高边坡填筑堤防工程边坡排水措施的探讨

闫 侃

(陕西水环境工程勘测设计研究院，陕西 西安 710018)

眉县干沟河～霸王河口河段原为渭河右岸高岸坎无堤段，为响应陕西省委、省政府《陕西省渭河全线整治规划及实施方案》精神，实现陕西省渭河“常遇洪水不成灾、设防洪水保安全、超标洪水有对策”的防洪目标，实现眉县段渭河右岸防汛通道、便捷畅通的沿渭交通圈、改善河道生态环境，服务于沿岸经济产业和社会文化发展，宝鸡市眉县县政府决定对该段河道采用堤路结合的形式，建设该段防洪工程。

1 工程概况

眉县干沟河～霸王河口段堤防工程上起干沟河河口，下游霸王河河口，治理河道长度约7 km。全段除蔡家崖段坎下鱼塘为了自保修建了生产围堤外，其余段均为高岸坎无堤段。高岸坎处岸坎高程在498.5～507 m之间，河滩高程在480～470 m之间，两者高度相差较大，最大处高差约35 m。天然岸坎坡比为1:0.5～1:2.0之间。项目区设计堤顶高程与背水侧高边坡高差约13～35 m，堤防背水侧高边坡均属第四系松散岸坡，地层岩性由密实度较差的壤土、卵石及砾石组成，上部壤土层厚约6～10 m，下部卵砾石层厚约8～25 m。

2 存在问题

2.1 堤防填筑期堤基填筑料中大量细颗粒随背水侧高边坡地下水渗流而被带出

由于项目区地下水位较高的水文地质特性及堤防填筑初期受高边坡开挖施工扰动影响，部分堤段背水侧高边坡出现渗水，渗水出逸点位于高边坡坡脚以上1.5m范围内，渗水全部渗入堤基填筑砂砾料层，从临河侧流出，并带出大量填筑料中细颗粒，严重影响堤防填筑质量。

2.2 堤防运行期高边坡上部壤土层受大气降水坡面径流影响，坡面破损严重

堤防背水侧高边坡地层岩性主要由上部壤土层及下部卵砾石层组成，上部壤土层在大气降水的作用下，沿坡面径流方向形成小冲沟，并有逐年扩大的趋势，从坡面小径流形成面状侵蚀带，使岸坡地形愈加破碎；下部卵砾石层受坡面径流冲刷小颗粒流失而引起坡面垮塌。

2.3 堤防运行期高边坡下部卵砾石层遇水物理性质降低，边坡稳定性降低

由于高边坡下部卵砾石层土质松散，颗粒之间粘聚力较差，根据项目区水文地质特性，堤防背水侧高边坡坡脚地下水出逸点受降水量的多少而高低变化，受土质的非均匀性、坡体地下水渗流力的影响，土体内原有应力平衡状态破坏，同时受渗水浸润影响，坡脚土体软化，上部土体失去支撑，导致高边坡稳定性降低。

3 对边坡排水问题的处理措施

3.1 堤防填筑期高边坡地下渗水处理措施

针对工程区高边坡段堤防填筑期出现的地下水出逸形成的散渗(局部段存在泉眼)问题，为避免堤防填筑土料阻断地下渗水出路及堤基填筑料中细颗粒随地下渗水流失，造成堤基破坏，根据地下渗流出逸高度等因素分析，设计要求堤基填筑材料优先采用高边坡开挖砂砾料，砂砾料不足时对设计堤顶以下2.5 m范围内可采用粘性土填筑；堤基填筑前在高边坡坡脚和坡脚至堤防堤基范围内分别布设纵、横向排水盲沟，以汇合并集中导排地下渗水至堤前滩面。排水盲沟内部为50 cm厚碎石排水体，外部包裹30 cm厚反滤层及反滤土工布。

图1 堤防施工期岸坡地下渗水漫坡散渗 图2 堤防施工期排水盲沟集中导排渗水

图3 堤防工程修建前渭河河滩 图4 堤防工程修建后河滩景观

3.2 堤防运行期坡面径流处理措施

针对堤防运行期坡面径流引起的坡面破坏，设计在坡顶设置截水沟，以拦截塬面径流减小坡面径流冲刷，坡面及马道设置纵、横向排水沟，以汇集坡面径流，利用坡脚集水井和穿堤涵管集中排入渭河；上部雨水冲刷土质边坡，采用撒草籽植草护坡，利用植物的覆盖及根系对边坡的加固作用，保护边坡免受雨水和坡面径流的冲刷；下部卵砾石层坡面采用混凝土骨架植物护坡，利用混凝土骨架及骨架挡水缘将坡面划分为小单元，并截流、分流减小坡面径流入渗，对边坡产生破坏；骨架内植草，降低骨架内雨水的下渗速度，同时植物根系对松散的卵石起到一定的加固作用。

3.3 堤防运行期高边坡地下渗水处理措施

针对堤防运行期雨水较多时岸坡地下水位抬升，出现的堤防顶部高边坡坡脚地下渗水，设计在堤防顶部高边坡坡脚设置挡土墙，并安装排水孔以排泄丰水期边坡地下渗水，挡土墙最下部排水孔距离堤顶20 cm。

4 工程效果及效益分析

眉县右岸渭河干沟河～霸王河口段堤防工程施工过程中经高边坡坡脚和坡脚至堤防堤基范围内分别布设纵、横向排水盲沟设置，避免了地下水漫坡散逸的现象，高边坡地下渗水基本通过横向排水盲沟排至堤防临水侧坡脚，堤防建成运行期间未出现坡面渗水现象；2014年眉县右岸渭河干沟河～霸王河口段堤防工程及岸坡治理工程基本建设完成，工程运行期间，堤防背水侧高边坡设置的坡面纵向排水沟、马道横向排水沟、坡脚集水井、堤顶排水沟以及坡脚挡土墙在汇集、排导坡面径流和排泄岸坡地下渗水等方面均充分发挥其功能，达到设计预期效果。

在眉县右岸渭河干沟河～霸王河口段采用堤路结合的方式进行堤防建设，不仅形成渭河右岸上、下游连续的防汛交通体系，同时结合临水侧堤坡、原河道滩面鱼池、莲菜河等景观改造，大大改善了工程区河道生态环境，原来鲜有人来的烂河滩成为一处周边群众茶余饭后休闲娱乐场所，为陕西省渭河沿线增添一道亮丽的风景线。

[1]陕西水环境工程勘测设计研究院.陕西省渭河全线整治渭河右岸眉县干沟河口～霸王河口段堤路工程初步设计报告.2012.2.

[2]陕西水环境工程勘测设计研究院陕西省渭河全线整治渭河右岸眉县五回寺～红东村级干沟河口～霸王河口段岸坡治理工程初步设计报告.2013.9.