极端天气对东鱼河堤防工程的影响及对策.pdf

2023.7韩光（济宁市水利事业发展中心，山东 济宁 272100）揖摘要铱 近年来，受连续强降雨影响，东鱼河工程沿线部分堤段出现雨淋沟、塌陷坑等较为严重的损毁。本文通过分析东鱼河堤防工程现状及强降雨数据，阐述了极端天气对东鱼河堤防工程的影响和堤防水毁工程产生的主要原因，从水毁工程修复、多孔质预制件结合草皮护坡、清除害堤动物，处理动物洞穴、设置排水井等方面提出系统防护措施和具体实施方案，旨在为堤防水毁预防和工程安全度汛、良性运行提供参考。揖关键词铱 济宁市；强降雨；堤防工程；河道治理揖中图分类号铱 TV85揖文献标志码铱 A揖文章编号铱 1009-6159渊2023冤-07-0015-02东鱼河是 20 世纪 60 年代后期，为解决南四湖湖西地区洪涝灾害而开挖的一条大型防洪排涝河道。干流起源于菏泽市东明县刘楼村，向东流经菏泽市牡丹区、曹县、定陶区、成武县、单县，济宁市金乡县、鱼台县等 8 个县（区），于济宁市鱼台县西姚村北入昭阳湖，全长 174 km，流域面积 5 923 km2。东鱼河支流较多，流域面积100 km2以上的河道有 23 条。1流域概况东鱼河流域属暖温带半湿润气候区，具有冬、夏季风气候特点，四季分明，冷热季和干湿季区别较为明显。流域内多年平均降雨量 700 mm，丰水年（1964 年）降雨量达 1 055 mm，枯水年（1988 年）降雨量仅为 279 mm。受季风的影响，降雨量年内变化较大，汛期（69 月）占全年的 70%以上，从而形成春旱夏涝晚秋又旱的特点。流域内年平均蒸发量为 600700 mm。东鱼河堤防工程经工程治理，按 50 年一遇设计标准进行加高培厚，采用 50 年一遇防洪流量 2 2612 491 m猿/s，按 2 级堤防加超高 2.0 m 确定堤顶高程。经与施工前堤防比较，本次治理两岸复堤(含缺口堵复、堤防加高培厚)总长度为25.00 km，其中：左岸 14.40 km，右岸 0.60 km。干流堤顶高程 38.2943.47 m，内堤距为 340450 m。对支流东沟回水段按干流堤防标准进行复堤，复堤总长 4.1 km。东鱼河堤防迎水坡边坡为 1颐3，结合堤防边坡稳定计算结果，因迁占困难，堤防背水坡边坡为 1颐2。堤顶排水采用散排，未增设集中排水设施。2极端天气影响分析东鱼河济宁段治理工程完成后，连续遭遇台风和强降雨天气。2021 年汛期，济宁市出现明显降水过程 20 次，其中全市较大范围暴雨过程 11次，东鱼河工程沿线呈现降雨强度大、持续时间长的气候特征；同时，由于第 6 号台风“烟花”给济宁全市带来 147.1 mm 平均降雨量，且其影响区域与此前强降雨区域重合度较大，致使土壤饱和，产流汇流较快，对堤防工程带来严重危害。2022 年 6 月 26 日以来，东鱼河驻地所在的鱼台县先后遭遇大暴雨、特大暴雨。截止 9 月底，鱼台县累计降雨量 659.4 mm，比去年同期降雨量434.5 mm 偏多 51.8%，比历年同期平均降雨量341.7 mm 偏多 93.0%。强降雨加重工程沿线洪涝灾害的同时，也严重毁坏东鱼河堤防工程。据统计，历次强降雨共造成东鱼河堤顶防汛路路面沉降及积水严重段 7 处、堤防内外坡塌陷坑 12 处、雨淋沟 30 处、穿堤管洞 5 处。雨淋沟、塌陷坑、穿堤管洞维修工程量共需土方 3.7 万 m3。收稿日期：2023-04-14作者简介：韩光（1977），男，高级工程师山东水利15窑窑2023.73堤防水毁工程成因分析19671969 年东鱼河治理工程为冬季人工施工，冻土筑堤，且土质多为砂性土。2000 年、2020 年东鱼河治理时，只对堤防标准堤部分采取机械分层碾压施工，其余堤防未进行碾压、夯实，堤身密实度较差、透水性较高，抗蚀性、抗剪性较差，易产生堤表径流，发生沟蚀。东鱼河堤防工程设计无排水设施，采用散排方式排水。暴雨是造成雨淋沟的主要气候因子，在土质强度较小的地段，雨水集中汇流后，对边坡形成冲刷，小的沟纹遭遇连续冲刷，不断扩大，从而形成雨淋沟。随着经济发展和美丽乡村建设的推进，野生动物的生存、活动余地被极大挤压，堤防成了它们活动的场所，东鱼河地理位置偏僻，堤防上出现了多种动物挖洞造穴隐居的情况，洞穴受雨水浸泡后极易形成堤身塌陷坑。植被护坡是利用植物发达的根系固土护坡的一种常见形式。东鱼河治理工程绿化设计就是在内外边坡均撒草籽护坡，新长出的草皮，根系不发达，加上，东鱼河鱼台段当地政府正在准备做东鱼河景观提升工程，对鱼台段的堤防进行了刷坡处理，植被完全被清除；金乡段虽然有植被，但是不全面，无法达到防冲刷的效果。4对策措施根据雨淋沟对边坡破坏范围，较大的采用1 m3反铲配合人工进行开挖，较小的部分采用人工进行开挖，开挖原则为清除雨淋沟松散土至原状土基面，并开挖成台阶状，自台阶底边线沿渠道方向 1颐2、垂直水流方向 1颐1 削坡至下一台阶底部，台阶宽度控制在 5660 cm。就近在临时料场采用1 m3反铲挖装 20 t 自卸车运送土料，人工分层摊铺，人工利用振动冲击夯进行夯实，逐层填筑。对部分堤身进行分层夯实，铺设多孔质预制件，其优点主要表现在施工简单快捷，有利于植物生长和小生物繁殖，耐冲刷，防止泥土流失的功能较强。草种选择“狗牙根”“高羊毛”等固土护坡作用强的草种，以“狗牙根”为主，配少量比例的“高羊毛”，种草密度可设为 20 g/m2。施工前对边坡进行全面检查，并进行平整清理，尽可能清除不利于草籽生长的石块和垃圾等杂物；按事先确定的配种方案和一次施工面积，根据草种习性和施工需要分别采用冷水浸种、层积催芽、升温催芽、化学药浸泡等措施处理，促使种子提早发芽，提高发芽率；草种播种后做好养护措施，确保效果。首先，堤坡上杂物，整理备防土料、备防石料垛，消除便于獾、狐生存、活动的环境条件。因地制宜，采用人工捕杀、器械捕捉、药物诱捕、熏蒸驱逐、化学绝育等方法清除害堤动物。再对堤身内的洞穴及时采取开挖回填或充填灌浆等方法处理。具体措施：堤防迎水侧有獾洞的情况，可采用洞口开挖土方约 23 m3，下面铺设防渗土工膜，再回填土；堤防背水侧有獾洞时，要沿堤轴线方向挖沟槽，沟槽深要超过洞底 0.2 m，沟底宽约 1.0 m，沟长要超出堤身獾洞分布上下边缘线2 m，然后再回填黏土分层夯实，以形成截渗墙；然后进行獾洞封堵，封堵前，应将洞口周围的浮土清除干净，再向洞内夯筑黏土回填至原坡状；堤身的獾洞在开挖回填的基础上可采用堤身灌浆。可用 10%的水泥黏土浆（浓度 1.21.3 g/cm3）对堤身进行密实灌浆。灌浆时采用“先上游、后下游、再中间；先稀后稠，少灌多复”的工艺分序分次灌浆。在堤防地势低洼处设置集水井，顺堤坡、滩地铺设 D800 暗管，将雨水排到河槽内，以防堤顶径流冲刷堤身，该做法施工简单快捷、工程造价低。具体做法：采用人工配合机械开挖沟槽，及时进行整平；由集水井的一端开始下管，下管时注意要保证相邻管内错口不大于 3 mm，然后安装管道，遇到集水井处安管与管长不符时，应适当调整井位，避免截断管材；再进行集水井砌筑，砌筑时要注意管径、方向、高程，管与井壁衔接紧密；最后分层进行土方回填、夯实。（责任编辑 赵其芬）韩光：极端天气对东鱼河堤防工程的影响及对策16窑窑