關于穿堤涵閘發(fā)生滲透變形的原因分析與加固技術探討

陳小平

(韶關市水利水電勘測設計咨詢有限公司)

關于穿堤涵閘發(fā)生滲透變形的原因分析與加固技術探討

陳小平

(韶關市水利水電勘測設計咨詢有限公司)

近年來我國對水利工程的重視程度不斷提升，特別是由于防汛工作直接影響到人們的生命和財產(chǎn)安全，因此國家也予以了更多的關注。鑒于這一現(xiàn)狀，我們應對穿堤涵閘發(fā)生滲透變形的情況予以足夠重視，通過徹底分析，找到其中的原因，并針對性的采取加固技術，保證防汛工作的質(zhì)量，推動全社會的和諧、穩(wěn)定發(fā)展。本文主要探討中小型穿堤涵閘發(fā)生滲透變形的原因。

穿堤涵閘；滲透變形；原因；加固

前言

作為堤防工程中的重要組成部分，穿堤涵閘對于堤防穩(wěn)定、防滲起著直接的影響，通常穿堤涵閘采用雙向過流的形式，在外江內(nèi)采用拍門控制，當?shù)虄?nèi)水位高于外江水位時，拍門打開，可排出堤內(nèi)洪水；當外江水位高于堤內(nèi)水位時，拍門自動關上，防止外江洪水進入堤內(nèi)。近年來堤防設計越來越重視穿堤涵閘工程的作用及施工質(zhì)量，但是仍舊存在穿堤涵閘滲透變形繼而引發(fā)的事故。通過詳細調(diào)查，發(fā)現(xiàn)部分穿堤涵閘無論是設計、施工還是投用后的管理都存在一系列的問題。因此需要進行全面、透徹的分析，找到各項誘發(fā)原因，保證堤防工程質(zhì)量，為堤內(nèi)人民群眾的生命和財產(chǎn)安全提供全面的保障。

一、穿堤涵閘滲透變形現(xiàn)象及產(chǎn)生原因

1穿堤涵閘滲透變形現(xiàn)象

通過歸納總結，穿堤涵閘滲透變形現(xiàn)象主要體現(xiàn)在四個方面，分別是：

1.1 涵洞洞身段的漏水現(xiàn)象

現(xiàn)狀穿堤涵閘大多采用鋼筋混凝土結構，分縫長度約10-15m，分縫連接處采用止水，涵洞沿段段漏水現(xiàn)象的發(fā)生主要是由于接頭止水破壞后失效，滲流流徑變短，洞涵底滲流與側(cè)向繞滲連接到一起最終導致接縫處出現(xiàn)漏水問題。

1.2 背水坡出現(xiàn)滲水現(xiàn)象

在堤防外江水位不斷提升后，堤防內(nèi)外水位差增大，堤防自身存在滲流現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為：堤內(nèi)坡腳處的土壤會逐漸潮濕，土壤的顏色逐漸加深，最終出現(xiàn)滲水問題，由于滲水使土壤變得潮濕無法被帶走，因此土壤的潮濕面積會不斷增大，繼而使堤防土壤變軟，最終導致堤坡脫落等嚴重事故的發(fā)生。此外，如果滲漏出口處缺少保護層，在滲漏量不斷增加的前提下，還會帶出土粒繼而形成孔穴，最終使?jié)B漏部位形成一個整體。

1.3 穿堤涵閘與土壤接觸面的滲漏現(xiàn)象

這種問題是由于堤防外江水位不斷提升，穿堤涵閘長期處于浸泡狀態(tài)下，其與土壤接觸面出現(xiàn)的滲漏問題。特別是在堤防背水坡出口處常發(fā)生集中滲流，并由于土粒的流失，造成空洞，最終導致滲漏問題的發(fā)生。

1.4 穿堤涵閘地基出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象

這種現(xiàn)象是由于堤防外江水位的不斷提升，對于地基的滲透水壓力不斷增加，繼而導致的滲漏問題。通常來講，如果穿堤涵閘的地基類型是單層均質(zhì)砂土，那么滲水的現(xiàn)象會從正常轉(zhuǎn)為不正常，而且在堤內(nèi)的地基表面會出現(xiàn)翻水帶砂的情況，最終出現(xiàn)滲漏通道；如果穿堤涵閘的地基屬于雙層結構，而且不透水層厚度又較薄標，則會在堤內(nèi)地基表面出現(xiàn)滲流頂穿的問題，并且隨著滲漏量的增加還會出現(xiàn)清水，如果在后期發(fā)現(xiàn)渾水，則證明出現(xiàn)了嚴重的土壤流失以及管涌等問題。此外，如果穿堤涵閘涵洞或者底板等基礎出現(xiàn)了滲透問題，極容易導致基礎被掏空，最終使建筑物沉陷。

2 穿堤涵閘出現(xiàn)滲透變形的主要原因

上述滲透變形現(xiàn)象發(fā)生的主要原因就是破壞了堤防土體的穩(wěn)定性，繼而造成了滲漏問題的發(fā)生。由于在筑堤過程中進行了就地取材，難以取得粘壤土，因此現(xiàn)階段很多穿堤涵閘的地基都以單層透水地基以及黏土粉土層為主，下部則是砂層或者砂礫層的結構。此外，由于穿堤涵閘的兩端部位相對透水，因此在外江水位不斷上升時，會從外江繞流到堤內(nèi)側(cè)，繼而形成三向滲漏現(xiàn)象，特別是在沿水流方向穿堤涵閘較窄且較長，會導致堤防局部出現(xiàn)較大滲流，嚴重威脅到堤內(nèi)的穿堤涵閘，并且進一步加劇滲透問題，并造成嚴重的破壞。

造成滲透變形問題的主要原因就是滲透比降升高、滲透壓力過大并且滲透流速較大，超出了最大允許值后，滲透帶走了局部位置的土粒，繼而形成集中滲透通道或者沖起成塊的土體。此外滲透比降、壓力以及流速等還與地下輪廓線形式、側(cè)向防滲形式以及防滲長度等參數(shù)有著密切的關系，也有可能是防滲輪廓形式不合理或者是防滲長度過短造成的滲漏破壞。施工過程中的主要影響因素有三方面，分別是：設計人員未對現(xiàn)場進行實際考察，設計不符合實際情況，并且設計方案不完善，給工程項目留下了安全隱患；在施工過程中未進行嚴格的施工質(zhì)量控制，導致施工質(zhì)量存在問題，給日后的使用留下了隱患；日常養(yǎng)護工作不到位，并未及時發(fā)現(xiàn)工程缺陷，未進行補救，導致工程隱患的進一步惡化，在長時間使用的前提下，降低了建筑物的運行性能。

二、穿堤涵閘滲透變形的主要加固技術

根據(jù)上述歸納、總結的穿堤涵閘滲透變形的主要原因，擬分別采取下列三種方法進行加固，分別是加長涵洞、構建反壓工程以及建筑防滲帷幕。上述三種加固技術都存在一定的不足，因此我們要根據(jù)實際情況，有目的的選擇加固技術，保證更好地加固效果。

1加長涵洞

加長涵洞指的是接長低水位一端的涵洞，這樣不僅能夠起到更好地壓滲效果，還能夠有效延長滲流路徑。這種加固技術主要適用于地基較深并且透水性較強的地基形式，如果應用在地基較淺并且透水性較強的情況，則需要延長防滲長度，并且采取減排減壓的方式進行輔助，這不僅會對日后的檢修、清淤工作帶來極大的難題，還會大幅度增加工程造價，因此我們提倡針對性的選擇應用該加固技術。

2構建反壓工程

反壓工程指的是在穿堤涵閘的堤內(nèi)側(cè)建造反壓閘，一邊在汛期能夠在反壓閘與穿堤涵閘之間進行注水，繼而抵消一定程度的外江滲透水壓力，但是這種技術的使用具有一定局限性，在汛期出現(xiàn)高水位時，即使安裝有反壓閘，也會發(fā)生滲透變形，而且反壓閘的使用還需要在后面渠道修筑1-2個反壓壩，工程造價較高?？傊?，反壓措施只能夠幫助穿堤涵閘安全度汛，并不能幫助消除熬制滲透變形的因素，而且反壓壩主要是在汛期用作搶險工程，而且為了減少對排澇、農(nóng)田等的影響，還需要在汛期過后即可拆除，因此說，對于汛情反復發(fā)生的沿河地區(qū)，不適用這種防滲加固技術。

3建立防滲帷幕

在部分透水性較強，并且地基較淺的情況下，我們可以通過建設防滲帷幕的方式截斷強透水層，以實現(xiàn)良好的防滲加固目的。這種加固技術不僅能夠取得較好的加固效果，而且它的土石方工程量也很少，工程造價非常低，施工周期較快，因此得到了一定程度上的推廣，但是這種技術在地基較厚的情況下，無法完全截斷強透水層，這樣就給工程施工質(zhì)量控制帶來了極大的難度，在增加工程造價的同時，達不到理想的防滲效果。由于穿堤涵閘的外壁與防滲帷幕緊密相連，因此能夠便于施工工作的開展，我們可以通過采用高壓噴射施工的方式提高工作效率。最后，采用這種加固技術，我們需要對滲流出口附近的低端進行反濾護砌，以實現(xiàn)防滲帷幕加固壓力的提升。

三、結論

綜上所述，作為堤防工程中的重要組成，穿堤涵閘具有極為重要的防洪與排澇意義，但是受限于汛情、地基等因素，經(jīng)常出現(xiàn)滲透變形現(xiàn)象，危及人們的生命財產(chǎn)安全，因此我們必須對其滲透變形原因進行全面的分析，繼而針對性的采取加固技術，保障人們的生命財產(chǎn)安全。

[1]陸昊.淺析穿堤涵閘滲透變形的主要原因與應對措施[J].工程技術,2014(09),78-79.

[2]劉晶.芻議穿堤涵閘滲透破壞及其防治措施[J].建設管理,2016(11),23-24

G322

B

1007-6344（2017）02-0307-01