珠江西航道堤防工程施工过程中潜在隐患及有效预防措施

郑 毅

(广州市珠江前后航道流域事务中心，广东 广州 510000)

1 工程概况

广州市珠江堤防西航道左岸鸦岗文笔水闸至石井水泥厂段达标加固工程对2.49 km珠江堤防进行达标改造。项目地址位于广州市白云区珠江西航道左岸，项目工程投资20715.4万，工程堤防防洪(潮)标准为200年一遇，堤防工程等级为1级，工程区域地震动峰值加速度为0.10 g，相应的地震基本烈度为Ⅶ度。

2 存在隐患分析

2.1 堤防的滑坡

堤防沿线局部因失稳而出现滑动现象，上部的土堤相对比较均匀，但是下部则出现隆起位移现象，属于典型的滑坡现象。进一步的调研发现，部分土堤滑坡具备突发性的特点，其他滑坡则是由表面的裂缝蔓延而形成的。针对后者而言，可以采取如下措施以降低滑坡的程度。如若洪水的水位比较高，出现滑坡现象以后，有一定的可能性会出现堤坡滑塌事故，情节更为严重者还会导致堤防决口事故发生。

(1)剪切性滑坡。这种类型的滑坡具体的表现形式为纵向裂缝。其出现的原因是土堤的材料抗剪强度比较弱，促使土堤的实际滑动力超过抗滑力。堤坡的下部隆起且向外移动，进而形成剪切性滑坡。

(2)塑流性滑坡。这种类型的滑坡通常是出现在含水量比较高的土堤中。其出现的原因是土体的蠕动作用力导致的。塑流性滑坡滑移速度相对比较慢，当土堤的含水量比较大，且排水效果不理想的情况下，塑流速度会变快，从而形成塑流性滑坡。

(3)液化性滑坡。这种类型的滑坡通常是出现在堤脚部位，其出现的原因是砂层饱和，受到较大的外部作用力，促使砂料处于悬浮状态，失去支撑力，形成液化性滑坡。

2.2 堤防的渗漏

堤防是由土料填筑而成的，土料具有透水性特点。水会顺着堤防迎水面的下侧渗透至堤防中，促使堤防的上部结构处于干燥状态，下部结构处于湿润状态，二者的分界线为浸润线。当水位长时间保持在一个比较高的状态下，若填筑材料选择不合适，或是施工质量无法得到保证，那么堤坡内渗透的水会越来越多，那么浸润线也会随之抬高，土体在长期受到雨水浸泡的情况下，其自身的含水量增大，且土体变得松软，我们将这种现象称之为渗漏现象。渗漏现象是一种比较常见的险情，假若不及时对其进行处理，则会引发更为严重的后果出现。

通过进一步的调研得出，导致堤防出现渗漏事故的成因主要为：①水位长时间保持在一个比较高的状态。②堤坡过于陡峭，堤身断面过小，导致浸润线变高。③堤身部位粗壮砂层，且砂层的透水性比较强。④堤坡的上部结构回填土料，土料的压实度不满足规范要求，促使分段接头质量不达标。⑤堤防自身存在质量缺陷，例如，蚁穴等。⑥堤身回填不密实。⑦堤坡的基础透水性比较强，且后期未采取必要的防水措施。

2.3 堤防的管涌和流土

当堤坡的水位比较高时，堤坡的基础可能会向外渗水，导致堤防的坡脚出现流土或是管涌现象。从水文条件与水力特征进行分析，可以分为两种不同的情况：

(1)在水力渗流的影响下，沙砾土中的细颗粒会随着水流在孔道中不断地移动，直至被水流带出基础外部，这种现象可以称之为管涌现象；

(2)土层中的渗水速度不断增大，导致堤防基础表面的土体隆起，土体松动导致水土流失，这种现象称之为流土现象。流土现象与管涌现象通常都是出现在堤防的背水面，出水口部位会冒出细沙或是细颗粒。出水口的孔径小大不一，小孔径的如蚁穴般大小，大孔径的可以达到几十厘米。管涌会随着水位的提高持续恶化，当高水位持续的时间越长时，涌水量也会随之而增大，且孔口的孔径也会变大，若不及时采取有效的措施进行处理，则会导致堤身坍塌。

2.4 堤防的裂缝

施工单位对10处比较明显的裂缝进行检测。利用雷达检测以后发现裂缝凸显出贯穿的趋势，裂缝管道深度均超过1 m，例如， 0+100部位，1.0 m 深度部位存在同相轴错断现象，但是在1.5 m 深度部位的同相轴幅度并不是很大，只是出现粗壮成局部间断现象，由此可以确定裂缝的1.0～1.5 m深度部位，其检测结果可以参照图1中信息所示。

图1 0+100桩号处探地雷达剖面

堤身裂缝渗透雨水以后，非常容易形成天井、沙坑，使堤防的完整性受到影响，当大水渗入堤防中，则会导致横向裂缝演变未渗透管道，这种现象对堤坡的安全性会造成巨大的影响。

2.5 夹砂层及松散砂土类隐患

堤防沿线出现松散砂土、夹砂层，使用探地雷达进行探测。结合雷达剖面图可以发现，1～4 m 深度部位同相轴呈现的画面较为杂乱。由此可以确定该部位的土质均匀性不是很理想。

散砂土、夹砂层对堤防的影响具体为： ①渗透系数提高，在洪水期非常容易出现渗水现象，可能会导致管涌现象出现。 ②地震时会导致液化现象出现，促使堤身产生裂缝、喷水冒砂现象，降低堤防的稳定性。

3 有效预防措施

3.1 滑坡的预防和处理方法

滑坡预防最有效的措施是保证设计的合理性，同时保证施工时土料的质量满足设计及规范要求，土料的压实度必须达标。后期管理维护过程中，妥善的进行养护工作，当水位增长或是出现其他不利情况时，可能会导致滑坡破坏，需采取必要的预防措施。具体的防护措施为：坡脚部位通过压重的方式进行固脚处理，同时采取防渗、导流措施，降低地方的浸润线。若出现滑坡的预兆时，在抢救时间宽裕的情况下，全力进行抢护。

导致滑坡现象出现的核心原因是堤防加高培土，这其中也存在其他影响因素。通常情况下，都是施工过程中，基础清理不彻底，残留有树根、卵石等杂物，当有机物腐烂以后，形成滑坡体，进而促使滑坡出现。在处理滑坡时，当发现堤身存在纵向裂缝时，应该第一时间采取合理的措施进行处理。将腐殖土清理干净，回填新土，碾压密实。

3.2 渗漏抢护措施

(1)灌浆的处理方法。采用灌浆的方式填充堤身孔洞部位，在堤身内设置一道防渗墙，还可以提高松软土的密实度。浆液选择使用黏性土水泥浆，保证浆液拥有足够的填充空间，将缝隙全部填充密实。泥浆的配比可以直接在施工现场通过试验的方式进行确定。

(2)开沟导渗的处理方法。将出现渗水现象的最高点作为起点，施工至坡脚部位，沿裂缝发展的方向开挖一定数量的斜沟，斜沟与堤身之间的角度控制在45°～60°之间，竖向沟与斜向沟应该相互贯通。通常情况下，沟的宽度设计为0.3～0.5 m,沟的深度设计为0.5～1.0 m,沟的间距设计为6～10 m。沟内需要严格地按照管理规范的要求设置反滤层，开挖作业完成以后立即进行回填作业，避免出现沟壁坍塌事故[1]。

(3)防渗土工膜处理方法。若事故所在地缺乏黏性土时，可以使用土工膜作为保护层。其具体的施工方法为：先确定堤身部位的施工条件，而后有针对性地选择土工膜的型号与规格，在铺设土工膜之前，施工人员将边坡表面清理干净，保证土工膜铺设过程中不会出现损坏现象；结合坡面渗水的面积确定土工膜铺设的宽度。土工膜按照满铺的方式进行作业，铺设子边坡坡脚外侧1 m部位即可。若边坡的长度不足时，可以选择搭接的方式进行作业，但是需要注意的是，搭接的长度不得超过0.5 m；正式铺设之前，需将土工膜的下边折叠为卷筒状，然后在其内插入钢管，这样可以保证土工膜紧紧地密贴在坡面。当土工膜铺设完成以后，将装有砂石的麻袋堆放在土工膜表面[2]。

3.3 管涌和流土的抢护措施

3.3.1 反滤围井

(1)砂石反滤围井。在砌筑围井过程中，将砌筑范围内的杂物清理干净，使用土袋垒砌围井。围井砌筑的高度应该是以水流不会将砂层夹带出井口为标准。按照出水口的数量确定围井分布的范围，结合施工现场的实际情况可以设置独立围井，也可以设置多个围井。围井与堤坝连接部位不得出现漏水现象。

(2)土工织物反滤围井。在砌筑过程中，其施工方法与砂石围井的方法基本上是相同的。在清理地面时，不断需要将杂草、树根清理干净，地面的尖锐物体也应该清理平整，然后作平整处理，开始铺设土工布，土工布铺设完成以后，在其表面回填40～50 cm的透水材料。

(3)梢料反滤围井。这种类型的围井比较适合设置在砂石比较少的部位。细梢料可以选择使用麦秸、芦苇，填筑的厚度控制在30～40 cm之间，其他施工工序则与砂石围井保持一致即可。但是在回填料回填完成以后，需要在顶部使用大石块预压处理，避免梢料漂浮流失。

3.3.2 反滤压盖

(1)砂石反滤压盖，这种施工方法铺设回填料的面积相对比较大，所以使用砂石的方量也会随之增大。在回填料充足的情况下，可以优先考虑使用这种方法。在回填之前，先铺设，需要先将铺设范围内的杂物清理干净，将软土挖除。若存在少量的涌水现象，可以使用石块进行填筑，降低水势。铺设完成以后，在其表面铺设一层粗砂，粗砂的厚度大概为20 cm即可，最后做压石处理。

(2)土工织物反滤压盖。土工织物压盖施工方法与砂石压盖的方法是一致的。首先将基础清理干净，然后使用石块降低水势，铺设土工织物，再铺设砖、砂石料，保护层的厚度大概为40～50 cm，最后做压石处理[3]。

3.3.3 减压围井

(1)无滤层围井。在鼓水部位使用土袋砌筑围井，当围井的水位升高时，围井砌筑的高度也应该随之增高。以稳定险情为核心目的。

(2)无滤层水桶。若鼓水面积非常小，那么可以使用木桶或是铁桶进行处理，将桶装置在出水口部位，桶的四周使用土袋作加固处理，从而形成无滤层水桶围护。

3.4 裂缝抢护措施

(1)开挖回填。这种抢护方法的效果最为彻底。比较适合使用在无纵向裂缝的滑坡中，经过实践论证这种方法可以取得良好的抢护效果。在正式开挖作业之前，应该使用石灰水灌注在裂缝中，从而掌握裂缝的深度与发展趋势，便于指导施工人员进行开挖作业。开挖过程中，都是将开挖断面设置为梯形断面，开挖的深度应该超过裂缝30～50 cm。边坡可以有效地满足管理规范的要求。开挖出来的土方不得堆放在开挖坑的边缘，保证边坡拥有足够的稳定性。

(2)横墙隔断。这种方法比较适合使用在横向裂缝抢护工作中。详细的施工方法为：沿着裂缝发展的方向开挖沟槽，沟槽与裂缝垂直方向的间距为3～5 m。沟槽的长度通常为2.5～3.0 m，其他施工工序与前文叙述方法基本一致。假若裂缝的前侧与临水相互贯通，那么在开挖之前，需要采取截流措施。假若背水坡出现漏水现象时，那么需要在背水一侧设置反滤层，以保证不会出现水土流失现象[4]。

(3)封堵缝口。使用干细沙土灌入裂缝中，然后使用竹板将其振捣密实。灌注作业完成以后，作封堵处理，避免雨水浸入[5]。

3.5 加强隐患监测

现阶段，我国的科学技术飞速发展，堤防检测倾向于自动化、智能化的方向发展，在堤防沿线关键部位设置监测点，安装传感器，采集检测数据，传感器会将监测到的数据传输至主控制站，主控制站能够完成检测数据的发送、接收、存储、分析、评价。当参数数据全部采集完成以后，管理系统会自动对其进行综合化的分析，提供分析报告，该报告对于防洪抢险具有重要的指导意义。

4 结 语

河道堤防维护养护工作至关重要，其与地方的公共安全、居民的幸福生活息息相关。所以，必须要加大对堤防维护养护工作的重视度。维护人员应该加强自身的专业素养，严格地按照规范要求对堤防进行养护，将安全隐患全部消除，以保证河道拥有抵御洪灾的能力。