芜湖市中江塔段堤防渗漏处理工程浅析

汪国骏

（芜湖市河湖管理处，安徽 芜湖 241000）

1 工程背景

中江塔位于芜湖市镜湖区沿河路滨江公园，中江塔段堤防长约75m，迎水侧为青弋江入长江口，中江塔位于堤身上方。该段堤防亲水平台顶高12.56m（1985 国家基准高程），高于该段设计洪水位11.56m（1985 国家基准高程）。因为中江塔文物存在，堤防钢筋砼防洪墙上下游未连接封闭，该段工程迎水侧仍为浆砌石挡墙，未做防渗处理。堤防背水侧紧接沿河路建有下穿隧道，下穿隧道底板高程7.71m（1985 国家基准高程）。穿隧道工程于2007 年竣工，工程施工时，隧道临中江塔侧采用水泥土搅拌桩支护施工，最近处距离中江塔边缘约3m。

中江塔段堤防堤身土不密实，形成了渗漏通道。2020 年汛期洪水，迎水侧江水达到9.08m（1985 国家基准高程）时，背水侧下穿隧道开始渗水，最高水位10.58m（1985 国家基准高程）时，中江塔内灌水，背水侧滨江北路及沿河路下穿隧道灌水，水深约1.8m。经勘查发现，沿河路下穿隧道分缝止水开裂，各渗水点主要从箱涵分缝处渗出，渗水量较大。中江塔段堤防存在的问题对堤防渗流、抗滑及中江塔文物的稳定安全造成严重隐患，同时影响下穿隧道的交通安全。

中江塔防渗工程范围为青弋江入长江口处，该防渗工程的处理有着重要的意义。消除险工险患，确保区域汛期的防汛安全；堤防渗漏处理的同时，可加强对中江塔文物的保护；提高区域的防洪能力，适应当地的开发建设需要。

2 物探监测

为减少对中江塔和相关景区的影响和保证建筑物安全，拟采用物探无损检测方法，利用地质雷达对重点堤坝段进行检测，查明堤坝隐患异常点，为后续灾害治理提供物探资料。雷达波具备较强的穿透力，并且检测应用范围广泛，尤其是复杂结构，最适宜应用该技术进行检测。本次对于中江塔段提防的检测中可以充分利用其较高的检测精度和较安全的特点。

根据堤坝松散体异常特征，共有3 处松散体隐患异常（编号①～③），隐患最大影响深度约5.2～7m，①号松散体位于中江塔北侧，呈长条形；②号松散体位于中江塔南侧堤坝斜坡处，呈椭圆形；③号松散体局部富水，位于中江塔西侧，平面投影呈葫芦形。受到堤坝周边障碍物干扰，测线探测区域无法在宽度上覆盖整个坝体区，因此实际异常在宽度上可能大于推断的范围，推断松散体靠近中江塔，建议加以处理。

3 防渗方案

根据出险特点、堤身堤基土质及堤身处理经验，对以下5 种方案进行方案比选。

方案一：多头小直径深层水泥土搅拌桩防渗墙。对土层的适应性较强，与周围土体胶结良好，防渗效果较好；施工中必须方法得当，控制严格，才能保证施工质量；该方案对土层地质条件要求比较严格，土体中存在空洞易造成防渗桩在该处断裂。

方案二：高压旋喷灌浆防渗墙。施工场地要求较低，施工速度快，不受堤前水位的影响；施工精度要求高。

方案三：套孔旋挖粘土防渗墙。施工场地要求较低，机械设备简单，进场、施工方便；受堤前水位影响较大，且回填质量要求较高，回填粘土需要去杂经土工试验后使用，同时要保证夯实质量。

方案四：充填灌浆。施工简便，成本低廉；灌浆压力较小，成墙质量可能局部较差。

方案五：袖阀管灌浆。施工简便，施工场地要求较低，机械设备简单，进场、施工方便；灌浆压力较小，成墙质量效果稍好。

综合投资、防渗效果等多方面因素，同时考虑到中江塔为安徽省省级保护文物，且位于堤防上，距离本次防渗处理工程较近。按照“前堵后排”的渗流控制原理结合，本次选取迎水侧防渗墙帷幕加堤身袖阀管灌浆组合防渗措施，同时对堤身进行小压力灌浆。主要内容为青弋江工程出险段右岸堤身袖阀管灌浆长约105m，具体为注浆排距1.5m，孔距1.5m，灌浆深度8.0m；迎水侧高压旋喷帷幕防渗墙长约94m，双排套打，墙深6.0m，防渗墙顶接钢筋砼板（墙）形成闭合圈，钢筋砼板（墙）下设粘土铺盖；开裂止水修复；景观及路面施工后原标准恢复。

4 防渗施工

4.1 防渗设计

本次设计防渗墙底拟进入底基层不小于0.5m。拟做防渗段，底基层大多为淤泥质重粉质壤土、粉质黏土，为微～弱透水，高压旋喷灌浆防渗墙厚度T 按式（1）计算。

式中：H—作用于防渗墙的设计水头；

J—防渗墙允许水力坡降，按有关资料［J］取60。

防渗处理段河道设计洪水位为11.56m，采用堤后常水位7.7m，则迎、背水侧最大水位差值△H=3.86m，防渗墙厚应不小于T=△H/［J］=0.064m，本次设计成墙厚度为0.828m。

本工程采用双排套打高喷防渗墙防渗，施工工艺采用三重管法，两序孔搭接成墙。桩径0.6m，处理深度6m，成墙厚度不小于0.8m，桩间距0.486m，每立方米水泥土中水泥用量不少于300kg，防渗墙渗透系数要求不大于9×10-6cm/s。防渗墙顶与新建钢筋砼板以沥青填充连接，钢筋砼板顶高程至设计洪水位超高位置处，形成迎水侧封闭闭合圈。高喷灌浆浆液采用水泥浆，选用42.5 级普通硅酸盐水泥，水灰比1.0；28d 抗压强度不小于1.0MPa，90d 抗压强度不小于3.0MPa。

针对周边填土质量达不到要求，形成渗漏通道，汛期导致堤身渗流浸润线较高，粘聚力下降导致土体滑动等问题，本工程采取堤顶全工程面范围袖阀管灌浆措施，堤顶全工程面范围袖阀管灌浆，排距1.5m，间距1.5m，灌浆深度8.0m。

4.2 防渗稳定性复核

需对本工程进行渗流分析，根据浸润线计算结果，判断是否需要对堤身或堤基采取防渗措施；计算出逸坡降的大小，可用以判断表层土是否会发生渗透变形；计算堤身背水坡出逸点位置，为堤坡防护型式选用提供依据。

（1）堤身渗流稳定复核。渗流稳定的典型断面选取K0+057。按平面稳定渗流、土层各向同性考虑，计算软件采用北京理正软件设计研究院编制的渗流稳定计算程序，计算结果见表1～表3。

表2 各计算断面水位组合表

表3 K0+057 设计断面渗流稳定计算结果表

（2）堤身抗滑稳定复核。计算断面的选取与渗流稳定计算断面一致。加固后堤防抗滑稳定计算表明，计算断面的岸坡抗滑稳定安全系数满足规范要求，计算结果见表4、表5。

表4 抗滑稳定分析工况表

表5 堤坡抗滑稳定计算结果表

5 结论

经防渗处理后，根据《芜湖市中江塔段堤防渗漏处理工程防渗墙质量检测报告》，防渗墙外观搭接质量较好，现场钻孔注水试验，渗透系数为6.53×10-6～7.61×10-6cm/s，满足涉及渗透系数要求，现场取芯抗压强度1.1～1.3MPa，满足设计强度。高密度电法测试防渗墙均匀性、连续性较好，在工程完工后未出现渗水现象，有效保护了堤后人民生命和财产安全，减轻了地方防汛部门的防汛压力，保障了当地经济社会稳定发展■