诸暨市浦阳江治理二期工程堤防防渗处理方案分析

程玉波

摘要：诸暨市浦阳江治理二期工程属于浙江省钱塘江治理工程的一部分，位于诸暨市境内，范围为安华水库以下至店口镇金戈村附近。该工程有6段堤防存在渗漏、管涌险情，需要进行防渗处理，另外，退堤段新建堤防也需进行防渗处理，主要就堤防防渗处理方案进行分析和研究。

关键词：浦阳江治理;堤防加固;防渗处理;农业生产

中图分类号：TV871

文献标识码：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.09.024

隨着中国社会经济飞速发展，水利工程越来越被重视。河道工程是水利工程的重要组成部分，而堤防工程能充分发挥防洪功能，确保人民生命财产不受损害，保障工、农业生产顺利发展，充分发挥河道综合效益，促进社会经济发展。堤防防渗作为堤防工程的重要组成部分，选择合适的防渗处理方案显得尤为重要。

1 工程实施的必要性

浦阳江治理二期工程的实施，是保障民生、维持社会稳定的迫切需要，是保障堤防工程安全运行的需要，是保障城镇、产业集聚区建设的要求，是深入推进五水共治、提升浦阳江水生态环境的需要。

2 堤防防渗处理方案分析

堤防防渗处理包括两部分内容：①现状堤防堤身的防渗处理，本工程共6段堤防堤身存在渗漏、管涌险情;②退堤段新建堤防的防渗处理，本次分两种情况对堤防防渗处理方案进行分析和研究。

2.1 现状堤防堤身防渗处理

2.1.1 堤防渗流控制的目的

堤防渗流控制的目的主要包括：保证堤身和堤基的渗流稳定，其抗渗水力比降和渗透流速满足稳定要求;控制渗流量，尽量减少渗漏损失;控制下游水头，防止渗透变形破坏，保证下游边坡稳定。

2.1.2 堤防渗流控制的原则

堤防的防渗处理一般遵循上堵下排的原则，渗流控制基本措施是“铺、截、排”。铺是指上游的水平铺盖和下游铺盖，截是指对堤基垂直截渗，排是堤基下游的排渗。

2.1.3 堤防渗流控制方案比选

目前，常用的堤防防渗处理方法较多，针对堤身防渗可采用坡面防渗、堤身垂直防渗幕墙等方法，针对堤基防渗可采用铺盖防渗、盖重、排水减压井、垂直防渗幕墙等方法。垂直防渗幕墙可以同时处理堤身、堤基渗漏问题，可以做到堤身、堤基防渗结构的“无缝”联接，避免了由于堤身、堤基防渗结构连接部位处理不当造成的渗透破坏，对需要同时进行堤身、堤基防渗的堤防而言是一种比较合理的选择。近年来，在类似工程防渗方案中垂直防渗以其占地少、防渗效果显著等优点得到大量使用。从类似工程渗流处理措施调查情况来看，水泥搅拌桩（单轴、双轴、三轴）、高压旋（摆）喷防渗、多头小直径搅拌桩、套井回填等应用较为广泛，且取得了一些经验和教训。

水泥搅拌桩：水泥搅拌桩广泛应用于浙江沿海地区，技术成熟、工艺简单、造价低，原状土体经水泥搅拌桩加固后所形成的水泥土的渗透系数比天然土体的渗透系数小很多，具有较好的止水防渗能力，成桩连续性好，质量可靠。水泥搅拌桩的优点是施工快速、安全、振动小，基本无污染，工程量小，造价较低;缺点是水泥搅拌桩用来作为防渗工程时，施工技术要求比较严格，尤其是搅拌桩的垂直度必须严格按照规范要求控制，施工及桩身质量受地基土影响较大，同时成桩长度有一定的限制。

高压旋（摆）喷防渗：高压旋（摆）喷防渗是以高压水泥浆液或高压水流强力冲击切割地层，使水泥浆液与地层土粒掺混，形成充填凝结体，成桩连续性好，质量可靠。高压旋（摆）喷防渗的优点是有成熟的经验，有水泥搅拌桩一般的优点，相比于水泥搅拌桩，高压旋喷防渗对地基土适应能力强，成桩深度无明显限制;缺点是对施工要求高，要根据不同土层合理确定施工参数和施工工艺，才能保证施工质量，使墙体均匀，连续性好，连接可靠，此外水泥用量大，造价高。

多头小直径搅拌桩：多头小直径搅拌桩成桩工艺与水泥搅拌桩类似，成桩连续性好且能达到设计和规范要求的防渗效果，优点是施工简单、速度快、造价低廉;缺点是对土层的适应性相对较差。

套井回填：套井回填是对填筑质量较差的堤身土体进行置换的处理方法，目前国内采用套井施工处理的最大深度在25.00 m左右。套井方案的优点是使用施工机械设备简单，防渗效果好，造价相对较低，施工质量容易控制，在黏土回填夯实同时，对井壁土层挤压，使井孔周围土体密实;缺点是在有水情况下施工困难，施工期需要把水位降至最低水位施工，且施工工序相对复杂，工期较长，对土层的适应性相对较差。

综合考虑，在防渗效果上，高压旋（摆）喷防渗、水泥搅拌桩（双轴、三轴）、套井回填均具有非常可靠的防渗能力;在工程造价方面，多头小直径搅拌桩造价最低，搅拌桩（单轴、双轴）和套井回填造价较低，三轴搅拌桩和高压摆喷防渗造价较高，高压旋喷防渗造价最高;在施工方面，高压旋（摆）喷防渗施工工艺较复杂，要求高，三轴搅拌桩施工设备大，对场地要求高，套井回填施工工序相对烦琐，工期较长;根据诸暨当地以往类似工程经验，多头小直径搅拌桩对淤泥、砂性粉土的适应性较差。

考虑到大部分堤段堤身填筑料为粉砂、含粉砂粉质黏土，水泥搅拌桩均能较好适应，且浦阳江治理一期工程采用水泥搅拌桩防渗效果较好，结合投资平衡问题综合分析，除上下庄湖地质揭露存在圆砾层，水泥搅拌桩无法实施，采用高压摆喷防渗，其余堤段堤身防渗选用性价比较高的双轴搅拌桩方案。对于局部堤防桥梁、高压线交叉段，堤顶净空不足，无法进行双轴搅拌桩及高压摆喷施工段，可采用高压旋喷等方案进行防渗处理。

2.1.4 双轴搅拌桩设计要求

控制指标：双轴搅拌桩渗透系数k≤jX10^-6cmls（i=l -9），允许渗透比降不小于30，允许垂直度偏差不大于5‰0，桩底进入相对不透水层1.00 m，具体参数指标根据施工试桩实验确定。

水泥掺人量设计：水泥掺入量通过试验确定，结合地质勘探资料，对堤防各土层进行详细分析，通过现场试桩试验得到不同水泥掺入量对应的抗压强度值、允许渗透比降和渗透系数等参数;获得试验结果后，根据堤防地质条件和实际需要选取经济合理的水泥掺入量。

墙体厚度设计：墙体厚度主要由墙体允许渗透破坏比降控制，截渗墙体厚度根据《堤防设计规范》（ GB 50286-2013）中附录A堤基处理中公示为：式（1）中：δ为防渗墙的最小厚度，m;△H为防渗墙上下游两侧的水头差，[J]为设计允许的渗透破坏比降，墙体允许渗透破坏比降受材料配比影响，有一定的变化范围，根据国内已建截渗墙工程试验结果，设计允许破坏比降为30 - 60。

2.2 退堤段新建堤防防渗处理

由于局部河宽不满足规划要求，河道行洪断面不足，需进行退堤新建，为保证新建堤防堤身渗流稳定，需要进行必要的防渗处理。本次主要对均质土回填、黏土心墙防渗、黏土斜墙防渗三种防渗方案进行比选。

均质土回填：堤身采用均质土回填，渗透系数不大于1X10⁴cm/s。

黏土心墙防渗：用透水性较好的砂或砂砾石做堤壳，以防渗性较好的黏性土作为防渗体設于堤身剖面中心位置，防渗体渗透系数不大于1X1O^-5cm/s。

黏土斜墙防渗：黏土斜墙防渗由上游保护层、黏土斜墙、反滤层、透水料堤身以及下游排水等组成，防渗体渗透系数不大于1x l0^-5cm/s。

综合考虑，均质土回填，堤身填筑材料一致，施工质量较好控制，施工便捷，堤身稳定性较好，但所需均质土较多;黏土心墙防渗堤身剖面比均质土堤小，工程量少，施工受季节影响相对较小，但心墙与堤身需要同时填筑，干扰大;黏土斜墙防渗与心墙堤相比，应力状态较好，抗滑稳定性较高，斜墙与堤壳之间的施工干扰相对较小，在调配劳动力和缩短工期方面比心墙堤有优势。

根据地质勘察报告及试验成果，工程区域内的粉质黏土经过筛选并碾压，渗透系数能满足均质土渗透指标，但低于黏土心墙、斜墙防渗体指标。考虑施工便捷性及后期堤身质量，退堤段新建堤防采用均质土回填进行防渗。

3 结束语

综上所述，只有根据堤防工程存在的实际问题，结合地质情况、施工条件，参考类似工程经验，通过对不同方案的防渗效果、施工工艺、投资造价等方面进行综合分析和研究，才能选择最经济、合理、可行的防渗处理方案。

参考文献：

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[2]高山，孙超君，邓社根，等.分淮入沂松散复杂堤防隐患探测技术研究[J].江苏水利，2018（ 5）： 11-17.