华阴市罗夫河堤防防渗措施选择

侯小青 李改建

（渭南市水利水电勘测设计院 陕西 渭南 714000）

1 堤防工程概况

罗夫河是华阴市境内最长的一条支流，河道全长47.2km，流域面积145.4km2，平均比降2.36%。其中老西潼公路（西安——潼关）至入渭口河道长10.86km，平均纵坡0.78‰。该段河道主要穿过渭河滩地，自三门峡建库以来，受渭河倒灌淤塞，河底不断抬高，尾闾段形成地上“悬河”，洪水灾害频繁。

老西潼公路以北，罗夫河沿线两岸修建有堤防工程，堤身为就地取土形成，南半部多为砂土填筑，北半部为砂壤土填筑；堤基南半部为深厚砂层或成层分布的砂层及壤土，北半部为砂壤土，未做防渗处理。由于南部堤身填筑材料及堤基均具有透水性，该段堤防曾多次发生决口险情。且堤防背水坡沿线分布有池塘、排水沟等，这些设施，从一定程度上加剧了堤防的渗透破坏。

2 堤防防渗措施选择

为防止堤身、堤基渗流破坏，必须采取防渗加固措施。加固措施应遵循“前堵、后排、中间截”的原则，可采取提高堤身密实度、防渗斜墙、垂直防渗、填塘固基、透水后戗、背水侧坡脚反滤等措施。各种措施应结合堤线、堤身及堤基岩性、施工难度、工程投资等综合分析确定。

经分析，堤防防渗的重点主要是南段背水坡坡脚及堤基防渗。防渗措施主要有背水坡透水戗台、垂直铺塑、背水坡坡脚反滤三种。

透水后戗主要布置于堤基为深厚砂基，背水坡无其他建筑物的堤段。经计算，背水坡堤基破坏范围在10m以内。考虑到罗夫河堤防加固时堤身弃运土量较大，弃运土料主要为砂料，该土料既可以满足透水后戗的要求，又可以废物利用，不再考虑其他弃运土料场，节省投资，施工简便。

垂直铺塑主要布置于堤基为砂基，背水坡坡脚沿线分布有二华排水干沟的排水站以及驻地部队房屋建筑的堤段。由于建筑物紧邻坡脚，设置透水戗台难以实施，故设计为垂直铺塑防渗措施。

背水坡坡脚反滤主要布置于堤基为砂壤土夹杂少量砂土，背水坡脚沿线有驻地部队的排水沟，排水沟位置不能移动的堤段。经计算，该段背水坡堤基破坏范围较小，可不考虑占地较大的透水戗台及投资较大的垂直防渗措施，仅在坡脚设置排水反滤体。

3 防渗设计

3.1 透水后戗防渗设计

根据渗流复核，坡脚外10m处到坡脚0.1m处的渗流比降为1.07～0.10，坡脚出逸点高度不超过1m。透水后戗宽10m，厚度2m即满足要求，但为使设计戗台顶高程较平整，易于施工控制，顶面设计高程统一按距堤顶2.5m进行设计。

3.2 垂直铺塑防渗设计

垂直铺塑是用土工防渗膜作为防渗材料的一种垂直防渗技术，可有效解决堤身散浸、集中渗流、堤脚附近的渗透破坏。根据工程类比，拟设计堤基防渗措施为6m深垂直铺塑，沿下游坡脚堤基的出渗比降按下式确定：

式中，H——上下游水位差；

a——与垂直铺塑深度及位置有关的常数；

b——与垂直铺塑深度及位置有关的常数；

s——堤基防渗垂直铺塑深度；x——下游地基计算点至铺塑顶的水平距离。

根据渗流计算，设计堤基垂直铺塑位于临水侧，距设计堤中心线6m，堤基以下铺塑深6m。铺塑采用两布一膜，采用聚乙烯土工膜，膜厚0.3mm，基布重300g/m2。

3.3 坡脚反滤防渗设计

背水坡坡脚排水沟沟底高程低于罗夫河河床高程，其堤基渗水可沿排水沟向下游排出，堤基渗透破坏的主要范围在排水沟边坡与堤防坡脚的结合部位。在设计水头作用下，渗透比降的增加，有可能使排水沟临堤防一侧的边坡失稳，进而影响到堤防背水坡的抗滑稳定，坡脚设置排水反滤，可使渗流安全排出，保证堤防的安全。反滤设计采用下部铺设土工布，中间铺设砂卵石反滤层，外部用堆石压重。

4 防渗施工及应注意的问题

4.1 透水后戗施工

透水后戗施工工艺简单，主要为施工放线——清基——推运砂土——整坡。距离较近的主要由74kW的推土机完成，较远的由2m3挖掘机配合10t自卸汽车及74kW的推土机完成。施工中应注意机械的配合，尽量使机械能充分发挥效率，不窝工。背水坡20m范围内有人工挖砂形成的池塘时，应填塘固基，防止形成渗流通道。池塘底部存在淤泥时，应先填压块石，挤密淤泥形成可机械碾压的施工平台，再推运堆积戗台，平台应宽出戗台坡脚1m左右。

4.2 垂直铺塑施工

垂直铺塑是利用往复式射流开槽机沿设计铺塑位置切割出土槽，并用泥浆液护壁，在槽内铺设连续的土工膜，最后回填松散干净的砂壤土，从而形成一道连续的防渗体系，阻止坝基的渗流以确保堤防的稳定安全。垂直铺塑施工包括堤防边坡开挖、场地平整、施工放线、设备就位、开挖导向槽、埋设牵引地锚、制备浆液、机械开槽、铺膜和沟槽回填等工序。垂直铺塑的施工质量控制一定要抓好机械开槽、铺膜和沟槽回填3个环节。

堤防边坡开挖时，应注意在临水侧预留足够的施工场地。开槽机机身尺寸较大，开槽前，应最小留有4m施工宽度，便于施工机具行走。若铺塑中心线呈弧线，则预留宽度应适当增加。

罗夫河所经渭河滩地地势较低，“二华夹槽”使地下水位排泄不畅，造成堤防沿线的地下水位普遍较高，地下水位埋深在2m～3m左右，埋深较浅的地下水位使边坡容易失稳，成槽困难，给施工造成一定难度。开槽时，应注意地下水位的影响，在水位尚未上升时，抓紧有利时机泥浆护壁，完成铺膜。

结合罗夫河堤基砂量较大的情况，铺膜采用重力沉膜法。下膜时，应适当放松，避免硬折和损伤。塑模搭接时，留有足够的搭接长度，一般不应小于100cm。为与堤身形成有效的防渗整体，防止沿堤基与堤身结合面形成接触渗流，铺塑在堤身中呈“s”形压铺延伸2m。沿水流方向的防渗长度应超出防渗范围50m。

铺塑时，有可能会遇到地下埋设管道或光缆等设施，结合前期的勘测工作，施工时应弄清楚地埋设施的具体位置，在管周用人工施工，避免施工机具损伤地埋设施。同时，铺塑与管道相交位置应在管周设置现浇砼截水环，将塑模锚固于砼中，锚固深度不小于30cm，以保证垂直铺塑的防渗整体性。

孔槽回填时，回填的土料选用不含粗粒径的砂壤土，回填土要及时，当塑膜铺入后及时回填1m左右，以固定塑膜下端，防止塑膜上浮。随后逐步将土料自然落槽，不得挤压，防止土工膜被回填土挤压下沉。

4.3 背水坡脚排水反滤施工

排水反滤施工以人工为主，施工工艺主要为清基—固坡—铺设土工布—铺设反滤料—堆石。

当排水沟紧邻堤防背水坡脚，沟深较大时，沟底应先填压块石，挤密淤泥，然后在靠堤防背水坡一侧的排水沟边坡上铺设土工布，必要时，可铺设两层。

5 防渗效果

经过2009年汛期运行观察，堤防运行安全情况得到很大改善，背水坡无渗流明水出现，边坡无失稳现象。但由于堤防防渗措施尚未经过大洪水高水位的考验，防渗效果仍有待于运行期间的进一步的观测和验证。

6 结论

南山支流堤防的防洪安全是华阴市防汛工作的重点。从2007年以来，该市已对境内方山河、长涧河、柳叶河三条堤防进行了加固，罗夫河的堤防加固工作正在分段陆续进行。结合罗夫河堤防堤身、堤基透水性情况，并考虑背水侧的房屋建筑及部队排水沟、堤防加固工程中的弃运土方安置情况，分别采用透水后戗、垂直铺塑、背水坡脚排水反滤等防渗措施，可在满足防渗安全的同时节省投资，并为堤防的安全运行提供保障。陕西水利