一场与软土、贫料、洪水的“智斗”——长江科学院科技支撑华阳河蓄滞洪区建设

在长江中下游的左岸，鄱阳湖的北面，有一片1600余平方公里的土地——华阳河蓄滞洪区。它肩负着长江流域防洪体系中的重要一环——当百年一遇的洪水来临时，它将敞开怀抱，吞下25亿立方米的滔滔江水，以保全下游九江、安庆等城市。

2022年，华阳河蓄滞洪区建设开工。然而，要在这片大地上修建125.8公里的堤防，新建6座大型闸站，建设者们面临脚下的土地“太软”，手边的材料“太差”，头顶的江水“太高”等挑战。2024年9月起，长江水利委员会长江科学院承担了“华阳河蓄滞洪区建设工程复杂条件下堤防及闸站工程高质量建设关键技术科学研究项目”，为华阳河蓄滞洪区堤防及闸站工程建设与施工提供指导和技术支撑。

向大地的“软肋”要承载力

华阳河地区的“软”，是出了名的。这里的地基下，广泛分布着厚达10到25米的淤泥质软土，而且此处堤防多为“老堤加培”，原有的老堤经过数十年的固结，已经相对稳定，而新加宽的部分却压在未经压实的“生土”上。这种“新老结合”的断面，极易产生差异沉降，严重的甚至会导致堤身开裂。

“传统的方法，就是堆载预压，用填土的自重把地基里的水‘挤’出来。”长江科学院正高级工程师任佳丽指着正在施工的堤段说，“但这需要时间，软土里的水排出很慢，有时一等就是大半年。”

为了从“软肋”中抢时间，科研团队开展了“直排式真空预压”试验。不同于传统被动地等待水被挤出，这项技术通过抽真空，主动在地基内部形成负压，像用吸管一样，将软土中的水分“吸”出来。

“效果非常显著。”长江科学院正高级工程师胡胜刚指着监测数据说，“相比传统堆载法，真空预压能节省80到90天工期，而且工后沉降更小，地基稳定性更好。”

在抽真空的同时，工人们在密封膜上铺设了巨大的水袋，通过注水增加荷载。水和真空一“压”一“吸”，双管齐下，让软基固结的速度和效果都达到了最优。这项“真空联合水袋堆载”技术在堤防工程上的应用在国内走在前列。

让“劣材”成“良材”

华阳河工程需要海量的黏土作为填筑材料。然而，工程所在的安庆沿江地区，优质的黏土料源极度稀缺。勘探报告显示，设计划定的33个土料场中，大量存在的是弱膨胀土、卵砾石土和高含水率填料。

一场针对特殊填料的“改造运动”在实验室和现场同时展开。

对于弱膨胀土，团队试验了多种“药方”，掺入4%的水泥或掺入等量的非膨胀土，抑制其膨胀性。科研人员还使用“金包银”工法，用1.5米厚的改性土或非膨胀土，将内部的弱膨胀土严严实实地包裹起来，隔绝水汽，让它“想胀也胀不开”。对于透水的卵砾石土，团队通过剔除料场中粒径过大的石块，并提高压实度，可以大幅降低其渗透系数，使其满足防渗要求。

在汪家冲料场，原本因指标不合格而面临“下岗”的砾石土，经过科研团队的“点化”，已经成功应用于杨湾段堤防的背水侧和反压平台，避免了因外购优质填料而带来的巨大成本和工期延误。

为深基坑装上“智慧之眼”

工程的第三大难点，集中在临江而建的六座大型闸站上。其中，华阳河泵站的基坑，最大开挖深度达22.25米，而且它紧邻长江，地下水极为丰富。在滔滔江水旁边挖一个巨大的坑，水头差产生的巨大压力，随时可能击穿基坑底部的土层，造成灾难性的“突涌”。

“汛期更是如履薄冰。”陈宇啸助理工程师回忆道，“当长江水位涨到18.5米时，水头差达到最大，数值模拟显示，如果不采取紧急措施，基坑底部的水力坡降会超过安全限值两倍以上，风险极高。”

为此，团队建立了华阳河泵站的渗流数值模型，对汛期不同水位、不同防渗墙施工质量下的基坑安全性进行了精准评估。这份“体检报告”最终确定了汛期必须将基坑回填至安全高程的度汛方案。

如果说数值模拟是“预演”，那么自动化监测就是“实战”中的“天眼”。

科研团队在杨林退洪闸、杨湾泵站等工地安装集成化的监测设备，所有数据，通过物联网，实时汇聚到后台的“智能监测云平台”。工程师们坐在办公室，甚至用手机App，就能看到基坑的“心电图”——哪里的沉降速率突然加快，哪里的水平位移超过了阈值，系统会自动发出警报。

“今年2月，杨湾泵站一个监测点数据出现异常，我们通过平台及时发现，经排查是周边堆载施工机械所致，迅速排除了隐患。”长江科学院工程师王天成指着屏幕上实时跳动的曲线说。

这套“四肢”+“大脑”(云平台)的自动化监测系统，不仅大大降低了监测成本，还为深大基坑的安全施工提供了一双永不疲倦的“智慧之眼”。

夕阳西下，金色的余晖洒在初具雏形的堤防上。远处的长江，江水浩荡，奔流不息。在这里，长江科学院的专家们所做的每一个科研任务都紧扣工程的实际痛点，每一项创新都直接转化为生产力。“工程带科研，科研为工程”，在这里得到了最生动的诠释。