重大险段工程地质环境优化方案

1998年松花江、嫩江特大洪水，堤段发生大量溃决、流土、管涌、散浸、漏水、堤岸冲刷、崩塌等险情。仅嫩江干流堤防决口1986年，出险159处，最严重者为肇源县胖头沧堤、泰来县泰来大堤、老局子段、半子山段，杜蒙县拉海堤，绰尔堤等决口。重大决口事故有三种，一是江水位过高，超子堤或漫堤溃决；二是决口后进堤内水高于外水，堤防在内外水作用下再决口，杜蒙自治区17个决口中13个即此；三是为排除先期决口淹没区内水高于外水而采取人工决口，肇源县13个决口中，除胖应沧决口系江水漫子堤而致外，12个都是为排除内水而人工决口的。

1998大洪水时，松花江和嫩江干流发生的管涌，绝大部分在堤防前后坑塘和顺堤暗河处，如杜蒙拉海堤800m段长严重连续管涌群，1600m段长不连续管涌带，泰来县特立莫堤1200m段长连续管涌群，依兰县北大坑和南大坑堤段历史决口切穿双层地基未处理，1998洪水期堤脚70m范围内发生管涌，内蒙古绰尔河月牙沧1200m段长发生了连续管涌群。

松花江嫩江堤防决口一般宽度30～50m，冲坑长度70～80m，冲坑深度取决于决口时堤前后水头差和堤基岩性，人工决口一般3～4m，自然决口7～8m，较深者嫩江泰来半子山决口最大冲坑深21m，胖头沧16.5m，泰来老局子11m。(www.xing528.com)

从大部分决口情况看，决口主要因为堤防洪标准不够，堤身填筑质量差，虽未发现地质原因而致决口，但其是决口的重要条件之一。堤身溢流，浸润线高，渗透比降不断升高情况下砂堤、砂基，某些双层堤基促成渗透变形和破坏，特别是某些原因而使堤前表土层变薄或砂层出露，渗径减小或“短路”时。值得重视的是砂堤险段和穿堤建筑物接触冲刷险段问题。松花江、嫩江粉细砂堤段约占1/5～1/3，1998洪水决口时大部分发生于此。嫩江最大决口——胖应沧堤就是砂堤漫顶决口的。现状砂堤上下游坡比与土堤类似，即1∶2～1∶2.5，φ=20°～26°，K=10-3～10-4，中等透水，出逸点高，粉细砂抗渗比降小，允许比降约0.05～0.07，尤其与建筑物接触部位渗透稳定性极差，加之，粉细砂抗剪强度低，几乎无凝聚力，抗冲刷能力低，允许抗冲流速约0.25～0.75m/s，在堤内水流作用下，堤坡易淘刷脱坡，甚至溃决。穿堤建筑物与堤防接触带一旦发生接触冲刷，往往是引发堤防决口的隐患。1998洪水时，杜蒙县穿堤马场闸引发了决口，哈尔滨穿堤高谊水泵站和肇源县穿堤涵闸都发生了严重险情，在军民抢修下才排除了一场灾难。穿堤建筑物产生接触冲刷部位土的抗渗允许比降远低于同类土内部或出口水平段的抗渗允许比降，尤其是粉细砂土，两者差别更大。流土型渗流破坏的无粘性土，当其不均匀系数Cu≤5时，内部允许比降0.4～0.5；而粉细砂接触流土的允许比降仅0.05～0.1；粘性土内部允许比降3～4，而接触冲刷允许比降仅0.3～0.6。

归结起来，松花江流域堤防险工和决口的成因类型有堤身质量差；防洪标准低、超标洪水漫顶；砂堤破坏（渗流通道、散浸、脱坡等）；砂基渗透破坏和穿堤建筑物接触冲刷、接触流土破坏。松花江流域堤防坍岸破坏成因类型有砂岸、水推和冻融等。