黃河下游堤防現(xiàn)有隱患處理技術(shù)

連惠瑤，周 森，何蘊(yùn)華

（黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，河南 鄭州 450003）

1 黃河下游堤防工程概況

1.1 總體概況

目前的黃河下游堤防是自明清以來(lái)斷續(xù)修建，又經(jīng)過(guò)1950～1957 年、1962～1965 年及1973～1985年3 次加高培厚而成的，一般堤頂超高3 m，頂寬9 ～10 m，邊坡多為1∶3，個(gè)別為1∶2.5。 河道兩岸堤防總長(zhǎng)1 451.68 km，其中左岸堤防811.68 km，由臨黃堤、貫孟堤、太行堤及河口北大堤等組成，右岸堤防640km，由孟津堤、臨黃大堤及河口南防洪堤組成。堤防的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為：艾山以上22000m3/s，艾山以下11000m3/s。

1.2 重點(diǎn)堤段概況

黃河下游重點(diǎn)堤段分別位于河南的焦作、新鄉(xiāng)、開(kāi)封、濮陽(yáng)，山東的菏澤、德州、東平湖地區(qū)，涉及的管理單位有黃河河務(wù)武陟一局、 原陽(yáng)縣局、 長(zhǎng)垣縣局、濮陽(yáng)縣局、齊河縣局、開(kāi)封郊區(qū)局、開(kāi)封縣局、蘭考縣局、東明縣局、菏澤市局和東平湖管理局。焦作、新鄉(xiāng)兩市的黃河堤防工程一旦決口， 造成的淹沒(méi)范圍最大，是黃河防洪的確保堤段；菏澤的黃河堤防工程位于黃河上著名的“豆腐腰”河段內(nèi)；德州、濮陽(yáng)兩市的黃河堤防工程則擔(dān)負(fù)著守護(hù)中原油田大型工業(yè)設(shè)施的重任。但是，這些堤防工程的浸潤(rùn)線(xiàn)絕大部分背河出溢，背河堤坡、堤腳易發(fā)生滲透破壞，老口門(mén)堤基、背河坑塘等險(xiǎn)點(diǎn)、隱患較多，堤身裂縫及害堤動(dòng)物洞穴多，堤防工程質(zhì)量差。 雖經(jīng)多年工程建設(shè)，仍有近半堤防未進(jìn)行淤筑和截滲墻加固， 普遍存在標(biāo)準(zhǔn)偏低的問(wèn)題。截至2000 年底，與設(shè)計(jì)堤頂相比，欠高0.5 m 以上的堤段長(zhǎng)26.95 km， 需幫寬的堤段長(zhǎng)1 109.301 km。 因此，對(duì)黃河下游堤防的隱患進(jìn)行調(diào)查和分析，研究其加固處理措施，具有重要意義。

2 黃河下游堤防隱患調(diào)查與分析

2.1 堤防隱患的總體調(diào)查結(jié)果

由于歷史原因，黃河下游堤防的堤身、堤基及近堤范圍內(nèi)存在著多種險(xiǎn)點(diǎn)隱患[1]。 根據(jù)1999 年的物探結(jié)果，黃河南岸堤防鄭州—開(kāi)封段共探出隱患255 處，濟(jì)南段探出隱患455 處；黃河北岸堤防武陟—原陽(yáng)段探出隱患184 處[2]。 這些隱患導(dǎo)致每遇洪水，就險(xiǎn)情迭出。

通過(guò)對(duì)河南、山東兩省的堤防臨、背河各200 m范圍內(nèi)坑塘、堤河、井渠等進(jìn)行拉網(wǎng)式普查，共查出近堤、堤河、井渠5 147 處，其中坑塘1 961 處，堤河165 條，渠道356 條，水、油、氣井2 665 個(gè)。黃河臨河近堤存在的大量坑塘、堤河、井渠，對(duì)應(yīng)可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情主要有管涌和主流擺動(dòng)后入臨河堤跟河等，加劇了“二級(jí)懸河”造成險(xiǎn)情的嚴(yán)重程度，對(duì)堤防安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。如，黃河“96.8”花園口發(fā)生7600 m3/s洪水，下游堤防發(fā)生滲水51 處，管涌8 處，堤身裂縫5.28 km,不少背河坑塘、水井水位抬高或發(fā)生涌水，給汛期防守造成很大壓力。

2.2 堤防隱患的表現(xiàn)形式分析

（1）近堤的坑塘、魚(yú)池等往往成片出現(xiàn)，縱橫分布，大小不一。 大部分坑塘、魚(yú)池分布在堤腳附近低洼處，使堤身及近堤范圍內(nèi)土壤長(zhǎng)期處于浸泡之中，極易造成堤基滲漏、管涌等現(xiàn)象，嚴(yán)重危害堤身的安全。 同時(shí)，這些坑塘或水域的存在，對(duì)于排查各類(lèi)險(xiǎn)情造成極大的困難。

（2）由于黃河下游“槽高、灘低、堤根洼”的河床特點(diǎn)，漫灘洪水極易發(fā)生主溜奪串，導(dǎo)致順堤行洪和滾河險(xiǎn)情，對(duì)防洪安全構(gòu)成威脅。 2002 年黃河首次調(diào)水調(diào)沙期間，在夾河灘至高村河段的“二級(jí)懸河”表現(xiàn)已十分突出，流量不足2 000 m3/s 就發(fā)生了漫灘，部分堤根水深約4～5 m，高村水文站2 980 m3/s流量的水位比“96.8”洪水同流量水位高出0.55 m，防洪威脅急劇加大[3]。

3 黃河下游堤防隱患加固處理技術(shù)及選擇

針對(duì)黃河下游堤防工程存在的險(xiǎn)點(diǎn)隱患，應(yīng)采取加固措施，消除隱患，彌補(bǔ)缺陷。 常用的加固措施有：放淤固堤、堤防截滲墻、壓力灌漿。

3.1 放淤固堤加固技術(shù)

放淤固堤加固技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：（1） 可幫寬堤防工程的斷面，延長(zhǎng)滲徑長(zhǎng)度，使其防滲效果好、穩(wěn)定性強(qiáng)，有利于抗震，也便于以后的抗洪搶險(xiǎn)，為搶險(xiǎn)爭(zhēng)取時(shí)間。 （2）通過(guò)長(zhǎng)期放淤固堤，可減少河床中泥沙，加寬加高堤防工程，使黃河下游變?yōu)橄鄬?duì)地下河，這是黃河下游防洪治理的戰(zhàn)略措施。 （3）自20世紀(jì)70 年代，黃河上就開(kāi)始實(shí)施放淤固堤工程，積累了豐富的施工和管理經(jīng)驗(yàn)。 （4）放淤施工工序簡(jiǎn)單、效率高，不受氣候條件的影響，能連續(xù)作業(yè)。

放淤固堤加固的缺點(diǎn)是：（1） 堤防工程淤區(qū)和取土占用耕地，淤區(qū)取土多為沙土，若不及時(shí)妥善處理，極易產(chǎn)生沙化，導(dǎo)致淤筑區(qū)和周邊地區(qū)的環(huán)境惡化，給當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)生活帶來(lái)不便。 （2）淤區(qū)施工用水量大，施工用水需要排水出路，如果處理不當(dāng)，可能引起周邊地區(qū)土壤次生鹽堿化。 但長(zhǎng)期實(shí)踐證明，通過(guò)包邊蓋頂和淤區(qū)排水工程措施，這兩個(gè)問(wèn)題可以得到解決。

3.2 堤防截滲墻加固技術(shù)

針對(duì)黃河下游堤防工程的堤身、堤基存在裂縫、洞穴、軟弱層等隱患，可采用截滲法進(jìn)行加固處理。 通常采用的截滲法有：混凝土截滲墻、水泥土攪拌樁截滲墻、高壓噴射灌漿、垂直鋪塑。 其中，混凝土截滲墻技術(shù)發(fā)展較快，其施工機(jī)具和工藝技術(shù)不斷發(fā)展完善，具有截滲深度大、造價(jià)相對(duì)較低，施工速度較快，可有效阻斷貫穿堤身的橫向裂縫、獾狐洞穴，阻止樹(shù)根橫穿堤身等特點(diǎn)，且危害堤防工程的動(dòng)物不能對(duì)墻體造成破壞，可防止新的洞穴隱患產(chǎn)生。 其次可提高堤身、堤基的防滲作用。 另外，該措施征地賠償問(wèn)題很少，由此產(chǎn)生的社會(huì)問(wèn)題也很少。 因此，在堤防背河有村莊而采取放淤固堤困難的情況下，混凝土截滲墻是一種較好的加固措施。但混凝土截滲墻施工工藝復(fù)雜、質(zhì)量控制難度大，土質(zhì)不好時(shí)易塌孔、漏漿。

3.3 新堤與放淤固堤聯(lián)合加固技術(shù)

黃河下游堤防工程臨河灘地較高，堤頂與灘地高差一般在5 m 左右，為了消除堤防堤身質(zhì)量差的隱患，可采用“新堤加放淤固堤”的加固方案。 該方案的主要布置為：在背河側(cè)有村莊的老堤臨河側(cè)布設(shè)截滲墻，截滲墻中心到臨河堤肩距離為2 m；新堤布置在老堤臨河側(cè)，與老堤的間距按100 m 左右淤區(qū)寬度控制；在新堤與老堤間進(jìn)行放淤固堤。

3.4 加固方法的選擇

通過(guò)對(duì)不同加固方法的比較分析，考慮黃河淤積泥沙的出路，放淤固堤可與挖河減淤相結(jié)合，利用挖河泥沙加固黃河堤防工程，使黃河由“地上懸河”變?yōu)橄鄬?duì)的“地下河”。 由于黃河在洪水期經(jīng)常產(chǎn)生橫河、斜河現(xiàn)象，洪水主流直接頂沖黃河下游堤防工程，致使堤防工程臨河側(cè)堤坡滑塌。 在水位驟降時(shí)，受截滲墻背河側(cè)黃河下游堤防工程的土壓力作用，截滲墻可能產(chǎn)生強(qiáng)度破壞。 這時(shí)剩余堤防寬度較小，沒(méi)有搶修的工作場(chǎng)面，極可能導(dǎo)致堤防工程被沖決。 而放淤固堤方案則由于堤防段面寬，可贏得搶險(xiǎn)時(shí)機(jī)。 因此，截滲墻方案整體防洪能力較放淤固堤方案差，不宜于作為黃河下游堤防工程加固工程的首選方案，而放淤固堤方案比較合適。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合考慮各方面因素，在對(duì)黃河下游堤防24 個(gè)重點(diǎn)地段加固過(guò)程中，擬采取以放淤固堤為主的加固方案。 該方案既加固了堤防工程，又解決了黃河泥沙的淤積問(wèn)題，使黃河治理的短期措施與長(zhǎng)期戰(zhàn)略結(jié)合起來(lái)。 在老堤背河側(cè)100 m 范圍內(nèi)，無(wú)村莊處淤背，在有村莊處采用截滲墻，或在臨河進(jìn)行機(jī)淤固堤，對(duì)于較分散的I 類(lèi)隱患，以壓力灌漿的方式消除隱患，是確保黃河不決口的最有效措施。

[1] 郭全明，張寶森，仵海英. 黃河堤防險(xiǎn)情調(diào)查分析［J］. 地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2003（3）：19-20.

[2] 連惠萍，趙婷. 黃河下游堤防存在問(wèn)題研究［J］. 黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（1）：4-5.

[3] 黃河水利委員會(huì). 黃河下游“二級(jí)懸河”成因及治理對(duì)策［M］. 鄭州：黃河水利出版社，2003.