堤壩中的穿堤涵閘外圍防滲分析及加固

江澤安 陳欽立

【摘 ?要】近幾年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，水利工程為我國(guó)發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)。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(mén)所組成。穿堤涵閘在使用的過(guò)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(huì)對(duì)穿堤涵閘的運(yùn)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(jiàn)。

【關(guān)鍵詞】堤壩;穿堤涵閘;外圍防滲;加固

引言

土筑堤壩是應(yīng)用于我國(guó)防洪堤壩中的一種堤壩形式，土筑堤壩建造簡(jiǎn)單、成本較低，并能取得較為良好的防洪效果，因此在我國(guó)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(yùn)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，外圍滲透形成管涌，從而毀堤潰壩。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(yùn)行。該文將以某土筑堤壩中的穿堤涵閘為例，對(duì)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(wèn)題

1.1穿堤涵閘地基部分出現(xiàn)滲漏

穿堤涵閘地基部分長(zhǎng)期浸泡在水中，加之外江水水位上升對(duì)地基造成極大的水壓力，如地基防滲處理不到位，將導(dǎo)致穿堤涵閘的地基出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，如果穿堤涵閘的地基結(jié)構(gòu)為單層均質(zhì)砂土，穿堤涵閘地基滲水將會(huì)對(duì)地基造成較大的危害，進(jìn)而影響到穿堤涵閘的正常運(yùn)行。單層均質(zhì)砂土的穿堤涵閘地基在滲水作用下，會(huì)出現(xiàn)翻水帶砂的情況，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成滲透管涌。如果穿堤涵閘的地基結(jié)構(gòu)采用的是雙層結(jié)構(gòu)，但是其防水層較薄，穿堤涵閘地基產(chǎn)生滲水則表現(xiàn)為清水，如發(fā)現(xiàn)穿堤涵閘地基滲水呈現(xiàn)出渾水，則意味著穿堤涵閘的地基部分發(fā)生了嚴(yán)重的透水問(wèn)題，對(duì)穿堤涵閘的安全運(yùn)行造成了極大的危害。

1.2涵洞裂縫或是涵洞老化破損所導(dǎo)致的滲漏

對(duì)于一些使用年限較長(zhǎng)的土筑堤壩與穿堤涵閘，其在長(zhǎng)期的使用過(guò)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(guò)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(shí)間較長(zhǎng)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(wú)法大規(guī)模的使用機(jī)械設(shè)備致使穿堤涵閘外圍的填筑土體的密實(shí)度不足，土壤之間的間隙較大，水流容易通過(guò)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(duì)于穿堤涵閘的安全運(yùn)行影響較大，為保障穿堤涵閘的安全運(yùn)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(duì)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(guò)對(duì)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(guò)對(duì)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(yùn)行。在對(duì)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建立防滲帷幕

在部分透水性較強(qiáng)，并且地基較淺的情況下，我們可以通過(guò)建設(shè)防滲帷幕的方式截?cái)鄰?qiáng)透水層，以實(shí)現(xiàn)良好的防滲加固目的。這種加固技術(shù)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(jià)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(shù)在地基較厚的情況下，無(wú)法完全截?cái)鄰?qiáng)透水層，這樣就給工程施工質(zhì)量控制帶來(lái)了極大的難度，在增加工程造價(jià)的同時(shí)，達(dá)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(kāi)展，我們可以通過(guò)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(shù)，我們需要對(duì)滲流出口附近的低端進(jìn)行反濾護(hù)砌，以實(shí)現(xiàn)防滲帷幕加固壓力的提升。

3.2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(shí)度不夠?qū)е碌模梢酝ㄟ^(guò)采用明挖換土法將穿堤涵閘外圍的土體用混凝土類(lèi)、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?cái)嘣谕林虊沃薪疂B漏的管徑，對(duì)于預(yù)防穿堤涵閘外圍滲透有著極為良好的應(yīng)用效果。

3.3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(wú)需對(duì)整個(gè)穿堤涵閘外圍兩側(cè)進(jìn)行開(kāi)挖而是通過(guò)開(kāi)挖樁孔并在樁孔中注入混凝土或是夯填灰土，用以截?cái)嗷蚴亲韪舸┑毯l外圍兩側(cè)的滲漏。相較于明挖換填土其施工更加簡(jiǎn)單、成本更低。

3.4加長(zhǎng)涵洞

加長(zhǎng)涵洞指的是接長(zhǎng)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(zhǎng)滲流路徑。這種加固技術(shù)主要適用于地基較深并且透水性較強(qiáng)的地基形式，如果應(yīng)用在地基較淺并且透水性較強(qiáng)的情況，則需要延長(zhǎng)防滲長(zhǎng)度，并且采取減排減壓的方式進(jìn)行輔助，這不僅會(huì)對(duì)日后的檢修、清淤工作帶來(lái)極大的難題，還會(huì)大幅度增加工程造價(jià)，因此我們提倡針對(duì)性的選擇應(yīng)用該加固技術(shù)。

3.5構(gòu)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(jìn)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(shù)的使用具有一定局限性，在汛期出現(xiàn)高水位時(shí)，即使安裝有反壓閘，也會(huì)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(gè)反壓壩，工程造價(jià)較高。總之，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(xiǎn)工程，而且為了減少對(duì)排澇、農(nóng)田等的影響，還需要在汛期過(guò)后即可拆除，因此說(shuō)，對(duì)于汛情反復(fù)發(fā)生的沿河地區(qū)，不適用這種防滲加固技術(shù)。

3.6加注混凝土截水墻

針對(duì)穿堤涵閘外圍滲漏問(wèn)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(duì)穿堤涵閘所造成的破壞。除了采用應(yīng)急處理方法外在對(duì)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(diǎn)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(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)

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(wèn)題嚴(yán)重影響著穿堤涵閘的安全運(yùn)行，為提高穿堤涵閘運(yùn)行的安全性需要對(duì)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(duì)穿堤涵閘所造成變形損壞的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好穿堤涵閘外圍防滲加固進(jìn)行了分析介紹，通過(guò)防滲加固避免穿堤涵閘的滲透變形問(wèn)題，保障穿堤涵閘的運(yùn)行安全。

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（作者單位：湖北長(zhǎng)江清淤疏浚工程有限公司）