1.课题来源与背景： 黑龙江地处高纬度寒区，沿线堤防工程多年来经历了不同程度风、雨、波浪、洪水、冻融等自然灾害的侵蚀，造成多处堤坝段出现险工隐患，极大削减了堤防工程的稳定性。2013年发生了特大洪水，以同抚堤防为例，洪水导致同抚大堤多处出现管涌、渗漏现象，部分受损严重堤段发生溃坝、决口。黑龙江干流堤防工程建设是三江治理工程的重要组成部分，随着黑龙江流域堤防工程新建、扩建项目的开展，为满足防汛及防冰凌灾害的应急需求，需要在冬季进行堤坝填筑，在保证工程质量的前提下加快堤防建设速度，这已成为当前黑龙江省水利工程建设的一项重要任务，也是亟待解决的一项重大科技问题。 2.研究目的与意义： 黑龙江属中、俄国际界河，自2013年该流域发生特大洪水以来，国家加大力度对黑龙江干流堤防工程建设投资，目的是提高该流域沿线堤防的防洪标准、保护国土面积。黑龙江干流冬季冻结期持续比较漫长，最低气温可达-30℃～-40℃，冻土层厚度达2.0m以上，并且堤防每年都经历不同程度暴雨、洪水、冰凌、冻融等自然灾害的侵蚀，造成多处堤段出现险工隐患，严重影响工程安全，因此部分堤段需要对现有堤防进行加高培厚以保证其安全、稳定。黑龙江干流堤防工程用于土方填筑的料场往往位于苇田、河套湿地、滩涂等地下水位高、易积水低洼地带，料场开挖出的土料存在含水率较大、粉粘粒含量较高的砂性土质。在暖季进行土方填筑，由于地表土强度过低导致土料开挖机械和运输车辆无法在其上行走，如果现修道路解决该问题，不仅延误正常施工进度，而且加大工程总投资。如果选择在冬季进行土方填筑，将有效解决上述问题。冬季河道水位干枯，滩涂地在负气温影响下冻结形成强度较大的天然路基，可便于机械行走与筑堤土料的开挖，并且冬季气候干燥，多为西北风，可有效降低土料的天然含水率，便于筑堤碾压施工。 因此，有必要开展适合于黑龙江干流高粘粒含量砂性土堤段的冬季筑堤施工成套技术研究。结合黑龙江干流堤防工程建设项目，通过室内试验和现场开展试验段施工等手段研究高粘粒含量砂性土冬季筑堤的施工技术，从筑堤材料性能与施工工艺等方面探寻该种土料进行冬季填筑的合理施工方法，进而为我国高纬度寒区堤防工程冬季施工提供有力的技术支持与实践经验，意义重大。 3.主要论点与论据： （1）通过研究高粉粘粒含量砂性土筑堤材料在负温条件下的压实性能，建立了筑堤土料室内负温击实试验与冬季现场筑堤碾压的相关性。结合现场碾压工况，验证了室内试验与现场碾压相关关系的合理性，达到了通过室内试验可确定冬季现场筑堤碾压施工工艺的目的。 （2）通过研究高粉粘粒含量砂性土筑堤材料经负温环境填筑后的土体冻融变形、压缩变形、抗剪强度等物理、力学性能的变化规律，得到了高粘粒含量砂性土料冬季筑堤后的堤防温度场演变规律和沉降变形变化规律，为砂性土堤防冬季施工预留沉降提供技术支持。 （3）提出了黑龙江干流堤防工程采用高粉粘粒含量砂性土进行冬季筑堤的气温条件、土料技术指标控制体系、土料运输保温措施、摊铺、碾压施工参数及压实质量检测方法等成套的施工技术；同时对高粉粘粒含量砂性土冬季筑堤施工的经济效益进行了分析。 4.创见与创新： 针对黑龙江干流堤防存在的高粉粘粒含量砂性土筑堤材料，通过对这种筑堤材料在冬季施工条件下的性能测试、现场填筑施工工艺及质量检测方法的研究，提出了采用高粉粘粒含量砂性土可在日平均气温不低于-15℃进行堤身碾压填筑的一系列冬季施工技术，突破了我国水利行业规范中对碾压土堤不宜在负温条件下施工、且不低于-10℃时施工的规定，本项目的研究成果为我国寒区堤防工程建设提供了完备的土方施工技术保障，可在寒区其他流域堤防工程建设上提供良好的理论基础和技术支撑，具有很好的推广应用前景。 5.社会经济效益，存在的问题： 针对黑龙江干流堤防工程量大、工期任务紧的迫切需求，同时，黑龙江干流堤防工程在建设过程中一些堤段往往距河漫滩地带较近，河床土体以沉积的砂性土为主，冬季施工的优势在于利用江河流域沿岸冬季地表冻结，便于施工机械行走作业的条件，可掘取冻层下部的暖土料进行堤身填筑，在冬季开展堤防土方填筑施工，将能够有效抵御第二年春季凌汛和夏季汛期洪水，减少国土流失，一定程度上减少了工程征地费用和修筑施工道路费用，做到延长全年施工期、缩短建设工期，使工程尽早发挥效益，具有重大的经济效益和社会效益。 同时，冬季筑堤料场选择在河漫滩地具有明显的优势，最大程度上减少农村土地的征用，保护了耕地面积。堤防工程冬季施工可变冬闲为冬忙，不仅可以避开与农业生产的矛盾，在交通、劳力、机械的使用上更加方便，促进就业，增加农民工收入，一定程度上推动地区经济的快速发展。 6.历年获奖情况 无

黑龙江省水利科学研究院

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