“抽槽筑粘土截水墙”技术在土质堤防抢险中的应用

龚建新，吴卫国，苏章锦，韩志刚，汪剑斌，曹建宇，吴小计

(1.江西省上饶市水利局，江西 上饶 334000；2.江西省鄱阳县水利局，江西 鄱阳 333100；3.江西省上饶市水利科学研究所，江西 上饶 334000)

0 引 言

千里之堤毁于蚁穴，土质堤防穿堤孔洞漏水，一般特点是先兆不明显，难发现，来势凶，变化快，是造成溃堤的主要险情之一。对于这种险情，常用的抢险方法是在圩堤临水侧堤坡上截水，做洞口封堵、粘土外戗、铺防水薄膜等；在圩堤背水侧堤坡上排水，做减压围井、排水反滤、导渗沟等[1，2]。然而，对于圩堤穿堤孔洞漏水险情多，挡水时间长，传统的抢险方法费时、费力、费工、费料，而且处理不彻底。我们在2016～2017年鄱阳县圩堤抢险上，开发了“抽槽筑粘土截水墙”堤防抢险新技术，为土质堤防抢险技术提供了新的成功案例。

1 “抽槽筑粘土截水墙”抢险技术开发背景

鄱阳县莲湖乡为鄱阳湖中的一个岛乡，莲北、莲南圩位于岛的南北两侧，莲北圩保护耕地面积1 433.33 hm2，堤线总长约16.7 km；莲南圩保护耕地面积1 000 hm2，堤线总长约7.8 km。

2016年汛期，受超强厄尔尼诺现象的影响，冷暖空气交替，长江中下游普降暴雨。2016年7月，鄱阳湖受五河来水和长江洪水倒灌影响，水位持续上涨，并长期维持高水位。7月3日20时40分，与莲湖乡隔水相望的鄱阳站水位达到警戒水位19.50 m(吴淞高程系统，下同)。7月10日16时，最高水位达21.42 m。至8月1日15时，水位回落至警戒水位19.50 m，鄱阳站水位超警戒水位29天，是本世纪以来最大洪水。

由于莲北、莲南圩自1998年、1999年后再没有遭遇过大洪水，故堤防年久失修，杂草丛生、芦苇成林、树木茂盛，堤身上蚁巢、鼠洞、蛇洞数不胜数，还发现了獾和野猪的洞穴。在鄱阳湖水位长期维持在高水位的情况下，莲北、莲南圩渗漏险情不断，险象环生。据统计，在超警戒水位29天内，莲北、莲南圩共发生各种险情488处，大部分为穿堤孔洞渗漏险情，其中重大穿堤孔洞渗漏险情67处，以莲北圩的莲青段、毛家段、联合段、裕丰段，莲南圩的虎山段等穿洞渗漏险情为最，莲北莲青段穿堤孔洞渗漏，在7月8日凌晨险些造成溃堤，经竭尽全力抢护，险情才得以控制。为此，鄱阳县防汛抗旱指挥部下达了准备撤离工作的指示。莲湖人民的生命财产受到严重威胁。

2 “抽槽筑粘土截水墙”抢险技术的应用

面对穿堤孔洞渗漏险情，首先采用的是粘土外戗、反滤井、导渗沟等，险情暂时得以控制。然而，在外湖水位持续高涨的情况下，新的穿堤孔洞渗漏险情不断出现。由于受到堤坡上芦苇、灌木、树丛的影响，粘土外戗截水效果很差。传统的反滤围井被动地应付不断出现的新渗漏点；随着水位居高不下，漏水点不断增加，消耗了大量的人力、物力和时间，但险情却越来越严重。

有没有更有效、更主动的抢险方法？经过实地察看和认真分析，萌生了“抽槽筑粘土截水墙”的抢险新思路。遵循“前堵后导”的基本原理[2]，目的是“截水”，方法是“筑墙”，材料是“粘土”，手段是“抽槽”。但是在高水头压力下，在堤顶开槽，是教科书和抢险手册上没有的。经过防讯专家组与现场抢险人员的反复商讨，在得到基本认可的情况下，首先选择莲北圩7月8日凌晨出现重大堤身穿孔漏水险情，险遭溃堤的漏水点进行试点。首战告捷后，又经过不断摸索，不断总结经验，这项新技术逐渐完善。只需一两台挖机，几十方粘土，几分钟时间，即可让一个或多个漏水点彻底干涸。既减轻了抢险人员的劳动强度，又节省了抢险物料。

传统的抢险方法，堤身渗漏孔洞依然存在，再遭遇洪水，仍然会渗漏。而抽槽筑粘土截水墙技术将粘土截水墙作为堤防防渗心墙，将长期发挥防渗效益。更为突出的是，该技术，既可以在堤防抢险中复制，也可以在堤防除险加固中推广应用。采用此项技术在莲湖乡成功地处理了大的堤身穿孔险情67处。并应用现场推广这项技术到其他堤防上。如鄱阳县中洲圩、潼丰联圩、西河西联圩等，均取得良好效果。为鄱阳县2016年防汛抢险做出了重大贡献，也取得了巨大的社会效益和经济效益。

2017年汛期，莲北、莲南圩再一次遭遇大洪水袭击，2017年7月1～17日，圩堤全线超警戒线，最高水位(7月6日)20.90 m，再一次采用“抽槽筑粘土截水墙”技术，在莲北圩成功地处理了大的堤身穿孔险情15处。特别是莲北圩毛家段7个堤身穿孔漏水点，直径均在5 cm以上，其中3个直径达20 cm，是老鼠洞和蚁穴，立体交叉，盘根错节，通过9处抽槽，抽槽长度达30m，将7个堤身穿孔漏水点全部彻底封堵，为莲北圩2017年防汛抢险的胜利起到决定性的作用。

3 “抽槽筑粘土截水墙”抢险技术总结

3.1 准备工作

(1)安全保护。在圩堤背水侧堤坡上的穿洞渗漏出水口处做反滤围井，保护出口，控制险情进一步恶化，并为“抽槽筑粘土截水墙”赢得抢险时间。在圩堤的临水侧堤坡进行培土帮护，确保“抽槽筑粘土截水墙”作业安全进行。

(2)备料。回填土料必须备料充足，要求粘土料的粘粒含量符合要求，含水量适中，不含杂草、树根、石块等，基本满足均质土坝筑坝土质的要求。

(3)挖槽机械。一般要求2台挖掘机(一主一副)，主挖掘机型号大小应满足开挖深度要求，副挖掘机配合作业。

3.2 抽槽

(1)定位。综合考虑堤身穿洞渗漏出水点最早出现位置及变化、渗漏水量、浑浊度，以及地形地貌和地表植被等情况，确定第一槽的位置。开槽位置一般选择堤顶靠近临水侧堤坡一侧，该部位是渗漏孔洞距离堤顶最近的位置。对于临水侧堤坡坡度陡于1∶2.5的堤防，开槽线尽量靠近堤轴线，以保证开槽边缘距水边有一定的安全距。

(2)槽宽。一般为挖掘机挖斗宽度，开槽宽度根据堤身土质初定，视土质情况进行调整，槽口可开挖呈“V”形、“U”形或倒“凸”形。

(3)槽长。一般以挖掘机作业时履带不移动，挖掘机机械臂工作长度为佳，同时根据出水点的位置进行适当调整。

(4)槽深。开挖深度一般为3.00～6.00 m左右，如挖掘机机械臂臂长有限，可事先适当降低挖掘机座位高度。并根据出水点的高程、开挖情况确定最终开挖深度。

(5)挖槽。采用挖掘机成槽(长方形)，主、副挖掘机面对面布置，主挖掘机挖槽、副挖掘机配合。

(6)后序槽。根据前序槽开挖的效果，以及前序槽内土质及湿润情况，决定是否继续开挖及后序槽的位置。

3.3 土方回填及夯实

(1)挖断堤身渗水孔洞后，应迅速回填、夯实粘土(一般30 cm为一层)，构筑成粘土截水墙；槽内主要采用挖掘机挖斗夯实，槽内边角采用挖掘机挖斗挤压密实，靠近堤顶部位采用挖掘机履带进行必要的碾压。

(2)如需要连续开槽，一定要在前序槽粘土回填完成后，才能进行后序槽开挖。后续槽与前槽之间应进行有效搭接，形成连续粘土截水墙。

(3)槽内土方回填及夯实应迅速及时，避免塌孔。一般情况下，主挖掘机最后一斗土一出槽，副挖掘机将准备好的一斗粘土迅速回填。

(4)如遇下雨时抢险，粘土截水墙成型后应及时采用防水布表面覆盖保护，避免雨水渗入。

(5)对于槽内渗水量大，粘土回填后含水量高的槽段，以及下雨时应急抢险的槽孔，应插上标杆，或作上记号，在断流后的第二天，或在天晴后，对该槽段进行重新开挖，回填满足要求的粘土。一般情况下，重新开挖的槽孔，基本无水或渗水很小。

4 “抽槽筑粘土截水墙”抢险技术施工要点

(1)“抽槽筑粘土截水墙”抢险技术，适用于堤高6.00 m以下土质堤防穿堤孔洞漏水险情。

(2)堤防是一个挡水整体，实施“抽槽筑粘土截水墙”抢险技术，之前须做好充分准备，实施时应有序而快速，否则易发生塌孔塌坡等险情。

(3)“抽槽筑粘土截水墙”抢险技术的关键是开槽，主要是控制塌孔。当堤身土质较差时，应事先降低准备开挖槽段的局部堤顶，避免或减少塌孔。对于塌孔严重的，可在开槽前对开槽部位堤身进行挖掘机碾压、夯实；或采取边挖边夯；或边挖边掺粘土、再边挖边夯等方法进行开槽。

(4)挖掘机作业时，挖掘机履带尽量不移动，或少移动，以减少对槽壁的扰动。

(5)槽内挖出的土料用于圩堤两侧边坡的帮护，要放置在距离槽顶两侧稍远处，以避免增加孔壁附加荷载。

(6)回填的粘土必须准备充分，由于槽孔周边不能堆放太多的粘土料，故采用自卸汽车备土，保证能迅速卸土于槽边，便于入槽。

(7)尽量在白天和晴天实施施工，必须在晚上施工的，应做好照明工作，下大雨时尽量不施工。

(8)抢险技术实施时，抢险专家必须旁站，现场指导挖掘机抢险作业，一方面密切关注槽里的变化，对槽的形状、开挖方向和开挖深度及时做出调整；另一方面严格控制粘土的回填质量。

(9)挖掘机活动范围内禁止无关人员活动，确保抢险作业安全。

(10)汛后应及时进行完善处理。

参考文献：

[1] 李继业.，张庆华，郗忠梅，等编著.河道堤防工程抢险防护实用技术[M].北京：化学工业出版社，2013.03.

[2] 江西省防汛抗旱总指挥部办公室，江西省水利科学研究院.堤防防汛抢险手册[Z].2016年7月.