堤壩中的穿堤涵閘外圍防滲分析及加固

張爽

摘 要：穿堤涵閘是水利工程中的重要組成部分，其主要作用是防止堤壩受到洪水侵害。穿堤涵閘主要由貫穿堤壩的排水涵洞和分置于涵洞進(jìn)出口處的防洪閘門所組成。穿堤涵閘在使用的過程中容易受到多種因素的侵襲而導(dǎo)致穿堤涵閘遭受一定的破壞，不同的影響因素將會對穿堤涵閘的運行產(chǎn)生不同程度的影響。在眾多的影響因素中，穿堤涵閘外圍滲透所導(dǎo)致的穿堤涵閘損壞現(xiàn)象較為突出和常見。

關(guān)鍵詞：穿堤涵閘；外圍滲透；防滲加固

中圖分類號：TV54 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

土筑堤壩是應(yīng)用于我國防洪堤壩中的一種堤壩形式，土筑堤壩建造簡單、成本較低，并能取得較為良好的防洪效果，因此在我國堤壩建筑中應(yīng)用較多也較為廣泛。在土筑堤壩的應(yīng)用中容易受到河水滲透侵襲并導(dǎo)致堤壩穩(wěn)定性下降。穿堤涵閘作為土筑堤壩中的重要組成部分，其是否能正常運行直接影響著堤壩的使用性能。由于受土筑堤壩自身結(jié)構(gòu)和材料特性的影響其抗?jié)B性較差，穿堤涵閘外圍滲透將導(dǎo)致穿堤涵閘受到一定的破壞，甚至?xí)绊懘┑毯l的使用性能。在穿堤涵閘的應(yīng)用中，需要積極做好穿堤涵閘的防滲加固工作，保障穿堤涵閘安全、可靠地運行。該文將以某土筑堤壩中的穿堤涵閘為例，對穿堤涵閘外圍滲透給穿堤涵閘所造成的破壞進(jìn)行分析，并就如何做好穿堤涵閘的防滲加固進(jìn)行闡述。

1 穿堤涵閘的滲透破壞問題

穿堤涵閘是一種應(yīng)用于防洪排澇作業(yè)的重要設(shè)施，做好對于穿堤涵閘的維護(hù)保養(yǎng)是保證堤壩安全運行的關(guān)鍵。通過對影響穿堤涵閘正常運行的各因素進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，滲透破壞是對穿堤涵閘安全運行影響最大同時也是最嚴(yán)重的一個影響因素。穿堤涵閘滲透現(xiàn)象主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.1 穿堤涵閘與土筑堤壩接觸面是滲漏

穿堤涵閘與土筑堤壩的接觸面（涵洞外周）在長期的使用中將會產(chǎn)生滲漏問題，這是由于穿堤涵閘主要以混凝土為主要建材而土筑堤壩主要以土為主要材質(zhì)。兩者之間的特性差異較大，在內(nèi)應(yīng)力和其他外作用力的作用下所產(chǎn)生的收縮變形有所差異，進(jìn)而導(dǎo)致在穿堤涵閘與土筑堤壩的接觸處形成滲漏縫隙導(dǎo)致滲透問題的產(chǎn)生。滲透水多沿著涵洞與土筑堤壩的接觸面集中通過而后在涵洞出口外圍滲出，如未能對這一現(xiàn)象采取有效的防滲加固措施將容易因集中滲流而導(dǎo)致塌陷現(xiàn)象的產(chǎn)生。

1.2 涵洞裂縫或是涵洞老化破損所導(dǎo)致的滲漏

對于一些使用年限較長的土筑堤壩與穿堤涵閘，其在長期的使用過程中穿堤涵閘的涵洞老化破損并導(dǎo)致自身防滲效果下降，尤其是水流通過涵洞及入口兩端的砌體裂縫滲入穿堤涵閘外圍致使位于穿堤涵閘涵洞外圍的縱向與橫向滲流匯合進(jìn)而導(dǎo)致大面積的滲透病害，嚴(yán)重影響穿堤涵閘的安全使用。

2 造成穿堤涵閘產(chǎn)生滲透破壞的原因

造成土筑堤壩中的穿堤涵閘產(chǎn)生滲透破壞的主要原因在于堤壩兩側(cè)存在著極大的水位差，在水壓力的作用下水流將滲透入土體并容易導(dǎo)致滲流破壞。尤其是在一些建造時間較長的土筑堤壩中由于土筑堤壩自身結(jié)構(gòu)與施工工藝的缺陷更容易產(chǎn)生滲漏病害。在穿堤涵閘與土筑堤壩的接觸部分，由于受空間等因素的限制無法大規(guī)模的使用機械設(shè)備致使穿堤涵閘外圍的填筑土體的密實度不足，土壤之間的間隙較大，水流容易通過間隙，造成管涌或是流土現(xiàn)象，影響穿堤涵閘使用的穩(wěn)定性與可靠性。

3 做好穿堤涵閘外圍土體的防滲加固

穿堤涵閘外圍土體所形成的滲透破壞對于穿堤涵閘的安全運行影響較大，為保障穿堤涵閘的安全運行需要積極做好穿堤涵閘的防滲加固。在穿堤涵閘外圍的滲透路徑多集中在穿堤涵閘涵洞兩側(cè)，因此應(yīng)當(dāng)采取有效措施做好穿堤涵閘涵洞兩側(cè)的防滲加固，針對穿堤涵閘涵洞兩側(cè)的防滲加固可以分為應(yīng)急處理和系統(tǒng)治理2種處理方法，應(yīng)急處理主要是通過對穿堤涵閘出口端（迎水坡）進(jìn)行處理用以降低穿堤涵閘所受到的滲透破壞。而系統(tǒng)處理則是通過對穿堤涵閘涵洞進(jìn)出口兩側(cè)及其他一些易滲透部位采取措施進(jìn)行系統(tǒng)性的防滲加固，保障穿堤涵閘的安全運行。在對穿堤涵閘進(jìn)行應(yīng)急防滲加固中可以采用以下的防滲加固方法。

3.1 鉆孔灌漿法

在應(yīng)用此方法進(jìn)行防滲加固時，可以在穿堤涵閘涵洞出口端兩側(cè)范圍內(nèi)以品字型結(jié)構(gòu)對堤壩進(jìn)行鉆孔，鉆孔深度與穿堤涵閘涵洞地基基礎(chǔ)持平，而后通過向鉆孔內(nèi)以一定的壓力注入漿液從而使得漿液能夠沿著土壤中的孔隙與土體形成良好的防滲帷幕，對沿著穿堤涵閘涵洞兩側(cè)的滲透進(jìn)行充分的攔截，保障穿堤涵閘的安全運行。

3.2 堤坡鋪蓋混凝土

除了采取鉆孔灌漿在土筑堤壩中形成防滲帷幕外，可以在穿堤涵閘出口端的易滲漏堤坡范圍內(nèi)構(gòu)筑混凝土防滲層，以阻止江水滲入穿堤涵閘涵洞外圍。在這一方法的應(yīng)用中需要注意的是不僅需要對穿堤涵閘涵洞外圍構(gòu)筑防滲墻，對于穿堤涵閘涵洞出口攔墻也需要進(jìn)行防滲處理。

3.3 換土回填處理法

由于穿堤涵閘涵洞外圍滲透主要是由于土壤密實度不夠?qū)е碌?，可以通過采用明挖換土法將穿堤涵閘外圍的土體用混凝土類、填夯灰土筑底并在上層覆蓋回填黏土即可。這一處理方法能夠打破或是截斷在土筑堤壩中江水滲漏的管徑，對于預(yù)防穿堤涵閘外圍滲透有著極為良好的應(yīng)用效果。

3.4 挖孔樁換土回填法

這一方法其基本原理與明挖土回填處理法基本相同，不同的是無需對整個穿堤涵閘外圍兩側(cè)進(jìn)行開挖而是通過開挖樁孔并在樁孔中注入混凝土或是夯填灰土，用以截斷或是阻隔穿堤涵閘外圍兩側(cè)的滲漏。相較于明挖換填土其施工更加簡單、成本更低。

3.5 加注混凝土截水墻

針對穿堤涵閘外圍滲漏問題可以在穿堤涵閘出口端加筑混凝土截水墻用以破壞穿堤涵閘外圍的滲透路徑，降低滲透對穿堤涵閘所造成的破壞。除了采用應(yīng)急處理方法外在對穿堤涵閘進(jìn)行系統(tǒng)性防滲處理中可以結(jié)合穿堤涵閘的滲漏特點制定系統(tǒng)性的防滲方案，在穿堤涵閘外圍的滲漏路徑中構(gòu)建起完善、系統(tǒng)性的防滲截流墻，保障穿堤涵閘的安全運行。

3.6 在穿堤涵閘涵洞洞身段加設(shè)截水環(huán)

在穿堤涵閘涵洞洞身段加設(shè)截水環(huán)用以增強穿堤涵閘涵洞洞身的防滲性，所加設(shè)的截水環(huán)位置和伸出外壁的長度都需要經(jīng)過詳細(xì)的測算用以滿足涵洞洞身的防滲需求。截水環(huán)應(yīng)當(dāng)設(shè)置在涵洞洞身2個伸縮縫之間并在其中加設(shè)防滲止水設(shè)施.對于破損的穿堤涵閘涵洞伸縮縫止水措施，可以采用在穿堤涵閘涵洞洞身伸縮縫內(nèi)壁壓條固定的方式對涵洞洞身的防水性進(jìn)行優(yōu)化加固，以提高穿堤涵閘涵洞洞身的防滲性。對于回填土條件較差的穿堤涵閘可以使用黏土防滲環(huán)對穿堤涵閘涵洞洞深的防滲性進(jìn)行加固，對于涵洞洞身分段用黏土回填施工的，需要使其合理的沿布在所需要回填的長度范圍內(nèi)，用以最大限度地滿足涵洞洞身防滲性。

4 結(jié)語

構(gòu)筑于土筑堤壩上的穿堤涵閘因外圍滲透所造成的變形問題嚴(yán)重影響著穿堤涵閘的安全運行，為提高穿堤涵閘運行的安全性需要對土筑堤壩的穿堤涵閘外圍做好防滲加固，以確保穿堤涵閘具有良好的防滲效果減少因滲透所導(dǎo)致的變形損壞。該文在分析滲漏對穿堤涵閘所造成變形損壞的基礎(chǔ)上對如何做好穿堤涵閘外圍防滲加固進(jìn)行了分析介紹，通過防滲加固避免穿堤涵閘的滲透變形問題，保障穿堤涵閘的運行安全。

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