堤防施工中的防滲流和防護(hù)技術(shù)

□郭浩鵬（廣東省普寧市練江水閘電灌工程管理處）

堤防施工中的防滲流和防護(hù)技術(shù)

□郭浩鵬（廣東省普寧市練江水閘電灌工程管理處）

近年來(lái)，對(duì)于混凝土防滲墻技術(shù)的研究呈現(xiàn)出百花齊放、百家爭(zhēng)鳴的局面，專(zhuān)家和學(xué)者都將混凝土防滲墻技術(shù)作為一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)。在堤防工程中，防滲流和防護(hù)技術(shù)是堤防施工中的重要施工技術(shù)，對(duì)提高堤防的施工質(zhì)量，確保堤防的安全運(yùn)行具有十分重要的作用。文章闡述了堤防工程的定義及種類(lèi)，對(duì)堤防施工中的防滲流技術(shù)和防護(hù)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析及介紹，旨在為堤防工程的施工提供參考。

堤防；防滲流；防護(hù)技術(shù)

0 引言

隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)日益重視，水利水電工程的建設(shè)力度也越來(lái)越大。堤防工程作為水利水電工程的重要組成部分，是世界上最早得到廣泛應(yīng)用的防洪工程，其防滲流施工和防護(hù)施工直接關(guān)系到堤防工程的施工質(zhì)量及安全，并與人們的生命財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)。因此，對(duì)堤防施工中的防滲流技術(shù)和防護(hù)技術(shù)展開(kāi)研究具有十分重要的意義。

1 堤防工程概述

堤防工程是指在江河湖海等自然水域沿岸或者水庫(kù)沿岸所修建的堤壩防水工程。堤防工程最大的作用就是防洪，當(dāng)水域中水位上漲時(shí)，堤防工程可以有效防止洪水泛濫，保障沿岸居民的人身財(cái)產(chǎn)安全。在堤防工程修建完成以后，可以把洪水控制在某一特定的洪道內(nèi)，這樣可以加強(qiáng)水流的壓力與沖擊力，從而提高水流流動(dòng)的速度，加速行洪。而海岸邊所修建的堤防主要作用是抵御浪潮，防止海水漲潮時(shí)覆蓋海岸地區(qū)，影響海岸居民正常生產(chǎn)生活。根據(jù)堤防修建的位置，可以將堤防工程分為江堤、河堤、海堤、圍堤等；根據(jù)堤防的具體功能，可以將堤防工程分為行洪堤、防洪堤、主堤、支堤、隔堤等；根據(jù)修建堤防的原材料，可以將堤防工程分為混凝土堤、石堤等。

2 堤防工程當(dāng)中所應(yīng)用防滲技術(shù)

滲漏問(wèn)題是堤防工程當(dāng)中比較常見(jiàn)的問(wèn)題，所以防滲技術(shù)的應(yīng)用是堤防工程施工當(dāng)中必不可少的一部分。由于自然水域當(dāng)中水流的流速、流向、流量等條件都是頻繁變化的，所以使用傳統(tǒng)的防滲技術(shù)無(wú)法達(dá)到堤防工程防滲漏的要求。對(duì)此，可以使用背水側(cè)防滲技術(shù)，在堤防工程未與水接觸的一側(cè)采取減壓防滲措施，修建減壓防滲設(shè)施，比如減壓防滲井、減壓防滲溝、濾溝、排水溝等。

2.1 減壓防滲溝

堤防工程的地基一般都是雙層的，所以，在修建防滲設(shè)施時(shí)，如果待覆蓋的土層厚度比較薄而且透水性比較差，那么可以在堤防工程的背水側(cè)修建減壓防滲溝，防滲溝的深度需要達(dá)到砂層以下，這樣可以降低水頭，防止出現(xiàn)管涌問(wèn)題；減壓防滲溝開(kāi)挖的位置一般是在堤防工程背水側(cè)的坡腳，防滲溝的類(lèi)型為矩形溝，最窄部分的寬度約為1.20 m，內(nèi)部的回填材料為粗砂礫石；在防滲溝的底部還設(shè)有專(zhuān)門(mén)的集水管，在設(shè)計(jì)集水管時(shí)，為了避免回填材料進(jìn)入集水管，可以使用特制的砂礫材料將集水管包圍，形成一道防護(hù)層。在某些堤防工程當(dāng)中，防滲溝設(shè)置在內(nèi)坡下方位置，然后加入排水褥墊，將滲流引出。

2.2 減壓防滲井

在堤防工程建設(shè)時(shí)期，會(huì)遇到透水性比較差的土層，而且平均厚度都在4 m以上。即便在厚土層覆蓋面積比較大的條件，依然可能存在堤防滲水的問(wèn)題。此時(shí)最好是通過(guò)修建減壓防滲井的方式來(lái)解決問(wèn)題。減壓防滲井作用的原理與減壓防滲溝相類(lèi)似，都是通過(guò)降低水頭的方式，但是不同點(diǎn)在于，減壓防滲井位置的選擇通常在堤岸坡腳的位置，相鄰防滲井之間的距離大約為0.20 m。

在減壓防滲井施工時(shí)，有以下幾個(gè)注意事項(xiàng)：鉆孔時(shí)需要使用保護(hù)材料保護(hù)孔壁，最為常用的鉆孔保護(hù)材料是泥漿，但是在減壓防滲井施工時(shí)最好不要使用泥漿，因?yàn)槟酀{會(huì)削弱減壓防滲井的減壓排水效果；鉆孔前要探明鉆孔位置的土層結(jié)構(gòu)；如果減壓井管設(shè)計(jì)位置在粒度比較小的細(xì)粉層當(dāng)中，那么切忌使用開(kāi)孔的管道，防止細(xì)粉涌入管道內(nèi)，使管道無(wú)法正常使用。

2.3 濾溝或排水溝

如果堤防工程的淺層地基存在透水性很強(qiáng)的薄層，那么就可以在堤防工程背水側(cè)的底部修建濾溝或者排水溝進(jìn)行排水。如圖1就是一種較為常見(jiàn)的堤防濾溝結(jié)構(gòu)，在用砂礫將集水管包圍以后，再填上一層黏土，從而達(dá)到防滲的效果。

圖1 堤防濾溝結(jié)構(gòu)圖

2.4 壓土防滲設(shè)施

修建壓土防滲設(shè)施是堤防工程防滲技術(shù)中一種十分有效的方式，這種防滲措施使用起來(lái)十分簡(jiǎn)單，且效果也十分明顯，其主要作用是防止堤防后的土層發(fā)生管涌問(wèn)題，工作原理是通過(guò)壓土的方式降低土層下方的水頭，防止管涌。這種防滲措施一般是應(yīng)用于泥沙資源比較豐富的江河沿岸或者泥土資源比較豐富的農(nóng)村地區(qū)，壓土的寬度及厚度根據(jù)實(shí)際情況再進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。堤防壓土防滲設(shè)施結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 堤防壓土防滲設(shè)施結(jié)構(gòu)圖

2.5 防滲墻施工技術(shù)

防滲墻的防滲效果比減壓防滲溝、減壓防滲井以及排水溝等防滲措施的防滲效果要更好。而在不同類(lèi)型的防滲墻當(dāng)中，垂直防滲墻比水平防滲墻的防滲性能要更好。如果在透水性較差的土層下方存在透水性較強(qiáng)的砂層，那么最好使用懸掛式防滲墻，其既能起到防滲作用，又不會(huì)影響地下水與河道的連通，在面對(duì)洪水時(shí)也能保持穩(wěn)定，具有很高的實(shí)用性。

圖3即為典型的懸掛式防滲墻結(jié)構(gòu)，有四個(gè)修建位置可供選擇，每個(gè)位置都有其獨(dú)特的作用。如果是在位置1修建防滲墻，在該位置將會(huì)經(jīng)常與水流發(fā)生接觸，所以要注意采取保護(hù)措施，減少水流沖刷對(duì)防滲墻造成的影響；如果防滲的主體是堤身，那么可以選擇位置2；如果在坡中或坡腳位置施工不太方便，那么可以選擇坡頂位置，也就是位置3；而在位置4修建防滲墻主要是為了降低承壓水頭，防止管涌，防滲的效果最好。

圖3 懸掛式防滲墻修建位置的選擇圖

3 堤防護(hù)坡技術(shù)

由于大型河流在汛期水流流量比較大、流速比較快，所以會(huì)對(duì)堤防工程產(chǎn)生較大的沖擊力，如果堤防工程的防護(hù)措施做得不到位，內(nèi)部結(jié)構(gòu)又存在一定的缺陷，在多次強(qiáng)力水流沖擊之下，很可能會(huì)出現(xiàn)堤防工程崩坡事故，對(duì)沿岸居民的人身財(cái)產(chǎn)安全造成巨大的威脅。因此，必須要做好堤防工程的安全防護(hù)措施，保證堤防工程的穩(wěn)定性。

3.1 拋石護(hù)坡工程

拋石護(hù)坡工程一般是用于岸坡出現(xiàn)損壞以后的緊急搶險(xiǎn)工作，單純地使用拋石只是作為暫時(shí)性的緊急應(yīng)對(duì)措施，拋石以后水流仍然會(huì)透過(guò)石縫繼續(xù)流動(dòng)，只是流動(dòng)速度大幅度降低，沖擊力也大大減小，所以在拋石以后還需要再添加一層墊層。墊層使用土工織物，用于維持護(hù)坡土層的穩(wěn)定性。拋石層的厚度約為0.60 m，而土工織物的厚度約為0.12 m。

3.2 砌塊石籠護(hù)坡工程

充分利用開(kāi)采的石料，將石料制作成人工砌塊或者將石料制作成網(wǎng)筋石籠的方式，然后應(yīng)用到護(hù)坡工程當(dāng)中，不僅可以起到較好的防護(hù)效果，還有效節(jié)約了石料資源。

人工砌塊護(hù)坡工程與拋石護(hù)坡工程相比，其護(hù)坡表面更加平整，通過(guò)砌塊夾縫的水流流速更小，水流對(duì)堤岸的沖擊力也更小，但是波浪爬高比較大。砌塊護(hù)坡工程有許多種，其中最常見(jiàn)的就是單層砌塊護(hù)坡工程，首先用尺寸較大的砌石鋪設(shè)在表面，保持表面平整，然后在各砌石的夾縫內(nèi)填入一些碎石料，進(jìn)一步降低水流對(duì)堤岸的沖擊，對(duì)堤岸起到了良好的保護(hù)效果。

漿砌塊石是目前比較常用的一種堤岸護(hù)坡材料，其主要是將水泥漿料等強(qiáng)度較高且會(huì)自動(dòng)凝固的材料灌入已經(jīng)鋪設(shè)好的砌石夾縫當(dāng)中，將整個(gè)砌石護(hù)坡工程連接成一個(gè)整體，進(jìn)一步加強(qiáng)堤岸的抗沖刷能力。如果還需要做封堵防水處理，那么應(yīng)保留部分孔洞。具體使用方法為：用干質(zhì)漿料填充到砌石的夾縫當(dāng)中，只留出砌石表面，然后將稀漿注入夾縫當(dāng)中，最后在每個(gè)填充縫的表面進(jìn)行勾縫處理，使得護(hù)坡工程表面平整、美觀，且具有強(qiáng)大的抗沖擊能力。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，中國(guó)已經(jīng)建有大量堤防工程，但是其中的很大一部分都存在不同程度的滲漏以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差等問(wèn)題，對(duì)堤防工程使用的安全性造成較大的影響，也對(duì)沿岸居民的人身財(cái)產(chǎn)安全造成了巨大的威脅。因此，必須要采取合適的防滲措施及安全防護(hù)措施，加強(qiáng)堤防工程的質(zhì)量，提高堤防工程的穩(wěn)定性，保證堤防工程能夠正常發(fā)揮作用。

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2016-12-12

編輯：左英勇

郭浩鵬（1968-），男，工程師，主要從事水利工程管理工作。