黄河河南段太行堤裂缝处理措施探讨

第２９卷第ｌＯ期　２００７年ｌＯ月　人民黄河　ＹＥＬＬＯＷ　ＲＩＶＥＲ　Ｖｏ１．２９．Ｎｏ．１０　Ｏｃｔ．，２００７　

【防洪・治河】　

黄河河南段太行堤裂缝处理措施探讨　

胡俊玲，张翠萍，马　乐　

（河南黄河勘测设计研究院，河南郑州４５０００３）　

摘要：介绍了太行堤裂缝的分布情况并分析了其成因。对开挖回填加固、开挖回填结合灌浆加固两种裂缝处理方案进　

行了比较。推荐开挖回填结合灌浆加固方案，并确定了裂缝处理步骤：①采用锥探灌浆对缝隙进行充填；②沿裂缝开挖成　

槽；③开挖槽底以下路基，翻松３０　ｃｍ压实后恢复原堤顶道路；④全路面铺设上封层。　

关键词：堤身隐患；裂缝处理；太行堤；河南河段；黄河　

中图分类号：　ｒｖ８７１；ＴＶ８８２．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—１３７９（２００７）１０—００２０－０２　

太行堤为黄河北岸第二道防线，１９５６年进行了加高培厚。　

１９９８年以来，对０＋０００～１０＋０００段进行了加高，修建了堤顶　

道路，现状堤顶宽为７～８　ｍ，临背河边坡为１：３，已满足设计　

要求。　

１太行堤裂缝分布情况　

１９９４年７月１２日，太行堤５＋０００～１２＋０５０堤段在暴雨　

中出现脱坡２０处，累计长３５５．８　ｉｎ，脱坡土方３　２８４．２　ｍ　；出现　

纵向裂缝４９条，累计长１　４５２．１　ｉｎ。１９９５年５月，曾对太行堤　

脱坡较严重的５＋０００～６＋６００堤段进行了后戗加固处理，并　

对５＋０００～７＋５００堤段裂缝进行了翻筑处理。　

２００５年７月２９～３０日和８月２日、１６日，长垣境内普降中　

到大雨，累计降雨量为２００　ｍｍ，雨后发现太行堤５＋２００～５＋　

３００段和６＋２００～７＋０００段背河堤肩出现不同程度的纵向裂　

缝，走向基本与堤线一致，分布于堤顶、背河堤肩处，一般缝宽　

４～７　ｃｍ，最大缝宽达１５　ｃｍ，背河堤肩出现下蛰现象，低于堤顶　

沥青路面３～４　ｃｍ，沥青路面出现纵向裂缝，最大缝宽２　ｃｍ。　

为了确保堤防工程安全。２００５年８月２４日采取应急度汛　

加固措施对沥青路面的裂缝进行了灌筑；沥青路面与路缘石之　

间大于１　ｃｍ的缝隙下部用砂填实，表层浇筑细石混凝土；路缘　

石外侧的缝隙下部用砂子填筑，表层采用三七灰土填筑夯实。　

２００５年９月２０日～１０月３日。长垣境内又持续普降中雨，　

累计降雨量为１５１．５　ｍｍ，发现太行堤４＋３５０～９＋６０Ｏ段和　

１１＋６ＯＯ～１２＋０００段背河堤肩、堤顶都出现纵向裂缝。裂缝程　

度比７～８月份更为严重，一般缝宽４～８　ｃｍ，最大缝宽达１５　

ｃｍ，背河堤肩出现下蛰现象。低于堤顶路面３～４　ｃｍ，沥青路面　

最大缝宽达８　ｃｍ。　

２００６年７月。黄河勘测规划设计有限公司工程物探研究院　对太行堤裂缝进行了检测。据统计，裂缝主要分布在４＋３５０～　

９＋６ＯＯ段，基本是纵向裂缝。深度一般为２～３　ｍ，宽度一般为　

２～４　ｃｌｔｎ。裂缝累计长度２　２４２．７　ｍ，其中路面部位裂缝长度为　

１　４２１．７　ｍ、堤肩部位裂缝长度为８２１　ｍ。　２裂缝产生原因　

根据地质勘察资料，太行堤４＋３５０～９＋６ＯＯ段堤身土主　

要为褐黄色壤土。混夹较多砂壤土、黏土透镜体，黏粒含量为　

１．３％～３８．２％，平均为１５．２％，堤身土层最小干密度为１．２１　ｇ／ｃｍ’。钻孔注水试验得出的渗透系数为０．００２～０．００３　ｃｍ／ｓ，　

为中等透水性；钻探过程中，上部４．４～５．０　ｍ漏水，抬不起水　

头，反映出堤身质量较差。　

太行堤裂缝主要由以下因素引起：①降雨较多，造成太行　

堤临河侧天然文岩渠水位上涨，堤脚长时间受渠水浸泡和堤身　

受雨水浸泡后容易产生裂缝。②太行堤是在历代民埝的基础　

上几经培修而成，堤身修筑质量差，隐患较多。出现的裂缝多　

是堤基土体不均匀沉陷造成的。　

３裂缝处理措施　

３．１方案选择　

（１）开挖回填加固方案（见图１）。对出现裂缝的部位，探　

明裂缝深度，将裂缝全部挖除，然后回填压实。该方案的主要　

工程量：挖槽土方１８　１９４　ｍ　、回填土方１４　８２６　ｍ　、整修路面　

３１　５００　ｍ　，估算投资为３５２万元。　

图１太行堤裂缝处理方案一　

（２）开挖回填结合灌浆加固方案（见图２）。根据裂缝的宽　

收稿日期：２００７—０５－２６　

作者简介：胡俊玲（１９６９一），女，河南开封人，高ｋ＿ｚ－程师，主　

要研究方向为土木工程结构。

　维普资讯 http://www.cqvip.com 第１Ｏ期　胡俊玲等：黄河河南段太行堤裂缝处理措施探讨　・２１・　

度，首先采用锥探灌浆对缝隙进行充填，然后沿缝局部开挖成　当增加灌浆量和提高浆液稠度。由于堤身的失水收缩易产生　

槽后回填土压实，并恢复路面。该方案的主要工程量：挖槽土　新的裂缝，因此需要多次灌浆。　

方８４９　ｍ　、回填土方１２３　ｍ　、灌浆孔总进尺２４　８０４　ｍ、整修路面　

１　８２３　ｍ　，估算投资为７６．７万元。　

蒜　ｌ　

型堡壅鏊／　＼开槽灌壤后　恢复原结构　

图２太行堤裂缝处理方案二　

方案一的优点是可以较为彻底地解决裂缝问题，工程质量　

可靠；缺点是开挖回填工程量较大、投资较多，且容易阻断堤防　

交通。方案二的优点是工程量小，施工简便，工程造价相对较　

低；缺点是不能解决堤身土质不均问题，且灌浆土料与堤身土　

体不易结合，需要重复进行。经综合分析，推荐方案二。　

３．２裂缝处理步骤　

根据裂缝的实际分布情况，确定裂缝处理步骤为：①采用　

锥探灌浆对缝隙进行充填；②沿裂缝开挖成槽，开槽宽Ｉ．０　ｍ，　

槽底高程与路面底基层的高程相同（即槽深约０．３５　ｍ），路肩　

部位开挖沥青路面３０　ｃｍ宽，路面部位开槽尽量在裂缝中间位　

置；③开挖槽底以下路基，翻松３０　ｃｍ压实后恢复原堤顶道路；　

④全路面铺设上封层。　

为了防止裂缝进一步开裂，在压实路基与基层之间铺设一　

层复合土工膜。复合土工膜采用一布一膜，要求满足单位面积　

质量／＞３５０　ｇ／ｍ　、纵向抗拉强度≥５．０　ｋＮ／ｍ、横向抗拉强度≥　

５．５　ｋＮ／ｍ、ＣＢＲ顶破强度≥１．１　ｋＮ。　对于部分有沉陷的裂缝，首先采用锥探灌浆对裂缝进行充　

填，然后将沉陷路面（包括沉陷路面周围各３０　ｃｍ宽）的基层、　

面层全部清除，路基翻松后压实，最后按原设计要求恢复堤顶　

道路高程和路面结构。　

３．３充填灌浆　

（１）锥探灌浆孔的布置。沿缝布设１排灌浆孔，孔距为　

１．０　ｍ，孔径为３Ｏ～３５　ｍｍ。　

（２）造孔深度的确定。据勘察，裂缝深度一般为自堤顶向　

下１．５～３．０　ｍ，位于堤身上部较浅位置。考虑到裂缝分布往往　

具有一定的隐蔽性，且裂缝的产生与下部堤身和堤基是密切相　

关的，为了有效地处理裂缝，确保堤防安全，造孔深度确定为　

１０　ｍ。　（３）灌浆土料与泥浆指标参数的确定。灌浆土料和浆液的　

各项指标参数依据《土坝坝体灌浆技术规范》并结合黄河下游　

多年的灌浆经验来确定。①灌浆土料塑性指标为１０％～２５％，　

黏粒含量为１５％～２０％，粉粒含量为７０％～８０％，沙粒含量＜　１０％，有机质含量＜２％。②灌浆浆液容重为１．３～１．４８　ｔ／ｍ　，　

黏度为１５～５Ｏ　Ｐａ・Ｓ，稳定性＜０．１　ｇ／ｃｍ　，胶体率＞８０％，失水　

量为２Ｏ～６０　ｃｍ　／ｈ。　

（４）灌浆。在施工过程中，注浆管上端孔口压力应小于４９　

ｋＰａ，以免堤面出现早裂现象。若发现吃浆量很大，施工时可适　【责任编辑翟戌亮】　

（上接第１９页）高的计算精度，因此计算结果会更优于动态规　

划结果。收敛因子的存在，使标准ＰＳＯ算法的收敛性能得到　

提高。　

５结语　

微粒群算法是一种新颖的智能计算优化方法，和其他优化　

算法相比，不仅具有全局寻优、收敛速度快等优点，而且编程简　

单、使用方便。但鉴于其发展历史尚短，在理论基础与应用推　

广上都还存在一些问题，特别是算法中的一些参数往往依赖于　

具体问题和应用经验，并不具有通用性。　

笔者通过在速度进化方程中增加收敛因子，从而改进算法　

的收敛性，并将其应用于水库防洪优化调度问题的研究。算例　

应用情况表明，改进的ＰＳＯ算法计算结果合理、有效，可作为水　

库防洪优化调度的一种新方法。作为初步尝试，只研究了单一　

水库防洪优化调度问题。如何方便有效地选择算法参数，根据　

不同的优化问题建立相应的ＰＳＯ模型，将是ＰＳＯ算法的研究　

重点。　

参考文献：　

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【责任编辑张智民】

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