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天津市子牙河左堤除险加固工程设计方案研究
王春华
（水利部河北水利水电勘测设计研究院, 天津300250）
摘要: 对子牙河刘家码头～外环线段, 左堤堤身出现塌陷及裂缝原因进行了分析, 对堤防加固设计方案进行了比较, 从土料场占用耕地、 工程投资、 施工等方面原因进行了分析研究。
关键词: 堤防除险加固; 堤身土; 设计; 方案
1 概况
子牙河是海河干流上游河道之一, 左堤刘家码头～外环线段全长1625m。 本段为复式河床, ～。 堤顶宽约6m, 为全断面均质土堤, , 上游边坡1: 3, 下游边坡1: 。 堤身宽广规整, 两侧堤坡为生长茂盛杨树, , 为2级堤防。 堤防顶部贯穿性横向裂缝和纵向裂缝被浮土掩盖, 局部显现蝶状沉陷、 堤防存在严重隐患, 不能满足防洪度汛安全运行, 需要进行除险加固。
2 除险加固必需性
子牙河左堤堤顶长度1525m（桩号8+700～10+325）出现蝶状沉陷、 贯穿性裂缝, 裂缝上宽下窄, ～7cm。 堤顶和堤内土裂隙将伴随时间延长而深入发展、 恶化, 不能满足河道防洪度汛要求, 一旦河道高水位行洪, 洪水将沿这些裂隙外渗, 造成流土, 可能造成溃堤, 对天津市区组成严重威胁。 依据《堤防工程设计规范》当堤身存在较大范围裂缝、 孔洞、 松土层、 或和穿堤建筑物接合部出现贯穿裂缝时应开挖并回填密实, 对难以回填部位宜采取充填灌浆进行加固。 为了确保堤防安全运行, 确保天津市人民生命财产安全, 消除洪水对天津市区严重威胁, 进行除险加固是十分必需。
3 堤防勘察及裂缝沉陷分析
子牙河左堤刘家码头～外环线桥段, 堤顶能够隐约看出顺堤向、 垂直堤向贯穿性裂缝, 裂缝长度不等, 堤顶裂隙表面被细粒土充填,但不平整, 沿裂缝常分布有数个碟形塌陷。 塌坑直径20～40cm, 深度15～60cm, 坑内全部有不一样程度杂物充填。 其中有2段长度百余米集中裂缝、 塌陷区, 部分塌坑间距较小, 100m范围内分布有20多个塌坑
堤防勘察
为了最直观了解堤顶塌陷、 裂缝情况, 地质勘察采取坑槽探为关键勘探手段, 目标是查明出现塌陷、 裂缝发生原因、 发育程度、 延展方向等, 为工程除险加固提供设计依据。 依据堤顶塌坑分布情况, 探坑均部署在堤顶, ～, 范围内揭露地层为人工填筑粘土、 粉质粘土及少许壤土。 筑堤土大部分为粘土, 局部壤土, 干燥, 坚硬, 挖出土料呈碎块状, 土质不均匀。 每个探坑均发觉有3～7条不一样宽度裂缝, 自表层向下延伸, ～7cm, 局部可达10cm, , 裂缝展现上部宽, 随深度逐步变窄。 裂隙面大部分平直, 陡力。 裂隙走向大全部为平行和垂直堤防轴线, 并伴有有斜向裂隙。
现实状况裂缝、 蝶状沉陷成因分析
筑堤土料质量
筑堤土料粘粒含量偏高, %, 而且土质不均匀。 试验数据表明, 坝体土各项物理力学性质指标除粘粒含量偏高外, 其它各项指标均基础满足规范要求, 其中塑限平均值为21%, 天然密度已经达成最大干密度96%以上, ×10-6～×10