黄河下游堤防现有隐患处理技术

连惠瑶，周 森，何蕴华

（黄河勘测规划设计有限公司，河南 郑州 450003）

1 黄河下游堤防工程概况

1.1 总体概况

目前的黄河下游堤防是自明清以来断续修建，又经过1950～1957 年、1962～1965 年及1973～1985年3 次加高培厚而成的，一般堤顶超高3 m，顶宽9 ～10 m，边坡多为1∶3，个别为1∶2.5。 河道两岸堤防总长1 451.68 km，其中左岸堤防811.68 km，由临黄堤、贯孟堤、太行堤及河口北大堤等组成，右岸堤防640km，由孟津堤、临黄大堤及河口南防洪堤组成。堤防的设防标准为：艾山以上22000m3/s，艾山以下11000m3/s。

1.2 重点堤段概况

黄河下游重点堤段分别位于河南的焦作、新乡、开封、濮阳，山东的菏泽、德州、东平湖地区，涉及的管理单位有黄河河务武陟一局、 原阳县局、 长垣县局、濮阳县局、齐河县局、开封郊区局、开封县局、兰考县局、东明县局、菏泽市局和东平湖管理局。焦作、新乡两市的黄河堤防工程一旦决口， 造成的淹没范围最大，是黄河防洪的确保堤段；菏泽的黄河堤防工程位于黄河上著名的“豆腐腰”河段内；德州、濮阳两市的黄河堤防工程则担负着守护中原油田大型工业设施的重任。但是，这些堤防工程的浸润线绝大部分背河出溢，背河堤坡、堤脚易发生渗透破坏，老口门堤基、背河坑塘等险点、隐患较多，堤身裂缝及害堤动物洞穴多，堤防工程质量差。 虽经多年工程建设，仍有近半堤防未进行淤筑和截渗墙加固， 普遍存在标准偏低的问题。截至2000 年底，与设计堤顶相比，欠高0.5 m 以上的堤段长26.95 km， 需帮宽的堤段长1 109.301 km。 因此，对黄河下游堤防的隐患进行调查和分析，研究其加固处理措施，具有重要意义。

2 黄河下游堤防隐患调查与分析

2.1 堤防隐患的总体调查结果

由于历史原因，黄河下游堤防的堤身、堤基及近堤范围内存在着多种险点隐患[1]。 根据1999 年的物探结果，黄河南岸堤防郑州—开封段共探出隐患255 处，济南段探出隐患455 处；黄河北岸堤防武陟—原阳段探出隐患184 处[2]。 这些隐患导致每遇洪水，就险情迭出。

通过对河南、山东两省的堤防临、背河各200 m范围内坑塘、堤河、井渠等进行拉网式普查，共查出近堤、堤河、井渠5 147 处，其中坑塘1 961 处，堤河165 条，渠道356 条，水、油、气井2 665 个。黄河临河近堤存在的大量坑塘、堤河、井渠，对应可能出现的险情主要有管涌和主流摆动后入临河堤跟河等，加剧了“二级悬河”造成险情的严重程度，对堤防安全构成严重威胁。如，黄河“96.8”花园口发生7600 m3/s洪水，下游堤防发生渗水51 处，管涌8 处，堤身裂缝5.28 km,不少背河坑塘、水井水位抬高或发生涌水，给汛期防守造成很大压力。

2.2 堤防隐患的表现形式分析

（1）近堤的坑塘、鱼池等往往成片出现，纵横分布，大小不一。 大部分坑塘、鱼池分布在堤脚附近低洼处，使堤身及近堤范围内土壤长期处于浸泡之中，极易造成堤基渗漏、管涌等现象，严重危害堤身的安全。 同时，这些坑塘或水域的存在，对于排查各类险情造成极大的困难。

（2）由于黄河下游“槽高、滩低、堤根洼”的河床特点，漫滩洪水极易发生主溜夺串，导致顺堤行洪和滚河险情，对防洪安全构成威胁。 2002 年黄河首次调水调沙期间，在夹河滩至高村河段的“二级悬河”表现已十分突出，流量不足2 000 m3/s 就发生了漫滩，部分堤根水深约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，防洪威胁急剧加大[3]。

3 黄河下游堤防隐患加固处理技术及选择

针对黄河下游堤防工程存在的险点隐患，应采取加固措施，消除隐患，弥补缺陷。 常用的加固措施有：放淤固堤、堤防截渗墙、压力灌浆。

3.1 放淤固堤加固技术

放淤固堤加固技术的优点是：（1） 可帮宽堤防工程的断面，延长渗径长度，使其防渗效果好、稳定性强，有利于抗震，也便于以后的抗洪抢险，为抢险争取时间。 （2）通过长期放淤固堤，可减少河床中泥沙，加宽加高堤防工程，使黄河下游变为相对地下河，这是黄河下游防洪治理的战略措施。 （3）自20世纪70 年代，黄河上就开始实施放淤固堤工程，积累了丰富的施工和管理经验。 （4）放淤施工工序简单、效率高，不受气候条件的影响，能连续作业。

放淤固堤加固的缺点是：（1） 堤防工程淤区和取土占用耕地，淤区取土多为沙土，若不及时妥善处理，极易产生沙化，导致淤筑区和周边地区的环境恶化，给当地群众生产生活带来不便。 （2）淤区施工用水量大，施工用水需要排水出路，如果处理不当，可能引起周边地区土壤次生盐碱化。 但长期实践证明，通过包边盖顶和淤区排水工程措施，这两个问题可以得到解决。

3.2 堤防截渗墙加固技术

针对黄河下游堤防工程的堤身、堤基存在裂缝、洞穴、软弱层等隐患，可采用截渗法进行加固处理。 通常采用的截渗法有：混凝土截渗墙、水泥土搅拌桩截渗墙、高压喷射灌浆、垂直铺塑。 其中，混凝土截渗墙技术发展较快，其施工机具和工艺技术不断发展完善，具有截渗深度大、造价相对较低，施工速度较快，可有效阻断贯穿堤身的横向裂缝、獾狐洞穴，阻止树根横穿堤身等特点，且危害堤防工程的动物不能对墙体造成破坏，可防止新的洞穴隐患产生。 其次可提高堤身、堤基的防渗作用。 另外，该措施征地赔偿问题很少，由此产生的社会问题也很少。 因此，在堤防背河有村庄而采取放淤固堤困难的情况下，混凝土截渗墙是一种较好的加固措施。但混凝土截渗墙施工工艺复杂、质量控制难度大，土质不好时易塌孔、漏浆。

3.3 新堤与放淤固堤联合加固技术

黄河下游堤防工程临河滩地较高，堤顶与滩地高差一般在5 m 左右，为了消除堤防堤身质量差的隐患，可采用“新堤加放淤固堤”的加固方案。 该方案的主要布置为：在背河侧有村庄的老堤临河侧布设截渗墙，截渗墙中心到临河堤肩距离为2 m；新堤布置在老堤临河侧，与老堤的间距按100 m 左右淤区宽度控制；在新堤与老堤间进行放淤固堤。

3.4 加固方法的选择

通过对不同加固方法的比较分析，考虑黄河淤积泥沙的出路，放淤固堤可与挖河减淤相结合，利用挖河泥沙加固黄河堤防工程，使黄河由“地上悬河”变为相对的“地下河”。 由于黄河在洪水期经常产生横河、斜河现象，洪水主流直接顶冲黄河下游堤防工程，致使堤防工程临河侧堤坡滑塌。 在水位骤降时，受截渗墙背河侧黄河下游堤防工程的土压力作用，截渗墙可能产生强度破坏。 这时剩余堤防宽度较小，没有抢修的工作场面，极可能导致堤防工程被冲决。 而放淤固堤方案则由于堤防段面宽，可赢得抢险时机。 因此，截渗墙方案整体防洪能力较放淤固堤方案差，不宜于作为黄河下游堤防工程加固工程的首选方案，而放淤固堤方案比较合适。

4 结语

综合考虑各方面因素，在对黄河下游堤防24 个重点地段加固过程中，拟采取以放淤固堤为主的加固方案。 该方案既加固了堤防工程，又解决了黄河泥沙的淤积问题，使黄河治理的短期措施与长期战略结合起来。 在老堤背河侧100 m 范围内，无村庄处淤背，在有村庄处采用截渗墙，或在临河进行机淤固堤，对于较分散的I 类隐患，以压力灌浆的方式消除隐患，是确保黄河不决口的最有效措施。

[1] 郭全明，张宝森，仵海英. 黄河堤防险情调查分析［J］. 地质灾害与环境保护，2003（3）：19-20.

[2] 连惠萍，赵婷. 黄河下游堤防存在问题研究［J］. 黄河水利职业技术学院学报，2009（1）：4-5.

[3] 黄河水利委员会. 黄河下游“二级悬河”成因及治理对策［M］. 郑州：黄河水利出版社，2003.