堤防工程技术在防洪抢险中的应用*

胡小龙，高丽文

（1.长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北 武汉 430000；2.长江水利委员会长江科学院，湖北 武汉 430000）

我国国土面积较大且水资源相对丰富，部分地区在遭受暴雨、冰雪速融以及台风等天气变化时会出现洪水灾害，为了人民的生命财产安全及地方稳定，就要求地方政府科学部署防洪抢险工作。要积极利用区域水利工程中的防洪因素，特别是依靠堤防工程来抵御洪灾，而部分堤防工程在较大洪水面前还有渗水、管涌等危险，因此在防洪抢险工作中积极运用堤防加固除险工程技术，是保证区域安全的重要措施。

1 我国堤防工程在防洪工作中的作用及安全设置

在防洪工程体系中，堤防工程是最主要的组成部分之一，它能够为区域地域洪水提供保障，优化区域河道行洪能力，保障区域人民的安全。我国各地防洪工程体系较为完整，水库大坝以及分洪与蓄洪工程、河道疏浚项目、防洪墙等结构都是地方防洪的重要工程。而堤防工程最重要的目的就是防洪、护岸，因此在建设时需要结合区域防洪需求进行综合设计，而在防洪抢险工作中更需要根据险情采取加固与除险技术措施来提升堤防安全，强化抵御洪水的能力。堤防工程的建设过程多为就地取材，各地根据需要与成本综合分析情况使用泥土、砂土以及砂砾石等材料进行施工，筑造而成的堤防工程，在长期防洪抗灾工作中需要多次修复加固才能变得更加坚固、安全。堤防工程根据建材结构不同可以分为土堤、石堤以及混凝土防洪堤等。近些年，一些国家还使用了铝制可移动防洪挡板结合堤防工程的防洪措施，效果也不错。多年的防洪历史经验，使我国各地形成了防洪体系，近年来，我国科技与经济不断发展，工程建设能力不断加强，防洪体系工程建设的质量也越来越高，对于堤防工程的安全超高值设置也越来越科学。根据水利要求，堤顶高度必须高出设定洪水的高度，在对长江、黄河等水系进行研究后，对长江进行了堤防工程堤身高度设计，平均高度为12m，最大高度为16m，超高值设定为2m；黄河堤防工程高度设定为7～10m，超高值为3m；淮河干流堤防工程高度平均为6～8m，而超高值设置为2m。

统计数据显示我国60%以上的国土面积遭受过洪水威胁。人民的防洪抗灾需求较高，洪灾较为严重的地区集中在华南与华东地区，这些地区人口密集，工农业发达，洪灾对区域安全与经济发展威胁较大。为了控制洪灾问题，我国防洪工程与体系建设投资与政策支持力度较大，多年来也取得了一定的成效，长江流域的中下游区域已经形成了一定规模的防洪体系，其中堤防工程是长江流域的防洪基础，而三峡水库是防洪骨干，结合地方支流水库、蓄洪区以及河道整治项目等，整体防洪体系配合紧密、结构完整，防洪排涝效果有目共睹。2016年汛期时的最高洪峰水位与没有上游水库防护条件时可能达到的最高洪峰水位对比图如图1所示。由图1可知中上游水库的防洪能力较强，且通过汉口河段水位与相应河段的警戒水位相比可知长江下游地区的防洪压力减小了。

图1 2016年汛期时的有无堤防最高洪峰水位对比图

2 堤防工程发生渗水问题的主要原因

堤防工程发生渗水容易产生堤防防洪能力下降、管涌、溃堤等问题，而堤防工程发生渗水问题的主要原因如下。

2.1 堤防工程堤身厚度不合理

在堤防工程施工建设中没有根据历史洪水情况进行全面分析与预测，因此建设堤身时厚度不足，导致堤防结构的整体防渗能力不足，在遭遇较大洪水时就会出现渗漏问题。

2.2 堤防工程质量差

在堤防工程建设中材料防渗性能不足、施工质量不佳以及施工人员技术水平较差等因素都会影响堤防工程的整体质量，尤其是堤防工程基础结构出现了质量问题时，就更容易发生渗漏水的问题，导致溃堤。

2.3 堤防工程外坡防渗漏结构设置不足

有些堤防工程建设中施工管理人员对外坡的防渗认识不足，导致外坡没有设置覆盖全面、结构厚实的黏土层，这样就会严重降低堤防工程的整体防洪防渗能力。

2.4 堤防工程内浸润线高

由于堤防工程内浸润线是洪水期水流面与堤防工程内坡交接线，在堤防工程设计时如果对浸润线认知不足，将导致后期洪水期浸润线过高就会造成上方区域的防渗能力不足的情况，加速堤防渗水。

3 防洪抢险工作中应用的堤防工程技术

3.1 防洪抢险工作中的地方渗水控制技术

如果堤防渗漏问题得不到适当解决，渗漏很容易发展成为影响堤防工程安全的重大隐患。为了确保堤防工程的安全运行，可以使用以下堤防工程技术来预防和控制堤防工程的渗水问题。

（1）采用沟穿法。在堤防的淹没部分挖导流渗水沟，并在渗水沟中填满粗砂和砾石，以加强堤防的排水

（2）渗透法。鉴于堤防厚度不足，堤防坡度大或洪水泛滥引起的渗水问题，在使用堤防工程进行防洪抢险时，有必要对堤防工程的堤防边坡进行加固。在堤防基础工程加固的基础上，采用堤防排水技术或堤防渗透平台技术稳定堤防工程，以降低堤防工程的水位，使堤防工程具有良好的渗透性。

（3）逆滤波法。用粗糙的砾石和砾石代替分布在堤防表面的湿土，并用块石或土袋覆盖粗糙的沙子和砾石，从而在堤防工程中形成不透水层，减少渗水危害的发生。

3.2 堤防工程技术在防漫溢中的应用

当洪水可能超过路堤顶部时，为了防止溢流和倒塌，应在堤坝的顶部进行加高。由于施工分支长度较大，需要适应当地条件，在当地进行取材。主要的抢护方法如下：

（1）土米子埝。风浪小时使用，黏性土壤，无雨。在临水的坡肩0.5～1.0m范围内建立纯土壤结。首先清除草坪和杂物的地面，然后进行黏土层的压实，顶面超过了预期的最大洪水位，坡度大于1∶1。

（2）土袋。用于风浪大，难以挖土的场合。用编织袋、稻草袋和麻袋装满。在施工过程中，将80%的土壤装在袋子中，袋子的嘴朝内，袋子的嘴与茬口交错。按照1∶0.5的梯度放置，回填土夯筑后形成一定的反铲。

（3）桩尖。难以挖土时使用，经常使用桩尖。在路堤顶部从0.5～1.0m的地方排一排桩。用导线将桩固定在桩上后，桩体的直径为20mm，还可以在桩后使用土工布、竹带和MATS，并夯实回填物以形成土戗。当路堤顶部狭窄时，可以使用间距为1.0～1.5m的双排桩。可以用夯实的材料粘贴两个桩并填充土。两排桩可用铅丝或木头固定。

3.3 堤防工程技术在管涌抢险中的应用

管涌是堤防工程严重渗水时出现的一种危害较大的险情，管涌多发生于堤防工程的堤脚周边或是洼地部分，如未能在管涌出现时对其进行封堵，将进一步对堤防工程造成破坏，严重时甚至会造成堤防工程的垮塌。管涌主要是由于江河水位升高导致水压力增大，堤防工程的坝基（多为砂质透水层）所具有的良好透水性，使得江河水能够借助于高水压力作用，在坝基中形成孔眼并渗出水流，长时间的水流作用将带出孔眼周边的砂砾等，并在孔眼周边形成砂环。坝基将在持续流水的作用下，对堤防工程造成严重的损坏，进而形成不同孔径的管涌险情。为保证堤防工程的安全运行，需要将堤防工程技术积极的应用于堤防工程的防洪抢险中，针对管涌险情的成因采取“上堵下排”的应对措施，来保证堤防工程的安全运行。“上堵”指利用土工膜制成的软体来封堵堤防工程河道一侧，用以切断管涌的来源。“下排”指利用堆筑围井的方式，排出积聚于堤防工程坝基内的水分，降低坝基的水位用以避免其进一步对堤防工程坝基造成损害。

4 防洪抢险工作中运用堤防除险加固技术的管控策略

4.1 把握好堤防加固的时机

防洪抢险重于泰山，堤防加固的时机控制非常重要，一定要尽最大努力控制堤防的防洪能力，因此在汛期必须加大防洪巡视的频率，强化堤防险情观察分析的管控力度，一旦发现有渗漏水问题就要采取措施进行堵漏，并对堤防工程进行加固。如果堤防工程本身存在质量问题，就需要在非汛期采取措施进行质量强化，以提升堤防防洪能力。

4.2 保障堤防防洪抢险技术人员的能力水平

堤防防洪操作技术具有专业性强、作业难度大且施工环境恶劣的特点，在堤防防洪抢险施工作业中一定要选用技术过硬、不怕艰险的技术人员，要根据堤防的防洪能力与汛期情况进行综合分析，对堤防抢险技术人员进行技术交底与质量控制培训，提升其技术操作的标准性，为堤防抢险工作技术效果升级加码。

4.3 强化堤防抢险安全管理效力

堤防工程加固除险工作技术操作中，一定要注意施工安全，由于防洪工作环境恶劣，尤其是超大洪水灾害来临时，堤防加固除险施工现场险象环生，因此必须强化安全管理效力，同时要为堤防加固除险施工人员配备完备的救生安全装置。

5 结束语

总之，在我国防洪抢险工作中积极应用堤防除险工程技术是保障区域抗洪效果的重要措施，在堤防工程除险加固工作中，要根据实际险情科学安排堤防抢险工作，委派专人对区域防洪堤进行针对性巡检，一旦发现险情应及时采取科学的应对措施，防患于未然，尽量减轻区域洪灾危害，为我国各地安定、平稳发展提供坚实的保障。