摘要：广州市中心城区堤防对于发挥城市防洪起到重要作用。经过多年的运行，由于止水失效、反滤失效、堤顶重型机械违章碾压、天文大潮江水越堤等原因，堤顶周期性的出现陷坑。统计分析2016、2017年珠江堤防陷坑在时间、空间（不同堤段、横向位置）的分布规律，对于堤防巡查、安全鉴定、隐患探测起指导预警作用，同时进一步优化陷坑修复的工程措施。
关键词：珠江堤防、陷坑、分布规律、防治措施
Abstract：The central city embankment in Guangzhou plays an important role in urban flood contral.After years of operation，due to seal failure/filter failure/illegal machinery rolling/astronomical tide river overtopping and so on，pit apperas in the top of embankment.Statistical analysis of embankment pit distribution in time and space（different parts and lateral position）in 2016 and 2017 is usefull for dike inspection/security identification /detection of hidden danger and early warning.Furthermore optimizing engineering measures of pit repairing is necessary.
Keywords：Pearl embankment/pit/distribution/prevention measures
0 前言：
广州市珠江堤防工程现状总长379.8km，设计防洪标准200年一遇，分布在西航道、前航道、后航道、三支香水道、官洲水道、仑头水道、黄埔水道等[1-3]。广州市珠江堤防除前航道白鹅潭至海印桥为民国时期所建，断面为浆砌条石结构，其它新建各段根据不同地质地形修建，堤防结构包括重力式（沉箱、扶壁结构）、灌注桩结构、复式结构等[4]，如图1~4所示。广州市珠江堤防管理处管理中心城区堤防138公里，分布在西航道、前航道、后航道，堤防长度分别为44公里、49公里、45公里。堤防经过多年的运行，由于止水失效、反滤失效、堤顶重型机械违章碾压、天文大潮江水越堤等原因，堤顶周期性的出现陷坑。
结论：
1、2016年陷坑数量排名前4的堤段分别是：西左、前左、前右、沉香岛，累计占据了全年陷坑的76%；2017年排名前4的堤段分别是：前右、后左、前左、西左，占据了全年陷坑的82%。前右、前左、西左陷坑分布两年均排前位；
2、西左堤防隐患陷坑有所好转，陷坑比例由2016年的24%下降到2017年的14%。后左堤防隐患陷坑发生率由6%上升到18%，应加强对该段堤防的巡查，必要时辅以隐患探测；
3、海心沙、大学城、后右2个年度陷坑出现概率极低甚至没有；
4、2016年陷坑分布密度排名前4的堤段分别是：沉香岛、西左、前右、前左，其中沉香岛陷坑分布密度达到了6.3个/公里；2017年陷坑分布密度排名前4的堤段分别是前右、沉香岛、大坦沙、后左，其中前右分布密度达到了4.6个/公里，沉香岛仍高达3.6个/公里；
5、结合考虑各个堤段陷坑分布个数和分布密度，需要重点关注沉香岛、前右、前左、大坦沙四个堤段。
1.3重点堤段陷坑分布规律
重点分析沉香岛、前右、前左、大坦沙4个陷坑高风险堤段。2016年、2017沉香岛年累计发生陷坑36个，分布密度10个/公里，以500m一个区间计量；2016年、2017年前右累计发生陷坑121个，分布密度6.7个/公里，分别以2000m、500m一个区间计量；2016年、2017年大坦沙累计发生陷坑35个，分布密度4个/公里，以500m一个区间计量，鉴于大坦沙西岸只有4个，现只分析坦东陷坑；2017年前左累计发生陷坑84个，分布密度3.9个/公里，分别以2000m、500m一个区间计量。
结论：
1、沉香岛陷坑分布密度最高区间为沉香沙2+000~2+500，分布密度34个/公里，是该段平均分布密度的3.4倍。分布密度第二的是1+500~2000，分布密度18个/公里；
2、前右陷坑分布密度（以2000m计）最高区间为前右8+000~10+000，分布密度23个/公里。分布密度第二的是前右4+000~6+000，分布密度13个/公里；前右陷坑分布密度（以500m计）最高区间为前右9+000~9+500，分布密度56个/公里，是该段平均分布密度的8.3倍。分布密度第二的是4+000~4+500，分布密度26个/公里；
3、大坦沙陷坑分布密度最高区间为坦东0+500~1+000，分布密度20个/公里，是该段平均分布密度的5倍。分布密度第二的是坦东0+000~0+500，分布密度18个/公里；
4、前左陷坑分布密度（以2000m计）最高区间为8+000~10+000，分布密度16.5个/公里。分布密度第二的是10+000~12+000，分布密度13.5个/公里；前左陷坑分布密度（以500m计）最高区间为前左9+500~10+000，分布密度34个/公里，是该段平均分布密度的17.4倍。分布密度第二9+000~9+500的，分布密度个28/公里。
5、广州市中心城区三个航道各段堤防区间（以500m计），陷坑分布密度最高区间前右9+000~9+500，分布密度56个/公里；分布密度第二的是沉香沙2+000~2+500，分布密度34个/公里；分布密度第三的是前左9+500~10+000，分布密度34个/公里。
2、堤防隐患陷坑其它特征
2.1 陷坑位置分布特征
陷坑发生位置呈现了一定的规律，以前航道某段堤防为例，结构为抛石+沉箱+L形挡墙。陷坑位置如图9~10所示，陷坑开挖后通常可见岸墙分缝位置，如图11~12所示。
说明：
1、根据初步统计，陷坑发生位置往往集中在距离堤防挡墙水平距离1m内；
2、根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013），I级堤防堤顶宽度不宜小于8m；
3、根据《广州市水务管理条例》，珠江干流广州河段堤防其管理范围为内、外坡堤脚每侧外延三十米。
结论：
1、2016、2017年陷坑发生位置86%集中在贴近岸墙1m位置，其中S=0贴近岸墙边的占70%；
2、根据陷坑发生位置以及陷坑开挖修复后现场情况，初步分析为挡墙之间止水损坏失效，导致回填砂漏出外江；
3、其它陷坑（距离岸线距离大于1m）根据现场开挖初步分析主要为：如堤顶管线结构体、排水渠等破损导致。
2.2陷坑深度分布规律
以陷坑分布密度最高区间前右9+000~9+500为例，分析陷坑深度分布规律。
表11 前右9+000~9+500陷坑深度分布散点值
结论：
1、前右9+000~9+500段堤防2016、2017年陷坑总数28个，平均深度0.52m，最大值1.2m，最小值0.15m；
2、如图5陷坑位置示意图，陷坑底部平均高程2.58（堤顶高程3.1-0.52），比沉箱顶部高2.0m，低于200年一遇水位2.76m[5]。
3、陷坑隐患处理工程措施和非工程措施；
3.1工程措施
1）预防性工程措施。2017年对陷坑容易发生的前航道所有堤段，岸墙外侧伸缩缝位置填充泡沫剂，如图13所示；
2）陷坑修复时，根据涨落潮时刻，开挖至胸墙底高程、伸缩缝填充泡沫胶，如图14所示；
3）参考《堤防设计规范》（GB50286-2013），按照一定坡比开挖，铺设土工布，达到滤砂排水的目的，分层回填中粗砂并冲水密实，如图15~16所示。
图13 岸墙外侧伸缩缝填充泡沫胶 图14 陷坑维修伸缩缝填充泡沫胶
图15 陷坑维修时铺设土工布 图16 陷坑维修回填冲水密实
3.2非工程措施
1）做好堤防工程管理规范化建设[6]。巡查单位根据陷坑区间、时间、局部坐标的分布规律，安排巡查人员在风险高发区域、高发时间加强巡查，尤其是走路有“砰砰”空洞的回声，要做好标志及时上报；
2）根据陷坑高发区域，安排观测单位开展堤防隐患探测，提早发现空洞、管涌等潜在问题，根据问题严重程度，开展隐患整治等。
4、总结与展望
1）2016年、2017年陷坑基本呈现汛期出现较多的规律，8月与9月为陷坑出现频率最高月份，同时考虑到陷坑70%以上分布在贴近岸墙边，初步分析陷坑出现规律与台风带来大暴雨相关，暴雨加重岸墙伸缩缝止水失效位的置回填砂外漏；
2）广州市中心城区三个航道各段堤防（区间长度500m）2016、2017年陷坑累计分布密度最高位于前右9+000~9+500，分布密度56个/公里；累计分布密度第二的是沉香沙2+000~2+500，分布密度34个/公里；第三的是前左9+500~10+000，分布密度34个/公里。根据统计结果，应加强陷坑高发区域、高发时间段的巡查工作；
3）2017年采取预防性工程措施，对陷坑容易发生前航道所有堤段，岸墙外侧伸缩缝位置填充泡沫剂。发现陷坑修复时根据涨落潮时刻，按照一定坡比开挖至胸墙底高程，伸缩缝填充泡沫胶同时铺设土工布，达到滤砂排水的目的，分层回填中粗砂并冲水密实；
4）后续堤防堤岸岸墙伸缩缝设计中，应参考止水要求高的其它类工程如隧道工程、地铁工程，提高止水寿命标准。
参考文献：
[1]广州市珠江堤防整治规划[R].广州：广州市水利水电勘测设计研究院，2008.
[2]郭彩萍.广州市珠江堤防整治规划[J].人民珠江，2009，（05）：23-27.
[3]卢鑫祥，杨聪辉.广州市珠江堤防整治规划的回顾[J].广东水利水电，2008，（09）：44-46+53.
[4]丁庆安.珠江堤防广州市区段设计情况浅析[J].广东水利水电，2011，（10）：42-43+58
[5]黄岳文.关于广州市珠江堤防堤顶超高确定的探讨[J].人民珠江，2004，（03）：24-25.
[6]李志威，胡细凤.广州市珠江堤防管理实践[J].湖北水力电，2006，（02）：87-88+96.
论文作者:张勇强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/25
标签：陷坑论文; 堤防论文; 密度论文; 珠江论文; 区间论文; 沉香论文; 的是论文; 《基层建设》2018年第32期论文;