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黄广大堤武穴龙坪闸西坝散浸险情核查分析报告

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  摘 要:文章以黄冈市武穴龙坪闸西坝散浸险情工程为例,详细介绍了该工程的地理位置、堤防基本情况、堤防建设与管理情况、汛前堤防性状,进而对险情处置及出险原因进行了分析,在此基础上提出了全面整治意见,以确保黄广大堤武穴龙坪闸西坝堤防防洪安全。
  关键词:散浸险情 防渗加固 堤防防洪
  1.基本情况
  1.1 地理位置
  黄冈市武穴龙坪闸西坝散浸险情位于武穴市黄广大堤龙坪堤段,属于武穴市龙坪镇,国家二级干堤,黄广大堤相应桩号64+300,距龙坪闸(桩号64+161)139m,管理单位是武穴市河道堤防管理局。
  1.2 堤防基本情况
  该险情在黄广大堤桩号59+500~64+500细朱河—胡胜垸之间,本段属单一~多透水层堤基。表层砂壤土后0.5~1.5m;中部壤土夹粘土,淤质粘性土和沙壤土、粉砂等,厚度11~20m;下部细砂、中砂。基岩顶部高程-63~-89m,堤身壤土夹沙壤土和少量粉砂,K=1.23×10-4~4.8×10-5。
  已采取过的除险加固措施包括堤身加固项目包括堤身加培、内外平台填筑、内外护坡、锥探灌浆、堤顶路面硬化等。
  1.3 堤防建设与管理情况
  (1)堤防建设情况。根据初步设计审查批复和补充初设审查批复意见,黄广大堤加固工程主要加固内容分述如下:
  ①堤身加培。加固设计断面:堤顶高程按设计洪水位加1.5m超高确定,堤顶高程25.329m(吴淞高程),堤顶宽度为8m。内外设计边坡均为1:3。考虑防汛管理方便,1996年审查批复,堤顶设简易泥结石路面,保证晴雨通车。2002年经专项工程审查,全线改为混凝土路面。
  堤身帮培原则:迎水面干砌石护坡堤段,用壤土帮内坡,以增加堤身的渗透稳定性能。
  迎水面护坡加固设计:干砌石护坡,因护坡年代久远,质量较差,下部进行局部翻修,上部进行了干砌石护坡接高,并进行了坡面勾缝。
  内外平台:结合堤基处理,确保禁脚宽度,设内外平台。内外平台宽30m,高程是21.5m,平台边坡1:2。
  ②堤身防渗加固。黄广大堤位于黄广冲积平原上,堤身填土以壤土、粉质壤土为主,次为粘土,砂壤土和少量粉砂;由于大堤是在500年的历史中逐渐形成的,受当时的人力、物力和施工水平的限制,只能就地取土,就地填筑,堤身质量较差。局部堤段堤身土质混杂,使堤身干密度偏小,力学强度偏低,根据50段注水试验,其堤身渗透系数K≥10-4cm/s的堤段,占总数的46%。说明堤身渗透性较大。根据水规总院对初设补充报告审查批复,对黄广大堤堤身进行全面锥探灌浆。
  (2)历年出险情况。1983年汛期平台脚发生严重溶脚散浸,堤面产生纵向裂缝长27m,缝宽8mm,冬季重新翻筑,深约2.7m。1995年、1996年汛期堤脚公路坡脚均发生散浸,1997年进行加固,1998年平台坡脚有散浸发生,1999年散浸有所减少,2002年再次作锥探灌浆处理。多年来,由于长江水位一直不高,检查未发现异常情况。
  (3)除险加固处理情况。1998年对该段堤身进行了加高培厚,填筑内外平台,2002年该段堤身采取了锥探灌浆处理,以后陆续进行了护坡接高、路面硬化等。
  (4)运行维护情况。黄广大堤武穴段的运行管理单位是武穴市河道堤防管理局,管理单位根据工程的实际情况和年度经费情况编制每年的管理和工程维修养护工作计划,对辖区内的堤防填补雨淋沟缺、内坡杂草清除补植、外坡护坡维护、堤顶路面养护、内外平台防浪林和护堤林采伐更新等工作。
  1.4 汛前堤防性状
  2017年2月22~23日,武穴市河道堤防管理局主要领导带领工程技术人员徒步对武穴市境内黄广大堤(龙坪朱河至田镇盘塘,桩号58+865~87+340,长度28.475km)、黄冈长江干堤(田镇马口至田镇韩垸,桩号98+300~105+564,长度6.014km,不包括山丘长度)对堤防、崩岸、涵闸、防汛道路进行了拉网式的全面检查,对汛前检查中发现的安全隐患问题及时落实整改。在汛期检查过程中,把该堤段作为历史险情重点堤段进行详细的检查,没有发现该险情处发生异常情况,并编制了度汛意见。
  2.险情描述和分析
  2.1 2016年出险情况
  今年汛期水雨情情况。武穴市累计降雨1488.7mm,比多年平均同期992.5mm多496.2mm,比多年平均同期多5成;主汛期5月1日至7月10日,累计降雨933.5mm,比多年平均同期520.0mm多413.5mm;特别是入梅以来,武穴市遭遇4轮强降雨过程,降雨持续时间长、强度大、频率高、范围广、危害重历史罕见。武穴长江水情:7月2日8时长江武穴站进入设防20.55m(超0.05m),7月4日20时进入警戒水位:21.52m(超0.02m),7月9日14时达到今年最高水位22.58m,7月27日18时退出警戒水位22.48m,8月4日19时退出设防水位20.49m。
  出险堤防河段河势基本稳定,江左河道呈现淤积趋势。
  出险过程:7月5日23:35分,长江武穴段水位21.72m,巡查人员发现黄广大堤桩号64+300内平台坡脚与地面交界处高程18.5m出现3个直径分别为3cm、2cm、3cm管涌,流出清水,带少量泥沙,险情类别属散浸。
  2.2 險情影响、处置情况及效果
  险情发生后没有造成人员伤亡和财产损失。
  险情发生后,指挥部立即采取技术人员提出的开沟导滤方案,采用Y字形导滤沟进行3级导滤,处理后险情稳定,流出清水,不带砂,在后期水位上涨,险情没有发生变化。
  2.3 出险原因分析
  该堤段位于黄广大堤桩号59+500~64+500处,根据初步设计报告揭示的地质情况,该堤段基础覆盖层厚约11.5~21.5m,上部为壤土、砂壤土,厚0.5~1.5m;中部为壤土夹粘土,厚11~20m,下部为细砂和粉砂。覆盖层下为强透水深厚砂层。
  渗流分析,堤基覆盖层虽然较厚,但中下部土层透水性较强,上部粘土层很薄,而渗透压力较大,故抗浮安全系数普遍较低,整体抗渗条件较差,又因粘土渗透性很小,使基础表层不易产生溢出坡降,险情难以发现。因此该堤段的险情容易被表面现象忽视。初步设计堤基加固措施采取填筑内外平台。1998~1999年大洪水汛期间龙坪堤段也发生多处散浸险情。出险的原因主要是由于历史性形成的堤防堤基土质差、原堤身填筑土较杂、回填质量差,堤平台脚易发生散浸险情。无设计、施工质量、管理方面和人为造成的问题。
  3.全面整治意见
  龙坪闸西堤段:堤基覆盖层虽然较厚,但因其中有多层透水性强的粉砂、砂壤土,深部砂层因覆盖层总体较厚,对堤基影响很小;覆盖层厚度达11.5~21.5m;上部砂壤土的渗透水流,对堤角附近产生较小的溢出坡降。1993年初步设计堤基加固措施采取填筑内外平台。1998~1999大洪水汛期龙坪闸西堤段在内平台脚出现过散浸险情。2000~2001年补充初步设计针对险情状况在补充地质勘探和渗流分析计算后,对龙坪堤段地基进行了锥探灌浆处理。根据历年和2016年发生的险情和堤防工程情况,建议对2016年出险的龙坪闸西堤防浅层堤基采取反滤坝处理方案,保障堤防工程安全度汛。
  在桩号64+267~64+494内平台边坡砌筑反滤坝,长度227m,碎石垫层10cm,干砌石厚度35cm,工程直接费约25.50万元。
  4.结束语
  综上所述,龙坪闸西出现散浸的原因是历史性形成的堤防堤基和堤身填筑土质及填筑不密实的原因。针对此,文章提出以下建议:(1)增加工程维修养护费用。(2)加强先进设备的投入,加快防汛工作现代化进程。(3)定期进行涵闸安全鉴定。按照《水闸安全评价导则》(SL 214-2015)规定水闸投入运用后15~20年,应进行一次全面安全鉴定。
  参考文献:
  [1]GB 50201-2014,防洪标准[S].北京:中国标准出版社,2015.
  [2]彭加强.对无为大堤防洪标准的几点认识[J].人民长江,2008(18): 45-46.
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