徐海涛,张怀龙,吴华
(章丘黄河河务局,山东章丘 250210)
黄河下游近堤坑塘的成因及防治建议
徐海涛,张怀龙,吴华
(章丘黄河河务局,山东章丘 250210)
近堤坑塘是对堤防工程安全形成威胁的严重隐患之一,本文对其成因、危害进行了分析,并提出针对性地治理措施。以消除隐患,保证堤防安全。
黄河下游;近堤坑塘;成因分析;防治措施
黄河堤防是黄河下游防洪的主要工程措施和重要屏障,维护堤防工程安全对于保证抗洪抢险有着决定性的意义。影响和危害堤防工程安全的因素和隐患有很多,近堤坑塘就是对堤防工程安全形成威胁的严重隐患之一。
1.1 自然地貌形成的天然洼地
由地质地貌变化后遗留下来的天然洼地,在筑堤时大堤线路经洼地附近,堤内河道由于多年行洪或洪水漫滩淤积抬高,堤外洼地自然就成为现今的近堤坑塘。
1.2 历史上洪水冲刷形成的冲刷坑
1)因历史上发生黄河决口、溃口形成的冲刷坑,在决口堵复后于临背河遗留的冲刷坑剩余部分。如章丘市陈家窑背河坑塘,该坑塘位于黄河右岸,章丘市黄河乡陈家窑村西背河堤脚外,相应大堤桩号87+800~88+180,顺堤宽度为380 m,与大堤斜交,主要部分长1 000余m,系清光绪廿七年(公元1901年)六月廿四日夜黄河决口冲刷所致,100年来,该坑塘终年积水,平均水深3.5m左右,最大水深6.5 m。该坑塘在1954年、1958年、1976年、1985年和1996年洪水期间曾经分别出现不同程度的渗水险情,主要表现为在洪水偎堤后塘内水位迅速上升,背河堤坡表面被渗水浸润饱和并有渗水逸出,为历年防洪薄弱堤段,也是防守的重点堤段。
2)顺堤行洪冲刷坑。由于历史上洪水顺大堤行洪冲刷堤脚形成较深的冲刷坑。如章丘市王家圈临河近堤坑塘为历史上几次大洪水时顺堤行洪在堤前冲刷而成冲刷坑,该坑顺堤长250 m,平均宽度80 m,最大水深5.4 m,常年积水。
3)历史上古河道遗迹。黄河夺大清河入海后,两岸筑堤将原大清河支流截断后,大堤背河侧的支流古河道遗留部分经多年变迁成为临近大堤的坑塘。
1.3 人为形成的坑塘
1)沿黄群众在开发沿黄经济活动中,在大堤临背河附近开挖的有一定深度的藕塘、鱼塘,面积形成规模。
2)沿黄村镇的砖瓦生产企业为生产砖瓦违规在大堤附近大量取土形成的深度和面积具达到一定规模的坑塘。
3)因近年来大堤加培对土料的要求,在大堤附近取土形成的面积规模较大取土坑形成坑塘。
1)背河近堤坑塘在高水位时,因临背河水位差大,发生浸润线出逸点在背河坡暴露,在渗流动水压力作用下会发生渗水等险情影响堤防工程的稳定。
2)如果堤基下存在强透水层,水流渗透力不断带走渗透通道中的土颗粒,会引发的水下管涌、漏洞等险情,此类险情隐蔽性较强,不易发现,且抢护难度大,常因影响抢险时机而造成威胁堤防安全或更严重的后果。
3)位于临河的坑塘破坏了地表的不透水层或弱透水层,高水位时易造成渗流沿地表下强透水层流到背河堤脚外地层,在渗流压力作用下,产生“牛皮包”,或穿透地面形成管涌险情。当临背河同时分布有坑塘时,若两坑塘有强透水层相连,形成透水通道,极易造成渗流快速通过,发生渗透破坏,形成管涌甚至堤基发生变形破坏,且险情发展速度快,抢护难度大,一旦不慎,极易酿成大祸。
鉴于近堤坑塘对大堤安全的威胁和对防汛的重大影响,从维护堤防工程抗洪强度,确保防洪安全角度出发,加强对近堤坑塘的治理是非常必要的。黄河水利委员会也于2000年以来数次安排对黄河下游近堤坑塘进行调查统计,并对下游近堤坑塘作为险点进行编号登记,掌握了基本资料。
根据防汛工作“安全第一,常备不懈,以防为主,全力抢险”的方针,从“安全第一”和“以防为主”争取防洪工作主动的角度出发,对近堤坑塘进行治理,消除隐患,降低威胁堤防安全的系数,是非常必要的。近堤坑塘的治理,须遵循“增强临河防渗,采取背河压渗,延长渗径,减小或消除渗透破坏,保证堤防安全”的原则,主要有以下几种方法和措施。
3.1 临河截渗阻断堤基渗水通道
将坑塘堤段临河的堤河或砂质土表层向上下游延长适当范围,以渗透系数小的粘性土填塞或覆盖,做成粘土铺盖,截堵临河渗水通道;也可在此堤段临河堤脚外用抽槽换土的方法防止堤基渗漏,根据地质钻探资料,开挖沟槽至透水层以下0.5~1 m,在槽内填筑粘性土或铺设防渗土工膜配以一般土填筑,形成截渗层;对临河坑塘组织回填,回填时在底层和表层铺设粘土或土工膜等防渗材料,达到止渗阻漏的目的。
3.2 加固堤防,提高堤防抗洪能力
1)修做黏土前戗。在临河修筑粘土前戗,降低浸润线高度,降低堤身渗水坡降,提高堤身稳定程度。
2)对堤基进行灌浆加固。对堤基采取帷幕灌浆,使之形成一道防渗帷幕,阻断渗水通道或延长渗径,降低发生渗透破坏的出险几率。
3)机淤后戗加固。按2000年设防标准对坑塘堤段进行淤背加固,加大了堤身断面并形成较大盖重,盖重发挥的压渗作用,能有效解决堤段堤身单薄和堤身堤基渗漏的问题。
3.3 机械化施工土方填塘
采用土方施工机械由土料场挖运土料至坑塘进行填平。如塘内有水,若时间允许,可先进行排水后填垫;如时间不允许,采取进占法填垫。此措施是在防汛情况特殊下紧急处理近堤坑塘隐患的应急度汛措施。
3.4 处理方式的选择
对于面积较小,工程量不大且对堤防工程威胁相对较小的临背河坑塘,可直接做机械化施工填塘处理或制定应急度汛措施;对面积较大,整治处理工程量较大且对堤防工程威胁较重的背河坑塘,可采用临河开挖截渗槽回填黏土截渗、粘土前戗的方法,背河在一定范围内按规定的标准淤背固堤的方法处理隐患。
3.5 加大宣传和河道管理力度
加大宣传力度,尤其要加强对沿黄群众进行《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国河道管理条例》等国家和地方有关水法规的宣传,使其了解近堤坑塘的危害,增强其法律意识和水患意识,使其自觉遵守有关水法规和《中华人民共和国防洪法》规定,积极维护防洪工程保护地完整。
加强对河道和防洪工程保护地的管理力度,及时发现并制止防洪工程保护地范围内违章取土和挖坑造塘现象,防止出现新的近堤坑塘形成隐患。
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(责任编辑 迟明春)
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1009-6159(2016)-11-0035-02
徐海涛(1973—),男,工程师