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。它地跨安徽、湖北两省，肩负着长江流域防洪体系中的关键一环——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。

(资料图片仅供参考)

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，长江科学院承担了“华阳河蓄滞洪区建设工程（安庆市）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”，针对华阳河蓄滞洪区建设工程存在的软基处理、黏土料源不足、闸站及基坑稳定控制等工程问题开展研究，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。驻扎近两年，水利科研工作者努力用科学的力量，为这项国家重点水利工程的高质量建设，进行着一场与复杂地质条件和紧迫工期的“智斗”。

开展面波检测。

开展碾压试验。

向大地的“软肋”要承载力

华阳河地区的“软”，是出了名的。科研人员透露，这里的地基下，广泛分布着厚达10到25米的淤泥质软土。这种土“性格柔弱”，承载力低，人走在上面都能感到明显的颤巍巍。在这样的地基上修筑堤防，就像在豆腐上放秤砣，最大的难题就是防止变形和维持稳定。

更加棘手的是，这里的堤防多为“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，工期不允许。”

为了从“软肋”中抢时间，科研团队做了一系列大胆的尝试。

在杨湾安全区的一段堤防下，记者看到了一片覆盖着黑色密封膜的广阔区域。这里正在进行的是“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。

解决了“水”的问题，还要解决“力”的问题。对于承载力要求更高的闸站地基，团队引入了水泥土搅拌桩数字化监控系统。每根桩的深度、水泥浆流量、垂直度等关键参数，都被传感器实时上传到云端，改变了以往“盲打”的局面，让每一根桩的质量都变得透明、可追溯。

在现场开展双环渗透试验

让“劣材”成“良材”

如果说软基是“先天不足”，那么填筑材料的匮乏，则是摆在建设者面前的另一道“紧箍咒”。

华阳河工程需要海量的黏土。然而，工程所在的安庆沿江地区，优质的黏土料源极度稀缺。划定基本农田的红线更是不允许“揭地皮”式的开采。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。

弱膨胀土，遇水膨胀、失水收缩，像一块“情绪化”的海绵，直接用于堤身，旱季会开裂，雨季会崩解，是工程界的大忌。卵砾石土，透水性太强，如同大堤的“毛细血管”过于发达，容易导致渗漏。

“总不能‘等米下锅’吧？工期不等人。”长江科学院高级工程师陈航告诉记者，“我们的思路是，能不能把手里这些‘劣质米’，通过‘深加工’，变成能用的‘好米’？”

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”。最简单的办法是“掺药”，即掺入4%的水泥或掺入等量的非膨胀土，像给膨胀的土壤戴上“紧箍咒”，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，团队的策略是“改良”而不是“替换”。他们发现，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。

“这也是一种资源观的转变。”陈航说，“以前是有什么用什么，现在是要因地制宜，把每一方土料的价值都发挥到极致。这为整个长江中下游地区普遍存在的‘黏土荒’问题，提供了一个可复制、可推广的解决方案。”

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。

在闸站基坑安装GNSS监测仪器

基坑安全监测示意图

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，堪称整个项目最惊心动魄的“心脏手术”。

这个基坑最大开挖深度达22.25米，相当于在地下挖出一座7层楼高的深坑。更危险的是，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。”负责基坑安全研究的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”为业主和施工单位提供了关键决策依据，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”。

在杨林退洪闸、杨湾泵站等工地，记者看到了一个个不起眼的“小盒子”。它们是集成化的监测设备，GNSS位移监测负责捕捉地表毫米级的位移；阵列式位移计深入地下数十米，感知土体内部的“暗流涌动”；振弦式渗压计则时刻紧盯地下水位的变化。

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。

“过去，这些数据全靠人工拿着水准仪、测斜仪去现场采集，不仅辛苦，而且频率低、数据滞后。”长江科学院工程师王天成指着屏幕上实时跳动的曲线说，“现在，我们实现了从‘体检’到‘监护’的跨越。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。”

这套“四肢”（传感器）+“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”。

团队还利用这些海量的实时监测数据，反演修正基坑的数值计算模型，这种“监测-反演-预测”的闭环技术，正将基坑工程的安全控制从“经验判断”推向“智能决策”的新阶段。

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。长江科学院的专家们在这片蓄滞洪区攻克软基处理、填料改良、基坑监测等技术难题，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。

（湖北日报全媒记者彭磊 通讯员李佰龙）