同马大堤巨网软基段堤身处理措施分析

曹应华

（安徽省皖河长江河道管理局，安徽安庆 246009）

1 基本情况

同马大堤位于长江中下游左岸，上起湖北省黄广大堤末端段窑，下抵怀宁县官坝头，全长173.525km，均在安徽省安庆市境内，其中长江段堤长138.000km，皖河段堤长35.525km，为2级堤防。同马大堤与湖北省的黄广大堤联成一线，关系到湖北的广济、黄梅及安徽的宿松、望江、怀宁、太湖等6个县，以及湖北的龙感湖农场，安徽的华阳河农场、九成畈农场、皖河农场的防洪安全。同马大堤保护两省范围内面积5235km2，农田近20.000万hm2和200万人民的生命财产，保护安徽省农田9.492万hm2，人口124万人。

同马大堤巨网段（桩号138+250～144+900）全长6.650km，位于皖河与长江汇流处的大圩拐沿皖河至皖河闸，工程等别为Ⅱ等。堤基系河湖沉积～冲击而成，自地面以下有约14.0m厚的软弱土层。该段堤防工程系1957，1958年穿湖而筑，堤防在筑堤过程中，主要是沿堤线附近取土，并经多次加高培厚而成，堤身填土成份较为单一，土体碾压不均匀，局部土质结构较松散，在不同部位和高程填筑质量均不同，筑堤质量较差。自1983年同马大堤列入国家基建项目以后，逐年进行加固，至2002年达到防御长江1954年型洪水标准。目前该段堤防现状为堤顶宽8.0m、高程22.0m，堤防内、外坡在高程15.5m处设20.0～30.0m平台，平台以上坡比1∶3，平台以下坡比1∶5。

堤防形成后，先后于1959，1960，1968，1973，1983，1996，2010，2011，2015，2016，2019年发生滑坡、沉陷及开裂等重大险情，分别于1964，1968，1995—1996年，2001，2011，2015，2016，2020年进行了多次不同部位应急除险工作。

2 水文气象

巨网段堤防处于亚热带湿润性季风气候区，季节分明。夏季易受太平洋的副热带高压影响，气候炎热多雨。多年平均降雨量为1389.0mm，多年平均蒸发量为1161.0mm。年内降雨量分配不均，主要集中在3—8月份，约占全年降雨量的75%，5—7月份降雨量占全年降雨量的46%，期间最大连续降雨天数为17d，一般每月降雨天数超过10d。降雨量年际变化较大，最大年降雨量达2294.2mm（1954年），最小年降雨量仅758.5mm（1978年），极值比为3.0。最大日降雨量为262.3 mm（安庆，1954年6月24日），多年平均气温16.5℃，极端最高温度40.2℃，极端最低温度-12.5℃，多年平均最高气温37.6℃，多年平均最低气温-6.9℃，年无霜期248d。

3 堤身情况

此段堤线位于皖河与长江汇流交错的河漫滩地上，由南向北倾斜，地势较为平坦，地面高程在10.5～12.0m。由于河水流向几次变迁改道，忽淤忽冲，构成了现今变化复杂的地层。内外平台高程一般为15.5～16.0m，宽约30.0m，河床高程为10.4～10.7m。堤防堤基地面高程为8.6～9.6m，地质层次变化复杂，自地面以下有约14.0m厚的土层较为软弱，含水率大，压缩性高，且变化复杂。堤身以下和堤脚、平台以外的堤基软弱层压缩性存在差异性。堤基土体多为上粘下砂二元结构或成互层状，变异性较大，堤基在上部土层未受破坏情况下抗渗性较好。

3.1 堤身结构及填土组成

堤身主要为素填土，土质主要以重粉质壤土、粉质壤土为主，部分为轻砂壤土、粉砂，一般灰黄色、黄色，局部为灰色，按照其土性成分、填筑状况，将堤身填土分为以下几层：

1）碎石土：杂色、中密，厚0.3～0.5m，碎石大小不均一。上部为柏油路面，该工程区内路面破坏较严重，两侧路肩为重粉质壤土铺盖。

2）O1层：（Q4ml）贴坡土以重质壤土为主，黄色、灰黄色、灰色，软可～软塑，湿～很湿，局部为淤泥质土堆填，夹粉砂和破碎的编织袋，含较多植物根系，成份复杂，表层重粉质壤士强度较高。主要分布于大堤临水面表层，厚度不均。该层部分土体具有弱膨胀性，土质结构松，含水率及粘粒含量均较高，压实度低，大部分不满足填筑标准，填筑质量差。

3）O2层：（Q4ml）人工机械填土（138+250～141+613堤段）或冲填土（141+613～144+900堤段）以壤土、轻砂壤土、细砂为主，黄、灰色，稍密为主，局部夹薄层中壤土（软塑），湿～饱和，表层有0.2～0.3 m的重粉质壤土覆盖层。主要分布在背水坡上，该层在高水位和集中降雨时，粉质砂层含水率较大，通过透水土层，在粘土与砂层结合面高程处渗出，或者在薄弱处形成管涌，进而发生滑塌。

4）O3层：（Q4ml）堤身填土以重粉质壤土、粉质壤土为主，黄色、灰黄色，软可塑，湿，偶夹贝壳屑。此层主要分布在原来的老堤上，经过多年沉降固结，堤身填土的强度有一定的提高，密实度也较高。经过试验分析，此层土体部分具有膨胀性，土质结构较紧密，粘粒含量部分较高，压实度尚可，少部分不满足填筑标准，填筑质量尚可。

同时根据历次勘察资料，该工程段堤身土体碾压较不均匀，局部土质结构较松散，在不同部位和高程其填筑质量均不同：临水面至坝顶附近的贴坡土（O1层）成份复杂，部分土体还具有弱膨胀性，该土体填筑质量较差；背水面表层为重粉质壤土覆盖层，在高水位和集中降雨时易发生滑塌、冲沟等破坏；堤身填土（O3层），主要分布在老堤上，经过多年沉降固结，土质结构较紧密，粘粒含量部分较高，压实度尚可，少部分不满足填筑标准，填筑质量尚可。

3.2 历次堤防加固断面变化情况

1）1957年，堤顶宽5.0m，设计堤顶高程19.9m，内外边坡1∶3～1∶4。

2）1963—1966年，堤顶宽5.0m，堤顶高程20.0m，在堤内外坡14.6m高程处设平台，平台宽20.0m的堤段为142+150～141+400，平台宽8.0m的堤段为143+200～142+250和141+400～141+000，平台以上边坡1∶3，以下1∶5。

3）1977年，在堤防内外高程15.5m处设15.0～30.0m宽的平台，堤顶高程20.3m。

4）1977—1985年，堤后进行了吹填，堤后30.0m范围内沟塘全部填平。

5）1994—1998年，加固工程设计标准断面堤顶宽8.0m，堤顶高程21.5～22.0m，内外边坡1∶3，内侧于15.5m高程处设宽30.0m的平台，平台以下边坡1∶5，外侧于15.5m处设宽度不小于20.0m的平台。并在141+613～144+900堤段内堤坡主要采取泥浆泵冲填方式加培，底部帮宽10.0～20.0m，顶宽2.0m，堤顶加高0.8～1.5m。

经过这些加固后，大堤形成了“金包银”的断面形式，见图1。

图1 “金包银”的断面示意图

4 堤身主要问题分析

1）堤身填土土质差、含水率高，堤身土体强度弱。据历年勘察成果，均揭示了迎水侧表层贴坡土土质结构松散，含水率高，压实度低，筑填质量差，大部分不满足筑填标准，且部分土体具有膨胀性。另据现场调查、室内试验和以往资料分析，堤身内土体含水率高，接近饱和状态，这主要是由于堤防填土土质差，加培方式不利于及时排出堤身含水，无排水措施而造成的。堤身土体长期受堤内积水浸泡，使其物理力学特性发生复杂变化，进而引起土体软化，逐渐降低了堤身土体强度，减弱了其抵抗破坏能力，从而使堤坡不满足稳定性要求。

2）堤身填土有涌砂现象。同马大堤桩号142+800～144+400共计1600.0m范围内存在涌砂险情，该段大堤采用的是吹填砂培土加固，砂土表面以粘性土作为覆盖隔水层，施工时是以粘性土作为挡墙以形成砂土吹填区，经分层培高施工，属于典型的“金包银”断面。这种断面布置形式容易造成堤身填土厚度不均，在高水位和集中降雨时，渗透压力增强，吹填砂土上覆粘性土层厚度不够，粉细砂在渗透水压力作用下，突破较薄处粘性土覆盖层的约束，形成涌砂渗透点，后经发展形成大面积涌砂。

5 处理措施方案分析

5.1 堤身散浸、涌砂

该段堤防部分堤身采用的是吹填砂培土加固，砂土表面以粘性土作为覆盖隔水层，属于典型的“金包银”断面，这种断面布置形式容易造成散浸、涌砂，涌砂后的堤身密实度不均匀，强度小，易发生滑塌、冲沟等破坏。建议采取护坡、置换、反滤等处理，降低渗透压力，防止土体继续流失，避免涌砂进一步扩展。

5.2 堤身填土强度低

因堤身表层贴坡土土质结构松散，含水率高，压实度低，筑填质量差，大部分不满足筑填标准。这主要是由于堤防填土土质差，加培方式不利于及时排出堤身含水，无排水措施而造成的。采取对堤身填土进行换填并采取必要的排水措施，以满足堤坡稳定性要求。

5.3 堤身填土膨胀性

因堤身填土料源复杂，具有弱、中等膨胀性。采取对具有膨胀性填土堤身进行换填、加固处理。堤身换填土采用粘性土，压实度不小于93%，为增强堤防边坡稳定性，减小堤身高度，在迎水坡堤脚设置戗台。

5.4 处理方案

1）堤身加培：采用迎水侧堤坡整修加培，堤顶宽8.0m，迎水侧和背水侧堤坡均采用1∶3，加培的土料应采用粘性土，压实度不小于93%。为了增强堤防边坡稳定性、减小堤身高度，在迎水坡堤脚设置戗台，戗台顶宽3.0m，顶面中心高程15.61m，台顶横向排水坡1%，平台外坡1∶4，平台一般自然压实。平台外用拆除块石防护。

2）护坡：整修坡面恢复护坡型式采用混凝土护坡型式，迎水侧堤坡高程18.63～15.61m之间坡面采用自锁式混凝土预制块护坡，混凝土护坡以上采用草皮护坡至堤项；背水坡导渗体表面采用草皮防护。

3）导渗排水沟：在堤后背水坡高程16.00m及坡脚处设置导渗纵沟，两道纵沟之间每隔15.0m设置一道连通导渗横沟，沿堤内侧平台间距50.0m设横向沟一道，与堤脚处纵沟道连通。

6 结语

同马大堤巨网段是典型的软基段，建设初期就因堤基软弱而发生多次严重滑坡、塌方险情，后经几次较大的加高培厚和应急除险加固，险情仍然未能彻底清除。该段堤防除堤基软弱外，还存在堤身填土质量差、强度低及含水率高等问题，造成堤坡稳定性不足、堤内坡渗漏、堤顶道路沉陷等险情，因此，对于未加固堤段堤身，提出合理、有效、经济的加固处理方案，消除堤身潜在隐患，确保大堤安全运行。