堤防工程施工关键技术分析——以黄盖湖防洪治理工程为例

杨发祥

（临湘市长江大堤养护中心，湖南 岳阳 414000）

我国堤防工程经历了数百上千年的历史，国内江、河、湖、海各类堤防累计长达数十万公里，发挥着重要的屏障作用。堤防工程的运行环境十分复杂、恶劣，因长期遭受洪水作用，由此相应的施工要求也较高，如：要求堤基稳固、堤身防渗性好、环保性佳等，加强堤防工程施工关键技术研究具有重要现实意义。

1 我国堤防工程建设现状

洪涝灾害一直是我国危害最大、造成损失最为严重的自然灾害，尤其是在长江、黄河等七大江河的中下游与海平原地区，这里既是我国人口最密集、经济最发达区域，也是洪涝灾害最为严重的地方。为维护地区社会、经济稳定发展，提高防洪能力是一项重要任务，河道堤防是我国防洪体系的主要组成之一，也是公认的最普遍、最有效的工程措施[1]。据统计显示，2019 年防洪工程中堤防长度达到了32.7 万km，提防保护人口达到了6.4 亿人（表1）。

表1 2014—2019 年我国堤防长度及保护人口数量

根据堤防所在位置，可将其分为河（江）堤、湖堤、海堤、渠堤和围堤等，根据堤防材料可分为土堤、土石混合堤、石堤（砌石挡土墙）、钢筋混凝土堤等。结合我国堤防实际运行情况来看，主要问题集中在堤基条件差、堤身质量不达防洪要求，基于此本文着重围绕堤防防渗、填筑以及护岸护坡等角度详细分析相关施工关键技术，切实保证堤防安全可靠运行，发挥应有的保护作用。

2 堤防工程施工关键技术分析

从堤防工程质量控制与运行安全角度出发，下面分别从堤防防渗技术、堤防填筑技术、护岸与护坡技术角度出发，详细论述堤防工程施工关键技术。

2.1 堤防防渗技术

堤防防渗是保证整体结构安全稳定的关键，选择合适的防渗技术十分关键。堤防防渗可选技术较多，包括：帷幕灌浆防渗技术、劈裂灌浆防渗技术、混凝土防渗墙技术以及高压喷射防渗墙施工技术[2]，具体分析如下：

1）帷幕灌浆：帷幕灌浆是典型防渗技术，可分为孔口封闭灌浆、纯压式灌浆等，结合堤防工程施工需求与现场条件选用，并与钻孔流程相协调，科学配置浆液，保证浆液具有足够的流动性，各项指标满足要求。

2）劈裂灌浆：劈裂灌浆防渗施工关键在于营造稳定的压力环境，在裂隙内注入浆液构成防渗帷幕。此防渗技术优势主要为取材方便，可有效减少材料用量，劈裂灌浆施工过程需合理布设钻孔，保证防渗效果。

3）混凝土防渗墙：混凝土防渗墙技术核心在于墙体尺寸控制，其主要分为深厚型墙体（深度20～30 m、厚度60～80 cm），浅薄型防渗墙（深度10～20 m，厚度10～25 cm），后者多被应用于堤防防渗工程中。

4）高压喷射防渗墙：高压喷射防渗墙施工技术的关键在于合理选择钻孔机械设备、科学配置浆液，保证浆液与土层有效混合。目前旋喷技术的应用最为广泛，可有效改良地基受力状况，防止堤防渗漏；定向喷射与摆动喷射结合运用，有利于缩短防渗施工周期，保证堤防运行稳定性。

2.2 堤防填筑技术

土方填筑是堤防工程建设的重要内容，需根据工程所处地理环境、土层分布以及施工要求等，合理选择施工材料、设备，各工序衔接配套。

堤防填筑主要工序如下：测量放样—→人工配合挖掘机清表—→原堤强夯、处理段强夯—→土方开挖、倒运—→筑堤土料碾压试验，确定碾压指标—→堤身填筑—→人工配合挖掘机修坡—→检查验收。堤防填筑施工过程中，作业面分层统一铺土、统一碾压，完成碾压后由质检人员进行压实度、宽度、高程检测工作，检测结果合格后方可开展后续作业。堤防工程填筑施工中，弹簧土是一种常见问题，包括层间光面、层间中空等。一旦发现上述现象，必须根据工程情况合理选择处理方法，如：弹簧土不严重处，可在上方铺设一层含水量较小的土料，防止弹簧现象不会进一步扩充；弹簧土严重处，可采取换填土的处理方法。

2.3 护岸与护坡技术

堤防护岸与护坡技术方法众多，包括格宾石笼护岸（护坡）、生态袋护岸、生态混凝土砌块护坡以及草皮护坡等[3]。对于具备施工条件的堤防工程标段，需提前介入护岸施工，冬季储备部分石料，低水位时期、石料使用淡季，对水下护岸部分进行施工。

堤防护岸与护坡中格宾石笼基础、雷诺石笼护坡是常用技术，主要施工流程为先放线定位，然后利用挖掘机开挖格宾石笼基础，并对堤防边坡进行削坡。完成上述作业后，人工清槽、清坡，监理验槽、验坡，铺设雷诺石笼底面土工布，安装绑扎好的石笼，装填石料，石笼封盖，图1、图2 分别为雷诺石笼护岸、护坡布置图。目前，随着生态环保理念的逐渐深入，堤防护岸与护坡施工中应加强周围生态环境保护，做好草皮、水生植物的种植工作[4]。

图1 雷诺石笼护岸布置图

图2 雷诺石笼护坡布置图

3 黄盖湖防洪治理工程堤防施工技术应用要点

3.1 工程概况

黄盖湖防洪治理工程（湖南部分）总长度107.119 km，其中堤防加高加固堤防97.749 km；新建护岸工程长度11.01 km；迎水侧硬护坡32.946 km；新建草皮护坡162.552 km；堤身隐患锥探灌浆处理49.601 km；白蚁堤段巡查防治82.415km；堤基防渗墙处理长度1.1 km；填塘固基长度为49.605 km；重（改）建穿堤建筑物103座；种植防浪林10.80 km；堤顶防汛道路97.749 km。

3.2 堤防施工技术应用要点

3.2.1 堤基与岸坡处理

1）白蚁防治：清基前联系专业白蚁防治单位，巡堤查治白蚁。工程清基、削坡处理时如有漏查蚁穴，及时报告处理。施工需征求专业单位意见。

2）堤基与岸坡处理：堤基、堤坡清基深度一般为0.3 m，将堤基范围内的树根、草皮、表层松土、细砂及水塘淤泥等清理干净，清理干净后应刨毛处理，以便与新填土结合紧密，其边界应在设计基面边线外0.3～0.5 m。老堤加高培厚，必须清除结合部位的各种杂物，再分层填筑。清除堤基表层不合格土、杂物，坑、槽、沟等进行固填处理。

3）堤基防渗处理：初设阶段根据地勘成果、渗流计算及险情调查分析确定堤身堤基渗控处理措施如下：新建护岸工程长度11.01 km；堤身隐患锥探灌浆处理49.601 km；白蚁堤段巡查防治82.415 km；堤基防渗墙处理长度1.1 km；填塘固基长度49.605 km。

2020 年长江流域发生大洪水，黄盖湖流域也普降暴雨，湖区水位逼近设计洪水位，洪水历时长；且新老堤结合部位不密实及堤基局部盖层变薄，导致2020 年汛期产生散浸及管涌等险情。对此采取以下处理措施：

①中山湖垸3+450～3+900 段，上马蹄湖垸0+350～0+700、0+950～1+300、1+950～2+200、2+550～2+750段，下马蹄湖垸0+470～0+670、1+100～1+600、1+850～2+000、2+600～2+850 段以及叶家桥垸0+155～0+620 段共3 170 m 的堤身散浸处理措施为充填灌浆。

②中山湖垸3+000～3+500 段以及下马蹄湖垸1+150～1+550、1+850～2+020 段共1 070 m 的管涌处理措施为堤基防渗墙方案。

③新长源垸0+080～0+180 段、0+480～0+620 段塌坡处理措施为抛石护岸措施。

④下马蹄湖垸2+250～2+650 段滑坡险情处理措施为衬砌排水沟。

3.2.2 堤身填筑

填土、压实后在轴线每15 m 取样一组进行试验，取样深度在碾压面下0.3 m。采用进占法铺土，回填时随涂刷浓泥浆，随铺土、随压实，刷浆厚度控制在3～5 mm；软土地基上填筑时，根据地基和堤身的沉降、水平位移及孔隙水压力等参数来控制施工加荷速率，根据现场实测资料经论证后确定；碾压时，行车方向与堤轴线平行，相邻两段交接带碾迹重叠，施工过程中发现水平层脱开、垂直裂缝、龟裂、“弹簧土”等问题，挖除重新填土。

3.2.3 填塘固基

堤防背水侧距堤内脚16～18 m 渊塘等洼地填平至地面高程。填塘前先抽干塘内积水，对于施工时不宜抽水的塘，应采用连续立式进占方法，以减少入塘土料受水浸润带来的不利影响。背水侧填塘选用透水性较好土料。填塘固基可利用不能上堤填筑的弃土料，填塘时不需要专门碾压设备进行碾压。填塘固基后，对地表进行土地平整、夯实，使地表坚实。

3.2.4 锥探灌浆

锥探灌浆施工工序：清面、设孔口标志—→布孔定位—→造孔—→施灌—→二次或多次复灌—→封口固结。先堤身两边、后中间的三序孔法分序加密，每孔每次平均灌浆量为0.3～0.8 m3/m，每孔灌浆4～7 次；灌浆压力初拟0.06～0.15 MPa，具体根据现场试验确定；灌浆过程中随时检查进浆情况，保证灌浆质量达标，有效增强堤身土质整体性。

3.2.5 护 坡

1）混凝土预制块护坡与联锁块护坡。混凝土标号C20，护坡混凝土砌筑前，坡面先按设计图修整好，按设计要求铺设好砂垫层或土工布，预制块必须按从下往上的顺序砌筑，勾缝宽5 cm。联锁块之间按块型咬合。预制块护坡工程每15 m 设置设一施工缝，缝内填2 cm 厚沥青杉板。联锁块坡面无需分缝。护坡的变坡段（含齿槽段）之间应平顺衔接。

2）浆砌块石。砌筑前须完成清基整平工作，采用铺浆法砌筑。铺浆后填放腹石时，根据石块自然形状交错放置，做到上下错缝、内外搭砌，尽量做到石块与石块间空隙最小，随铺浆随砌石。砌缝内砂浆应用钢筋捣捅密实，确保砌缝砂浆充填饱满。浆砌石砌筑体表面应基本平整，砌筑完成后应及时养护。浆砌石脚槽（封顶）每15 m 设一施工缝，缝内填2 cm 厚沥青杉板。

3）混凝土封顶。按施工图纸安装钢模板、浇筑混凝土，混凝土振捣遵守SL 677-2014 第7.4 条规定。采用洒水养护，在混凝土浇筑完毕后12～18 h 内开始进行，养护时间≥14 d。封顶及顺水流向格埂每15 m 设一施工缝，缝内填2 cm 沥青杉板。

4）抛石护岸、干砌石护脚。堤防护坡脚槽部位采用人工抬抛码放块石，水上部分（临基座3～4 m 范围）要求块石互相搭接嵌锁。水下及岸坡部位抛石采用船只定点抛投。

5）草皮护坡。堤身按设计断面加高加固后，在粘性堤坡表面先铺10～15 cm 厚一层腐植土，施肥后再撒种草籽或满铺草皮。

4 结 语

堤防是防御洪水的最后屏障，长期面临着洪水的冲刷与侵蚀，由此对堤防建设质量提出了更高的要求。堤防工程施工中，必须紧密结合工程要求与现场作业环境，合理制定堤基处理、防渗施工、堤身填筑以及护岸护坡施工方案，规范落实各道施工工序，做好质量检查与验收工作，切实提高堤防稳固性与防渗水平，保证堤防工程安全、可靠运行，保护一方安全。