洪泽湖大堤堤身隐患整治方案研究

张 杰，陈培然，章成伟

(江苏省洪泽湖水利工程管理处，江苏 淮安 223100)

0 引 言

堤防工程修建有助于保护河湖沿线局面的安全，减少水土流失，保证岸坡稳定。渗流破坏是堤防工程常见的破坏形式，一些堤防工程在长期使用过程中，出现了不同程度的渗流现象，对工程的安全造成不利影响，因此，及时采取防渗加固措施是十分必要[1]。

1 工程概况

洪泽湖是一座调蓄淮河上、中游来水的巨型水库，汇水面积15.8万km2，兴利库容约26亿m3，总库容123亿m3，具有防洪、灌溉、航运、水产养殖等多种功能。湖底高程约为10.0-11.0m(废黄河高程系，下同)，高出下游地区(东部平原)4-8m。洪泽湖设计防洪标准300a一遇、校核防洪标准2000a一遇。近期防洪标准100a一遇，相应洪泽湖设计水位16.0m、校核水位17.0m。洪泽湖大堤位于洪泽湖东岸，北起淮阴区码头镇，南至盱眙张庄高地，全长67.25Km，里程桩号0+000-67+250(由北向南编号)，另加码头镇以北至废黄河高地3.38km，里程桩号-(0+000-3+380)(由南向北编号)，总长70.63 km。大堤沿线建有三河闸、高良涧进水闸、二河闸等大中型水工建筑物，组成洪泽湖防洪控制工程。大堤的主要任务是拦蓄洪水，它是淮河下游地区3000万亩耕地，2000万人口的防洪屏障，任何情况下都必须确保大堤的安全。

2 堤防渗透基本情况

2003年淮河流域发生了1954年以来的大洪水，入湖流量最大达14500m3/s，洪泽湖蒋坝水位最高值达14.37m，洪泽湖大堤防浪林台80%上水，巡查人员在堤后坡脚发现24处渗水，其中最大一处在51k+150渗水量达28L/min。

根据历史调查、历次勘探及物探，高良涧进水闸以南堤段的隐患、减水坝、异常段累计总长度达20.532km。

从高良涧进水闸至二河闸为与灌溉总渠共用堤防，当洪泽湖设计洪水位时灌溉总渠行洪，堤防上下游水位差约4.2 m，经计算，渗透满足要求；二河闸至头堡堤段为与二河共用堤防，迎水侧滩面宽广，高程一般在15.0m以上，当洪泽湖高水位时分淮入沂分洪，堤防上下游水位差约2.5 m，经计算，渗透亦满足要求；头堡以北段迎、背水侧滩面宽广，高程一般在15.0m以上。因此，高良涧进水闸以北的堤段防渗满足要求，不需进行防渗处理。故堤防的防渗处理范围主要是在高良涧进水闸以南的堤段，桩号34k+900-66k+220。

3 堤基防渗处理

3.1 堤基防渗处理布置

堤基防渗主要是对堤基内砂性土透水层进行处理。砂性土层分布在堤基的上部，范围为40+350-57+300，此层土在上游堤肩处的底高程在-2.61-3.8m之间，深度在15-21.5m之间，比较适合采取垂直截渗措施，2003年应急工程中堤基已截渗的堤段不再重复处理，由于原截渗布置在防浪林台，考虑采取50m的搭接长度。

垂直截渗布置：在上游堤肩布置高压定喷。根据地质勘探资料中砂性土分布，垂直截渗范围为40+350-57+300， 2003年灾后重建已实施的截渗长度为3.0km，不再重复处理，考虑50m重复搭接长度，本次加固需截渗13.55km。

3.2 堤基防渗处理

根据同位素示踪测试、渗漏探测、水文地质勘探成果，结合渗流计算结果，经综合分析，认为洪泽湖大堤堤后的渗水、冒水、窨潮现象与堤身内的隐患和透水层有着密切的关联。为了解决防渗问题，根据“上堵中间密实”的原则，提出二个方案进行比较：截渗方案：在上游14.5m平台或上游堤顶上沿堤线对透水层进行截渗；对堤身存在隐患，使堤身有空洞、不密实，采取堤身充填灌浆，从而使堤身达到密实；堤后增加压重方案：在大堤堤后覆土，加大防渗长度，从而使堤身满足防渗稳定要求。该方案施工简单，易于实施，但大堤堤后的排涝河需外移，覆盖层所需的土方量较大，还需征占土地，工程投资较大。综合分析以上二个方案，结合工程地质情况，确定采用透水层进行截渗、堤身充填灌浆的方案[2-4]。

3.2.1 截渗方案

截渗考虑两个比选方案，一是堤前机械垂直铺膜方案，二是堤顶高压定喷成墙方案，两方案比选见表1。

表1 截渗方案比较一览表

由表1可知，方案一投资较省，但施工难度大，施工方法较杂，不易控制。但遇地下有块石等障碍物时，还需采用高压定喷成墙，且块石不易定位，根据2003年淮河流域洪泽湖大堤灾后应急工程地基截渗施工经验中，在防浪林台上截渗施工难度较大，块石不易定位，且防浪林还需砍伐。方案二虽投资较大。但施工方便、灵活、易操作，适应各种土质，遇地下有块石等障碍物时，可调整钻孔位置进行施工，对截渗深度没有要求。经综合考虑推荐采用方案二，即高压定喷成墙进行截渗。

3.2.2 高压定喷成墙

高压定喷成墙，要求墙厚≥10cm，墙体嵌入③2层土的上下层土层各50 cm，水泥掺入量18%，要求墙体渗透系数<1×10-6cm/s，抗压强度>0.7MPa，高压喷射孔间距暂定为1.4m，待施工时试验确定。

高压定喷成墙截渗布置详见图1(以56+500为代表断面)。

图1 上游堤肩截渗布置断面图

4 堤身防渗处理

4.1 堤身防渗处理布置

根据洪泽湖大堤隐患勘查、检测等资料，大堤堤身存在埽工、乱石堆、缝隙、小空洞、不密实等隐患，参考类似工程经验，采用充填灌浆密实堤身是比较合适的。其作用机理是：通过压注黏土浆液和水泥黏土浆液，使裂缝、空隙、洞穴等隐患均将被浆液充填密实，并且通过坝互压和坝体的湿陷固结等作用，使坝体内部密实，从而使堤身达到防渗加固的目的。本次拟对高良涧以南的堤身进行全线(34+900-66+220)防渗处理[5]。部分堤身较宽及已处理的堤段不需进行灌浆处理，这些堤段有：34+900-35+400段为洪泽老车站段，堤身较宽(一般顶宽70m以上)；60+825-63+200段在三河船闸至三河闸之间，堤后为较宽的高地；63+200-64+000段为三河闸；64+000-64+800段为三河拦河坝，1994年至1995已进行粉喷桩处理。

根据隐患性质、范围，结合防渗效果和施工技术要求，堤身防渗选择了充填灌浆的处理方法。在35+400-66+220堤段范围内堤顶采用充填灌浆防渗处理，共布置3排灌浆孔，第一、二排布置在堤顶道路的西侧(临湖侧)，长度为15790m(已扣除2000年以来堤顶灌浆范围、蒋坝镇街道段60+100-60+450)，第三排布置在堤顶道路的东侧，长度为26495m。

4.2 堤身充填灌浆

考虑到堤身隐患较多和大堤的重要性，结合防渗效果和施工技术要求，在35+400-66+220堤段范围内堤顶采用充填灌浆防渗处理，共布置3排灌浆孔，第一、二排布置在堤顶道路的西侧(临湖侧)，长度为15790m(已扣除2000年以来堤顶灌浆)；第三排布置在堤顶道路的东侧，蒋坝镇街道段60+100-60+450，堤前、堤后均为民房，且断面较大，不需进行灌浆，长度为26845-350=26495m。

堤身充填灌浆见图2。

图2 洪泽湖大堤堤身充填灌浆布置断面图

5 结 论

洪泽湖大堤工程在长期使用过程中出现了一定的渗流现象，对大堤的安全产生了不利影响。通过分析，为了保证堤防工程安全需对堤基、堤身采取防渗加固措施，通过方案比选，采用截渗方案对堤防工程进行加固，可保证堤防工程安全，同时施工简便。