曹應(yīng)華

（安徽省皖河長江河道管理局，安徽安慶 246009）

1 基本情況

同馬大堤位于長江中下游左岸，上起湖北省黃廣大堤末端段窯，下抵懷寧縣官壩頭，全長173.525km，均在安徽省安慶市境內(nèi)，其中長江段堤長138.000km，皖河段堤長35.525km，為2級(jí)堤防。同馬大堤與湖北省的黃廣大堤聯(lián)成一線，關(guān)系到湖北的廣濟(jì)、黃梅及安徽的宿松、望江、懷寧、太湖等6個(gè)縣，以及湖北的龍感湖農(nóng)場，安徽的華陽河農(nóng)場、九成畈農(nóng)場、皖河農(nóng)場的防洪安全。同馬大堤保護(hù)兩省范圍內(nèi)面積5235km2，農(nóng)田近20.000萬hm2和200萬人民的生命財(cái)產(chǎn)，保護(hù)安徽省農(nóng)田9.492萬hm2，人口124萬人。

同馬大堤巨網(wǎng)段（樁號(hào)138+250～144+900）全長6.650km，位于皖河與長江匯流處的大圩拐沿皖河至皖河閘，工程等別為Ⅱ等。堤基系河湖沉積～沖擊而成，自地面以下有約14.0m厚的軟弱土層。該段堤防工程系1957，1958年穿湖而筑，堤防在筑堤過程中，主要是沿堤線附近取土，并經(jīng)多次加高培厚而成，堤身填土成份較為單一，土體碾壓不均勻，局部土質(zhì)結(jié)構(gòu)較松散，在不同部位和高程填筑質(zhì)量均不同，筑堤質(zhì)量較差。自1983年同馬大堤列入國家基建項(xiàng)目以后，逐年進(jìn)行加固，至2002年達(dá)到防御長江1954年型洪水標(biāo)準(zhǔn)。目前該段堤防現(xiàn)狀為堤頂寬8.0m、高程22.0m，堤防內(nèi)、外坡在高程15.5m處設(shè)20.0～30.0m平臺(tái)，平臺(tái)以上坡比1∶3，平臺(tái)以下坡比1∶5。

堤防形成后，先后于1959，1960，1968，1973，1983，1996，2010，2011，2015，2016，2019年發(fā)生滑坡、沉陷及開裂等重大險(xiǎn)情，分別于1964，1968，1995—1996年，2001，2011，2015，2016，2020年進(jìn)行了多次不同部位應(yīng)急除險(xiǎn)工作。

2 水文氣象

巨網(wǎng)段堤防處于亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候區(qū)，季節(jié)分明。夏季易受太平洋的副熱帶高壓影響，氣候炎熱多雨。多年平均降雨量為1389.0mm，多年平均蒸發(fā)量為1161.0mm。年內(nèi)降雨量分配不均，主要集中在3—8月份，約占全年降雨量的75%，5—7月份降雨量占全年降雨量的46%，期間最大連續(xù)降雨天數(shù)為17d，一般每月降雨天數(shù)超過10d。降雨量年際變化較大，最大年降雨量達(dá)2294.2mm（1954年），最小年降雨量僅758.5mm（1978年），極值比為3.0。最大日降雨量為262.3 mm（安慶，1954年6月24日），多年平均氣溫16.5℃，極端最高溫度40.2℃，極端最低溫度-12.5℃，多年平均最高氣溫37.6℃，多年平均最低氣溫-6.9℃，年無霜期248d。

3 堤身情況

此段堤線位于皖河與長江匯流交錯(cuò)的河漫灘地上，由南向北傾斜，地勢較為平坦，地面高程在10.5～12.0m。由于河水流向幾次變遷改道，忽淤忽沖，構(gòu)成了現(xiàn)今變化復(fù)雜的地層。內(nèi)外平臺(tái)高程一般為15.5～16.0m，寬約30.0m，河床高程為10.4～10.7m。堤防堤基地面高程為8.6～9.6m，地質(zhì)層次變化復(fù)雜，自地面以下有約14.0m厚的土層較為軟弱，含水率大，壓縮性高，且變化復(fù)雜。堤身以下和堤腳、平臺(tái)以外的堤基軟弱層壓縮性存在差異性。堤基土體多為上粘下砂二元結(jié)構(gòu)或成互層狀，變異性較大，堤基在上部土層未受破壞情況下抗?jié)B性較好。

3.1 堤身結(jié)構(gòu)及填土組成

堤身主要為素填土，土質(zhì)主要以重粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)壤土為主，部分為輕砂壤土、粉砂，一般灰黃色、黃色，局部為灰色，按照其土性成分、填筑狀況，將堤身填土分為以下幾層：

1）碎石土：雜色、中密，厚0.3～0.5m，碎石大小不均一。上部為柏油路面，該工程區(qū)內(nèi)路面破壞較嚴(yán)重，兩側(cè)路肩為重粉質(zhì)壤土鋪蓋。

2）O1層：（Q4ml）貼坡土以重質(zhì)壤土為主，黃色、灰黃色、灰色，軟可～軟塑，濕～很濕，局部為淤泥質(zhì)土堆填，夾粉砂和破碎的編織袋，含較多植物根系，成份復(fù)雜，表層重粉質(zhì)壤士強(qiáng)度較高。主要分布于大堤臨水面表層，厚度不均。該層部分土體具有弱膨脹性，土質(zhì)結(jié)構(gòu)松，含水率及粘粒含量均較高，壓實(shí)度低，大部分不滿足填筑標(biāo)準(zhǔn)，填筑質(zhì)量差。

3）O2層：（Q4ml）人工機(jī)械填土（138+250～141+613堤段）或沖填土（141+613～144+900堤段）以壤土、輕砂壤土、細(xì)砂為主，黃、灰色，稍密為主，局部夾薄層中壤土（軟塑），濕～飽和，表層有0.2～0.3 m的重粉質(zhì)壤土覆蓋層。主要分布在背水坡上，該層在高水位和集中降雨時(shí)，粉質(zhì)砂層含水率較大，通過透水土層，在粘土與砂層結(jié)合面高程處滲出，或者在薄弱處形成管涌，進(jìn)而發(fā)生滑塌。

4）O3層：（Q4ml）堤身填土以重粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)壤土為主，黃色、灰黃色，軟可塑，濕，偶夾貝殼屑。此層主要分布在原來的老堤上，經(jīng)過多年沉降固結(jié)，堤身填土的強(qiáng)度有一定的提高，密實(shí)度也較高。經(jīng)過試驗(yàn)分析，此層土體部分具有膨脹性，土質(zhì)結(jié)構(gòu)較緊密，粘粒含量部分較高，壓實(shí)度尚可，少部分不滿足填筑標(biāo)準(zhǔn)，填筑質(zhì)量尚可。

同時(shí)根據(jù)歷次勘察資料，該工程段堤身土體碾壓較不均勻，局部土質(zhì)結(jié)構(gòu)較松散，在不同部位和高程其填筑質(zhì)量均不同：臨水面至壩頂附近的貼坡土（O1層）成份復(fù)雜，部分土體還具有弱膨脹性，該土體填筑質(zhì)量較差；背水面表層為重粉質(zhì)壤土覆蓋層，在高水位和集中降雨時(shí)易發(fā)生滑塌、沖溝等破壞；堤身填土（O3層），主要分布在老堤上，經(jīng)過多年沉降固結(jié)，土質(zhì)結(jié)構(gòu)較緊密，粘粒含量部分較高，壓實(shí)度尚可，少部分不滿足填筑標(biāo)準(zhǔn)，填筑質(zhì)量尚可。

3.2 歷次堤防加固斷面變化情況

1）1957年，堤頂寬5.0m，設(shè)計(jì)堤頂高程19.9m，內(nèi)外邊坡1∶3～1∶4。

2）1963—1966年，堤頂寬5.0m，堤頂高程20.0m，在堤內(nèi)外坡14.6m高程處設(shè)平臺(tái)，平臺(tái)寬20.0m的堤段為142+150～141+400，平臺(tái)寬8.0m的堤段為143+200～142+250和141+400～141+000，平臺(tái)以上邊坡1∶3，以下1∶5。

3）1977年，在堤防內(nèi)外高程15.5m處設(shè)15.0～30.0m寬的平臺(tái)，堤頂高程20.3m。

4）1977—1985年，堤后進(jìn)行了吹填，堤后30.0m范圍內(nèi)溝塘全部填平。

5）1994—1998年，加固工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)斷面堤頂寬8.0m，堤頂高程21.5～22.0m，內(nèi)外邊坡1∶3，內(nèi)側(cè)于15.5m高程處設(shè)寬30.0m的平臺(tái)，平臺(tái)以下邊坡1∶5，外側(cè)于15.5m處設(shè)寬度不小于20.0m的平臺(tái)。并在141+613～144+900堤段內(nèi)堤坡主要采取泥漿泵沖填方式加培，底部幫寬10.0～20.0m，頂寬2.0m，堤頂加高0.8～1.5m。

經(jīng)過這些加固后，大堤形成了“金包銀”的斷面形式，見圖1。

圖1 “金包銀”的斷面示意圖

4 堤身主要問題分析

1）堤身填土土質(zhì)差、含水率高，堤身土體強(qiáng)度弱。據(jù)歷年勘察成果，均揭示了迎水側(cè)表層貼坡土土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，含水率高，壓實(shí)度低，筑填質(zhì)量差，大部分不滿足筑填標(biāo)準(zhǔn)，且部分土體具有膨脹性。另據(jù)現(xiàn)場調(diào)查、室內(nèi)試驗(yàn)和以往資料分析，堤身內(nèi)土體含水率高，接近飽和狀態(tài)，這主要是由于堤防填土土質(zhì)差，加培方式不利于及時(shí)排出堤身含水，無排水措施而造成的。堤身土體長期受堤內(nèi)積水浸泡，使其物理力學(xué)特性發(fā)生復(fù)雜變化，進(jìn)而引起土體軟化，逐漸降低了堤身土體強(qiáng)度，減弱了其抵抗破壞能力，從而使堤坡不滿足穩(wěn)定性要求。

2）堤身填土有涌砂現(xiàn)象。同馬大堤樁號(hào)142+800～144+400共計(jì)1600.0m范圍內(nèi)存在涌砂險(xiǎn)情，該段大堤采用的是吹填砂培土加固，砂土表面以粘性土作為覆蓋隔水層，施工時(shí)是以粘性土作為擋墻以形成砂土吹填區(qū)，經(jīng)分層培高施工，屬于典型的“金包銀”斷面。這種斷面布置形式容易造成堤身填土厚度不均，在高水位和集中降雨時(shí)，滲透壓力增強(qiáng)，吹填砂土上覆粘性土層厚度不夠，粉細(xì)砂在滲透水壓力作用下，突破較薄處粘性土覆蓋層的約束，形成涌砂滲透點(diǎn)，后經(jīng)發(fā)展形成大面積涌砂。

5 處理措施方案分析

5.1 堤身散浸、涌砂

該段堤防部分堤身采用的是吹填砂培土加固，砂土表面以粘性土作為覆蓋隔水層，屬于典型的“金包銀”斷面，這種斷面布置形式容易造成散浸、涌砂，涌砂后的堤身密實(shí)度不均勻，強(qiáng)度小，易發(fā)生滑塌、沖溝等破壞。建議采取護(hù)坡、置換、反濾等處理，降低滲透壓力，防止土體繼續(xù)流失，避免涌砂進(jìn)一步擴(kuò)展。

5.2 堤身填土強(qiáng)度低

因堤身表層貼坡土土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，含水率高，壓實(shí)度低，筑填質(zhì)量差，大部分不滿足筑填標(biāo)準(zhǔn)。這主要是由于堤防填土土質(zhì)差，加培方式不利于及時(shí)排出堤身含水，無排水措施而造成的。采取對(duì)堤身填土進(jìn)行換填并采取必要的排水措施，以滿足堤坡穩(wěn)定性要求。

5.3 堤身填土膨脹性

因堤身填土料源復(fù)雜，具有弱、中等膨脹性。采取對(duì)具有膨脹性填土堤身進(jìn)行換填、加固處理。堤身換填土采用粘性土，壓實(shí)度不小于93%，為增強(qiáng)堤防邊坡穩(wěn)定性，減小堤身高度，在迎水坡堤腳設(shè)置戧臺(tái)。

5.4 處理方案

1）堤身加培：采用迎水側(cè)堤坡整修加培，堤頂寬8.0m，迎水側(cè)和背水側(cè)堤坡均采用1∶3，加培的土料應(yīng)采用粘性土，壓實(shí)度不小于93%。為了增強(qiáng)堤防邊坡穩(wěn)定性、減小堤身高度，在迎水坡堤腳設(shè)置戧臺(tái)，戧臺(tái)頂寬3.0m，頂面中心高程15.61m，臺(tái)頂橫向排水坡1%，平臺(tái)外坡1∶4，平臺(tái)一般自然壓實(shí)。平臺(tái)外用拆除塊石防護(hù)。

2）護(hù)坡：整修坡面恢復(fù)護(hù)坡型式采用混凝土護(hù)坡型式，迎水側(cè)堤坡高程18.63～15.61m之間坡面采用自鎖式混凝土預(yù)制塊護(hù)坡，混凝土護(hù)坡以上采用草皮護(hù)坡至堤項(xiàng)；背水坡導(dǎo)滲體表面采用草皮防護(hù)。

3）導(dǎo)滲排水溝：在堤后背水坡高程16.00m及坡腳處設(shè)置導(dǎo)滲縱溝，兩道縱溝之間每隔15.0m設(shè)置一道連通導(dǎo)滲橫溝，沿堤內(nèi)側(cè)平臺(tái)間距50.0m設(shè)橫向溝一道，與堤腳處縱溝道連通。

6 結(jié)語

同馬大堤巨網(wǎng)段是典型的軟基段，建設(shè)初期就因堤基軟弱而發(fā)生多次嚴(yán)重滑坡、塌方險(xiǎn)情，后經(jīng)幾次較大的加高培厚和應(yīng)急除險(xiǎn)加固，險(xiǎn)情仍然未能徹底清除。該段堤防除堤基軟弱外，還存在堤身填土質(zhì)量差、強(qiáng)度低及含水率高等問題，造成堤坡穩(wěn)定性不足、堤內(nèi)坡滲漏、堤頂?shù)缆烦料莸入U(xiǎn)情，因此，對(duì)于未加固堤段堤身，提出合理、有效、經(jīng)濟(jì)的加固處理方案，消除堤身潛在隱患，確保大堤安全運(yùn)行。