堤防工程与环境地质问题研究.pdf

堤防工程与环境地质问题 韦 港 冀建疆 (水利部水利水电规划设计总院 北京 100011) 1998年全国流域性的特大洪水，损失是惨重的。大洪水给人们以大警示，因而在汛后的 很短时间内，国家投人了大量人力物力进行堤防建设。堤防建设的主要内容是对那些达不到 防洪标准和汛期出险的堤防进行整险加固。堤防出险主要是堤基渗透破坏、江河水流冲刷产 生崩岸、堤基软弱产生沉降变形破坏、堤身散浸或脱皮滑坡等;一些堤防的防洪标准不够，出 现子堤挡水或漫堤溃堤等险情。1998年汛期的堤防工程，可谓是八方告急呼救，到处险象环 生。所有出险问题中，与地质有直接关系且隐蔽性最强、危险性最大的是堤基的渗透破坏，牵 动全国的九江溃口就是堤基渗透破坏引起的。针对这些情况，在进行工程设计时，采取的主 要措施是提高堤防的防洪标准，对已出险的堤段进行必要的加固，例如对易崩岸部位进行抛 石护坡，标准不够的进行加高加固，对堤身渗漏采取锥探灌浆，而对堤基的渗透破坏则除了 采取加长加厚铺盖外，比较普遍的是对堤基采取垂直防渗措施。堤防工程建设与地质环境有 着十分密切的关系，地质环境可以影响堤防建设，堤防工程也会反作用于地质环境，带来新 的环境地质间题。 1 堤防工程与地质环境的关系 堤防工程是为了抵御洪、潮水给人类正常活动以及生存环境带来的自然灾害而修建的 水利防护工程的总称。堤防工程的主体是众所周知的各类挡水堤、墙，而堤上的各类闸、涵、 洞、管等穿堤建筑物以及堤防维护、抢险所循的交通和通讯设施等等，则应归为堤防工程的 附属工程或附属建筑物. 1.1堤防工程的特点 ①线路长，分布范围广。据统计，我国已建堤防总长20余万k。，尚有若干堤防工程正 在规划和建设之中，主要分布在各大江大河的干、支流上和各湖泊周围及沿海一带。 ②堤防工程的主体主要是线状水工建筑物，其他附属建筑物则另当别论。 ③堤防工程的主体— 大堤，多为阶段性(或临时性)挡水建筑物，建筑物高度在数米至 十余米之间，并不象大坝一样是长年挡水的数十米至数百米高的集中建筑物。 ④堤防工程的主要附属建筑物之一是支流(沟)与主流汇合口附近的挡水闸，这种闸往 往具有双向挡水的性质，这与大坝的受力条件是有区别的。 ⑤堤防工程有严格的等级标准，对于特别重要的一级堤防，例如保护江汉平原的荆江大 堤，是不允许溃堤的;而一般性的河滩围堤，在超过设计洪水时则只好放弃。对于大坝而言， 基本上是不允许垮坝的，在勘侧设计施工运行的全过程中，均采取十分谨懊的运作策路。 1.2 堤防工程所处的地质环坡 堤防工程所处的地质环境多为江河冲洪积平原区，地层以第四系冲积、洪积、湖积相为 主;堤防工程的地基大多座落在这种沉积相的漫滩和一级阶地之上;也有一些堤防工程是在 岸边岗地丘陵区，但不多见;还有一些城市的堤防工程是建在人工填土(杂填土、素填土)之 上，例如武汉城区的部分堤防工程。 就某一地区或某一河段的堤防工程而言，其所处的地质环境相对比较简单;从全国范围 内的堤防工程来论，其地质环境则相对较为复杂。长江中下游与黄河中下游的地质环境显然 是不同的;南方河流与北方河流的地质环境也有区别;湖泊、海堤的地质环境与江河漫滩更 是相差甚远。 堤防工程所处地质环境的一个重要特征是，水文地质条件较为简单，地下水的补排关系 较为明确。江河湖岸地层中的地下水(松散沉积物中的孔晾水，二元结构地层中的承压水)与 江河湖水之间的水力联系十分密切，互为阶段性的补排关系。堤防工程所处的江河湖岸既是 堤内地下水的排泄边界，又是江河湖水位较高时补给堤内地下水的补给边界。这种边界条件 一旦改变，实际上就是地质环境的改变，这是我们应该认真思考的。 1.3 堤防工程与地质环境的关系 堤防工程的特点决定了堤防工程对地质环境有较强的适应性，工程虽然规模巨大，线状 工程跨越了不同的工程地质单元，地质环境差异较大，但在相同的地质环境和工程地质单元 上，工程地质条件则相对较为简单，工程地质问题也相对较为明确。如果不从环境地质的角 度来考虑，单从工程建筑物本身的角度来看，堤防工程并不复杂。 堤防工程所处的地质环境是客观存在的现实，由于堤防工程的修建，或者说堤防工程措 施的实施，对客观地质环境的改变是毋庸置疑的。改变了客观地质环境，会带来什么样的环 境地质问题，这是我们地质师需要认真思考和研究的。忽略了堤防工程的环境地质问题，人 类杜会肯定要受到大自然的惩罚。 2 堤防工程