上海千年城市规划工程设计股份有限公司 上海市 200441
摘要：近年来，每年汛期国内很多地区都会遭遇险情，很大一部分原因是现状防洪堤防年久失修，堤防高度不达标，堤防自身结构安全存在问题，本文通过某实际项目涉及，对堤防加固设计进行浅析，为类似工程提供可借鉴的参考。
关键词：堤防加固；防渗处理；稳定性
引言
近几年，我国部分地区频繁遭遇洪涝灾害，特别是农村地区农田与房舍遭受淹没，各种生物群落也因洪水淹没引起群落结构的改变和栖息地的变迁，打破原有的生态平衡，受灾地区遭受巨大的经济损失，生命安全也遭受了极大的威胁。部分地区遭遇洪水的部分原因为现状防洪堤防不达标、自身结构安全存在隐患，本文以某工程为例，对堤防加固设计提出方案以及分析。
1工程概况
该工程治理河长10.5km，现状堤防堤身填筑土主要在沿堤线附近就近取土，筑堤土料多为重粉质壤土、中粉质壤土、轻粉质壤土等，部分堤段人工填筑质量较差，结构较松散，堤身局部发生散浸、渗漏现象，抗冲性能差。由于筑堤时多为就近取土，大部分堤段堤内临塘，一般塘深1～3m，塘底高程4～6m，圩区内地势较为低洼，内涝灾害较为严重。这给堤防的安全留下了隐患。现状堤防大多没有护砌，局部堤段进行了护砌和抛石护岸，但所做的护坡及护岸长度不足，经过多年洪水冲刷、淘蚀，现已破损严重，许多护坡块石隆起、块石底部被淘空，护岸抛石也被洪水冲毁、带走，已不能确保安全。历史上也多次发生崩岸、堤身散浸、堤基渗漏等险情。
2 堤身加固设计
现状堤防高程普遍达到设计高程，堤顶宽5～10m，堤身断面内坡坡比一般为1∶2～1∶4，外坡坡比为1∶2～1∶3。根据地质勘查成果及堤防险情资料，对现状堤防进行抗滑稳定复核。根据计算结果，部分堤防的旱埂段由于外坡较陡，堤身断面单薄，堤基分布深厚的淤泥质土层，抗滑稳定不满足规范要求，必须对堤身进行加厚加培处理。
堤身填筑土料渗透系数接近原堤身土体的渗透系数，填筑土料要求以粘性土料为主，宜选择重粉质壤土和粉质粘土，控制填筑土料渗透系数不大于i×10-5cm/s（i=1～5），粘粒含量宜为15%～30%，塑料指数宜为10～20，且不得含植物根茎、砖瓦垃圾等杂质。设计干密度应不小于1.51g/cm3，填筑土料含水率与最优含水率的允许偏差为±3%，填土压实以后，其压实度按不小于0.93控制。
堤身填筑以前必须对原地面、原堤坡的草皮、树根、腐殖质及其它杂物挖除并清理干净，一般清基厚度10～20cm。堤身填筑时应保持应有的水分，并分层碾压密实。对加固堤段，为保证新老堤防紧密结合，必须清除结合部位的各种杂物，坡面需清理成台阶状，并将坡面刨毛，再分层填筑。加固堤段与老堤结合部位应设过渡段，做到平顺连接。
工程区内现状堤防筑堤土料多为堤线附近取土，并经多次加高培厚而成，部分堤段堤身填土质量差，堤身土可能架空或夹粉砂性土，堤身填筑土体不均匀，主要为重粉质壤土、中粉质壤土夹砂壤土、轻粉质壤土等，还有部分堤段堤身土内有腐植物和贝壳。堤防堤身填土干密度一般为1.31～1.67g/m3，数据离散型大，且干密度小于1.50 g/m3的约占40%，反映出填土碾压不均匀，结构较松散。
对于此情况除进行加固加培外，还需加固堤身，设计采用锥探灌浆对堤身进行加固，锥探灌浆在老堤上施灌，为不破坏土体的结构，压力一般控制在0.05MPa以下，浆液采用砂料含量低，流动性大的粘土料浆，粘粒含量不小于20%。灌浆范围为老堤堤顶外肩至迎水侧外坡，每延米堤防断面锥探灌浆排数4排。灌浆孔排距为1.0m，同排孔距2.0m，深入堤基土层1.0～2.0m，平面呈梅花型布置。
3堤基处理设计
另外加固段堤防堤基地质条件较差，上部粘性土厚度小于5m，或上部粘性土层中有较厚软弱土层，存在一定的堤基渗透稳定和变形稳定问题，以及堤岸抗冲稳定问题，有历史险情，需对堤基进行防渗处理。为确定合理的防渗处理方案，从土层条件、建筑物结构、材料来源、施工条件及后期使用等方面对不同的防渗处理措施进行比较分析。
根据《堤防工程设计规范》及已建类似工程经验，堤基防渗处理方案主要有：垂直截渗、堤内设减压沟及水平防渗等措施。
方案1∶垂直截渗一般要求堤基中有微～弱透水性土层作依托层，并且依托层要连续。方案2：堤内设减压沟可用于砂性性土表层的粘性土盖层较薄的情况，减压沟对各向均匀的砂性土层防渗处理效果较好。方案3：水平防渗措施可以采用堤外铺设粘土盖层，或堤内填筑透水盖重及填塘固基等方法。堤外铺设粘土盖层对堤基土层中透水层埋深较深的情况效果较好。
堤内填筑透水盖重平台结合填塘固基的方法适用范围较广，并且堤内有坑塘的堤段渗透稳定问题也较突出，所以采用堤内盖重和填塘为主要措施的水平防渗处理方案较合适。
4 护坡设计
采用硬护坡范围的确定主要考虑以下因素：
①迎流顶冲和河道弯曲的凹岸；
②深泓逼岸，砂壤土和粉砂层出露的堤段；
③近年来迎水面冲刷严重，发生塌岸险情的堤段。
对冲刷严重的堤防，工程上常用的硬护坡型式有混凝土预制块护坡、干砌块石护坡、互嵌式联锁块护坡等。
该三种护坡结构型式如下：干砌块石护坡，护坡厚度30cm，向下依次铺设10cm碎石和10cm粗砂垫层；混凝土预制块护坡，预制块厚度12cm，下铺10cm的粗砂垫层；联锁块护坡的自锁定结构采用楔形榫槽，四边穿插式组装，具有一定的柔性和可靠的稳定性，联锁块开孔率可达33%，孔中植草。砌块厚度12cm。
结语
本文以某实际工程为例，对基本工程内容及设计型式进行阐述，主要涉及堤防加固加培设计、堤防防渗设计以及护坡结构设计，这也是大多数工程中都存在的设计内容，对于年久失修的堤防可从这几个方面着手进行工程处理使得堤防安全得到保障。
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