浅析跨河大桥下常见堤防险情处理措施

2018-01-08王光荣

中华建设 2017年12期

关键词：雨花台区堤身板桥

王光荣

浅析跨河大桥下常见堤防险情处理措施

王光荣

本文以南京市雨花台区汽渡线跨板桥河大桥下堤防2016年汛期发生渗漏、裂缝险情，汛后处理措施为例，从险情发生的原因、抢险措施、汛后消险措施方案比选，结合施工实际难度等方面论述了低跨河大桥下堤防险情处理方法，从而为类似险情处理提供实用的参考。

一、险情概述及抢险措施

板桥河是一条通江支流，位于南京市西南，全长20.21km，流经江宁区、雨花台区，流域面积约125.9km2，按《板桥河流域水利综合规划》，河口处设计洪峰流量392m3/s，河口设计潮水位10.94m（长流规），入江口位于秦淮新河口上游1.5km，历史遭遇最高水位10.72m，枯水期河床暴露，典型的季节性暴涨暴落河道。2016年7月上旬，板桥河水位迅速上涨，绕城公路汽渡线桥下堤防再次出现背水坡渗漏险情，堤身出现纵向干裂缝，情况紧急。为确保安全度汛，及时在堤防背水坡做反滤导渗，堤顶附近架设临时值守点，备黄土500m3、编织袋1000条，木桩20根，巡查人员分组分班不间断巡查，确保及时发现险情，抢险队员24小时待命，最终涉险度汛。

二、设计方案比选

通过现场察看发现，绕城公路汽渡线跨板桥河大桥堤防出现的渗漏及裂缝险情，主要是由于施工时，堤身土方回填不密实，防汛匝道紧贴背水坡修建，背水坡坡比较陡，造成局部堤身断面不足。另外，大桥梁板底部与堤顶之间净空只有50cm左右，给后期消险处理带来了难度。

1.设计洪水

采用河道一维非恒定流模型推算河道沿程最高设计洪水位，上边界为流域各分区支流入流过程，下边界遭遇河口长江潮位。以20年一遇洪水遭遇河口5年一遇最高潮位9.52m，50年一遇洪水遭遇河口长江10年一遇最高潮位9.98m，推求河道洪水位，区界以下河段按照“长流规”防洪水位10.94m和50年一遇防洪设计水位的外包线确定防洪堤防，区界以上河段按照20年一遇洪水位确定堤防。确定设计洪水位10.94米。

2.工程地质

区域地质资料显示，工程场地在大地构造上位于扬子断块区下扬子断块内，下扬子断块在新构造运动期以大面积的升降运动为其主要特征，断块内盆地由断陷型转为凹陷型，第四纪以来构造运动微弱，主要表现为缓慢间歇性升降运动。本场区勘察深度内揭露的地基土层自上而下分为4层5亚层.局部分布，土质较均匀，中等透水。该层局部未揭穿，最大可见层厚9.00m。通过勘察未发现明显影响工程稳定的不良地质现象，但软土是本场地的不良工程地质层。通过地勘资料揭示，该段场地分布的③2淤泥质粉质粘土厚度比较大、含水量大、压缩性高、强度低、易触变等特点，在地震或荷载作用下易产生大的沉降、侧向流变，从而导致地基失稳。

3.方案

在堤防迎水面7.9米标高处打设一道高压旋喷防渗墙，墙厚0.3米，桩径0.6米，间距0.52米，深度5米，标高7.9米以上采用新建钢筋混凝土挡墙的方法挡水，挡墙顶标高11.4米。高压喷射灌浆是高压喷射水、气或浆液介质冲刷切割土，并使浆液与土体颗粒掺砼固结形成防渗墙体。其特点为：①可灌性、可控性好；②连接可靠；③机动灵活；④适应地层广、深度较大，可达80m左右。优点是堤防稳定、防渗有保障。造价略高，但险工段长度只有76m。如下图。

三、渗流稳定分析

绕城公路汽渡线跨板桥河大桥堤防为均质土堤，堤基土体在汛期堤内、外水位差较大，在渗透水流作用下，会引起渗透破坏，一旦破坏严重会导致堤防失事。渗透变形的产生及其发展过程，与土料性质、土料颗粒级配、水流条件及防渗、排水设施等因素有关。渗透变形的类型有流土、管涌、接触冲刷和接触流失等4种形式。根据现场调查，板桥河堤防险情主要以管涌、流土为主。堤防渗流分析的目的有：①确定堤防浸润线的位置，为堤防岸坡稳定分析和布置观测设备提供依据；②确定堤身和堤基的渗透流量，以估算渗漏损失；③确定堤身和堤基渗流逸出区的渗透坡降，检查产生渗透变形的可能性，以便采取适当的控制措施。

1.渗流计算参数

渗流计算采用北京理正软件设计研究院编制的二维渗流分析计算程序。

依据测量资料和钻探断面，综合考虑地形、地质及坝高等因素，建立渗流二维模型。根据《勘察报告》取渗透系数的平均值进行计算，堤防土层渗透系数见表1。

本次防渗处理方案采用高压旋喷桩防渗墙，渗透系数均取1×10-6cm/s。