堤基结构分类与工程地质评价.doc

广 东 地 质 2006年12月 GUANGDONG GEOLOGY 第21卷第4期 珠江三角洲重点堤防若干工程地质问题 李宁新 朱云江 （中水珠江规划勘测设计有限公司，广州 510611） 摘 要 珠江三角洲防洪长期依靠单一的堤防措施。由于历史原因，工程建设之初缺乏地质勘察 资料，设计标准亦较低，遗留大量因堤基、堤身和穿堤建筑物工程地质问题，如强透水层地基管 涌、软土地基沉陷、堤岸冲刷塌岸、堤身漏水等，影响堤防的防洪安全。本文根据珠江流域（片） 重点堤防工程普（复）查成果，对珠江三角洲重点堤防若干工程地质问题进行了总结分析，提出一 些可供进一步探讨的问题。 关键词 重点堤防 填土质量 堤基结构 无害“管涌” 堤基抗冲稳定 珠江三角洲 珠江流域规划中的流域性的防洪体系尚未形成，珠江三角洲防洪长期依靠单一的堤防措施，而这些堤防工程中的大部分，都是在解放前后或大跃进年代开始兴建，防洪堤的规模多是从地方性的小堤围扩展到区域性的大联围，从低窄断面逐渐增厚加高而成。由于历史原因，工程建设之初缺乏地质勘察资料，设计标准亦较低，遗留大量因堤基、堤身和穿堤建筑物工程地质问题，如强透水层地基管涌、软土地基沉陷、堤岸冲刷塌岸、堤身漏水等，影响堤防的防洪安全。 为了全面掌握珠江流域（片）重点堤防现状及主要工程和地质问题，据此建立珠江流域（片）堤防工程信息管理系统，为珠江流域管理和防洪抢险服务。根据水利部的要求，2001~2004年，对珠江流域（片）重点堤防（18项）工程的工程地质条件及建筑物运行现状进行了一次全面普（复）查，其中包括珠江三角洲北江大堤、东莞大堤、樵桑联围、中顺大围、景丰联围、江新联围和佛山大堤。本文根据该次普（复）查成果，对珠江三角洲重点堤防若干工程地质问题进行了总结分析，提出一些可供进一步探讨的问题。 1 土堤堤身填土质量评价 一般土堤的质量评价主要针对堤身填土质量。新建堤防堤身填土质量需要严格按规范规定的干密度控制指标（ρd≥ 0.92ρd max，下同），机械化施工也容易满足规范要求。大部分 本文2006年10月收到。 已建堤防堤身土多为长年累月修培加固形成，并且多为靠人工就近取土填筑，夯实不充分，因此，堤身主体填土密实度普遍较差。按规范规定的干密度控制指标，几乎所有已建堤防都不合格，包括经后期加固（堤前或是堤后的培厚）的堤防。但实际上大部分已建堤防，尤其是经后期加固的堤防，即使堤身主体填土密实度远未达到规范规定的干密度控制指标，堤身并无明显裂缝等缺陷，渗漏问题也不严重。因此，将干密度作为已建堤防土堤堤身填土质量主要控制性指标做出的评价结论常与工程实际不符。 考虑到堤防作为挡洪建筑物，堤身渗漏及其引起的堤身渗透稳定和堤后坡抗滑稳定才是主要问题，建议以堤身填土渗透系数作为已建堤防土堤堤身填土质量评价的控制性指标。由于土堤堤身填土均一性差，室内试验指标难于代表堤身实际透水性。大量已建堤防采用了注水试验，主要是钻孔注水试验。经验表明[1]，钻孔注水试验对砂土所得K值比抽水试验所得K值小15%～20%，但对粘性土K值比室内试验所得K值大10倍以上。若仍按设计规范用K＞1×10-5 cm/s作为评价已建堤防是否满足防渗要求，绝大部分已建堤防都不合格，包括已经后期加固（培厚或加高）的堤防。因此，建议钻孔注水试验采用K＞1×10-4cm/s、cm/s作为已建堤防不满足防渗要求的标准。值得注意的是，注水试验没有规程对其适用性及计算方法进行统一规定，需要重视如何选用。如钻孔注水试验，在地下水位以上或以下的计算方法及限制条件不同，建议采用文献[1]总结提出的相应公式计算。至于注水试验数据不满足防渗要求的堤段洪水期未见大量堤身渗漏现象，初步分析认为：堤身渗流受堤身土体结构控制，后期无论在堤前还是堤后的培厚，都可以消除大量堤身渗漏现象。如在堤前培厚，相当于在堤前坡设置了防渗体——前有弱（微）透水的防渗体，后为中等透水的主体填土，对堤身渗流稳定有利；对堤后培厚堤段，相当于在堤后坡设置了堵渗体，虽然短时洪水作用下未见渗漏，但是，因培厚土层渗透性远弱于堤身主体填土，可能造成堤身浸润线雍高，对挡洪时间较长的堤后坡稳定不利。 2 双层堤基若干问题 2.1 双层堤基渗流特征 堤防工程设计中，将表层为较弱透水层，下部为较强透水层，两层渗透系数之比大于100的堤防地基称为双层地基。考虑到粘性土的特殊性，本文把表层（较弱透水层）为粘性土的堤防双层地基称为双层堤基。大部分具河流冲积二元结构的堤基可视为双层堤基，这种堤基在大江大河防洪干堤中非常普遍，如珠江流域（片）18座重点堤防中，除广西藤县浔江河西堤及海南省南渡江河口堤外，其余16座堤防均存在双层堤