建围堰开挖基础的难度大。根据实际的水文地质条件，三明市城区防洪堤水毁修复工程不采用混凝土垫层基础施工。

（2） 抛石基础+钢筋混凝土承台。 挡墙底部为抛石基础。抛石基础抛填至（125.50～127.00）m高程。在抛石顶上设置4.00 m宽，0.60 m高的钢筋混凝土承台。 抛石基础+钢筋混凝土承台的优点为：用抛填的石块来置换沙砾层和土层， 可以提高基础的承载力，减少基础的埋深，同时不要修建围堰，减少工作量，施工简单，工期短。 抛石基础+钢筋混凝土承台的缺点为：因为淹没水深较深，造成抛石基础所需抛填的块石量较大，且抛填后所占用的河道面积较大，使河道行洪宽度缩小，严重影响河道行洪要求，阻碍河道的安全度汛，而且抛石的实际操作控制性差，实际沉降无法控制，造成抛石量的增加，影响造价。 结合实际的水文地质情况， 三明市城区防洪堤水毁修复工程部分使用抛石基础+钢筋混凝土承台。 如三明市沙溪防洪堤列西牌楼至春西阁段驳岸坍塌水毁修复工程，总共受损长度为38.9 m，堤顶区域有河边休闲步道、 景观设施、 休闲设施及市政设施等建筑物。 防洪堤坍塌水毁的范围不大， 施工的工作面受到场地的限制，无法使用较大的施工机械，考虑工程现场实际施工的条件，结方案比选后，采用抛石基础+钢筋混凝土承台。

（3）冲孔灌注桩基础+钢筋混凝土承台。冲孔灌注桩基础底部应伸入强风化砂岩基础内5.0 m，冲孔灌注桩设置为二排，沿河侧以850 mm的间距设置，后排采用隔桩布置，即间距为2 550 mm，冲孔灌注桩排距为1.98 m。上部采用钢筋混凝土承台，承台宽度为3.54 m，厚度为0.8 m，承台底部设置厚100 mm的混凝土垫层。冲孔灌注桩基础+钢筋混凝土承台的优点为：地面基本不会隆起或侧移，对周围建筑物和环境的影响小；适合各种类的土层，冲孔灌注桩嵌入基岩，地基的承载力、稳定性强，沉降量小；施工工艺成熟，相对安全可靠；机械化作业，施工简单，工期有保证；施工临时围堰可作为桩机施工平台，库区无需放水，电站可不停产，对社会、经济影响较小。冲孔灌注桩基础+钢筋混凝土承台的缺点为：桩机较为笨重，移动不方便，桩机对平台要求高，垂直度较差，容易造成偏孔、塌孔现象，而且偏孔后修正困难。三明市城区防洪堤水毁修复工程部分使用冲孔灌注桩基础+钢筋混凝土承台。如三明市市区翁墩防洪堤损毁修复工程，损坏影响长度约75.0 m，驳岸背后的道路挡墙及江滨路相继滑坡，其中直接滑坡长度为42.3 m，宽度为20 m，形成一个较为宽阔的场地。因淹没水深较深，抛投石块量较大，不易控制。结合场地的水文地质实际情况，采用冲孔灌注桩基础+钢筋混凝土承台。

4.2 土方开挖

开挖前，先根据各堤段的开挖和填筑量，以及各填筑分区对土料的要求，进行开挖总体规划，争取做到开挖渣不二次倒运，填筑料应满足设计要求，以节省工程造价和保证施工质量。土方开挖应尽量安排在枯水期进行，按自上而下、由外侧往内侧的开挖原则，土方开挖大部分采用1.0 m3反铲挖掘机开挖，采用后退法施工，开挖断面比较小的部分采用人工开挖。基础开挖的可利用料，开挖时就近堆放在堤线两侧，余料由8 t自卸汽车运往指定的弃渣场堆放，弃渣运距为2 km左右。

4.3 防洪堤堤身施工

承台上部堤身采用重力式挡墙结构，采用C20早强型商品混凝土埋石（埋石率≤20%），挡墙断面结构尺寸为：挡墙修复高度为（127.00～131.00）m高程。高为1.9 m，顶宽1.00 m，迎水面边坡为1∶0.05，墙背边坡为1∶0.45.墙背采用回填土进行夯实回填。挡墙墙身内部设置Φ75PVC排水管，采用2.0m×2.0m梅花型布置，墙背后设置300mm厚的砂卵石反滤层。

4.4 土方回填

堤身回填土滞后挡墙，自下而上分层填筑逐层上升。填筑土方部分直接利用开挖料，不足部分在土料场取料，由1.0 m3反铲挖掘机挖装，8 t自卸汽车运至工作面直接上料，采用分层填筑，由推土机推土平整，再由蛙式打夯机夯实，局部辅以人工夯实。

4.5 草皮护坡

草皮护坡位于堤外坡面，主要包括边坡修整、松土除杂、种植覆盖、施肥养护等。边坡修整好后，需再次用人工将前期夯实的表层土翻松，松土厚度不大于30 cm。在松土过程中还应将土层中的杂物清除干净，并将大块土击碎。种草完成后，在规定的时间内应进行施肥和养护，以保证当年出苗和成活率在80%以上。

4.6 安全防护措施

工程在实施过程中应时刻注意施工安全。在有可能造成坠落的场所，如驳岸顶设置有防护措施，如栏杆或扶手等，并设置相应的安全标志。栏杆及扶手高度均应满足规范要求。在拆除损毁挡墙施工过程中，应注意拆除时的作业安全。项目区内处于危险地段应根据实际情况设置明显的警示牌及临时防护围栏。

5 结语

堤防工程发生水毁造成损毁、坍塌后，首先要深入水毁现场，查看水毁情况，分析找出水毁发生的原因。经过资料、数据的收集，结合现场的实际情况及防洪堤运行情况，分析确定水毁修复方案的具体措施。三明市城区防洪堤水毁修复工程自完工以后，经历汛期考验，防洪堤未出现任何险情。工程达到设计要求，质量合格，运行正常，发挥良好的社会和经济效益。

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2017-01-09）

邓义林（1982-），男，福建清流人，大学本科，工程师，主要研究方向：水利水电工程。