河道堤防出險原因及治理方法研究

張 偉

（甘肅省天水市秦安縣水務(wù)局，甘肅 天水 741600）

水利水電工程施工中，僅在河道堤岸的臨水邊和背水邊出現(xiàn)明顯的水頭差，將導(dǎo)致堤岸嚴(yán)重滲流，在汛期隨著水位的升高，也會迅速形成低洼浸潤線，同時在不斷抬高、低洼時滲透比逐漸增大。堤岸滲流產(chǎn)生的滲透比超過土體結(jié)冰后，將對土體造成嚴(yán)重的破壞。第一類安全隱患會加速滲透破壞的整體效果。目前滲透、破壞的主要原因有多種，因此，要明確堤岸發(fā)生滲流的主要原因，采取有效措施加以解決和防范，以確保堤岸的安全與穩(wěn)定。

1.河道堤防出險的主要類型

根據(jù)過去的經(jīng)驗來看，目前河道堤防出險主要包括開裂、滑坡、滲透破壞等諸多問題，其中滲透表現(xiàn)為管涌流土沖刷和滲漏等相關(guān)因素。而滲透則包括河道堤防自身的險情，堤身和堤基相互接觸產(chǎn)生的險情以及堤基險情三種不同類型。因為堤身的物質(zhì)組成不夠均勻，而且填筑的密實度效果也不夠完善，部分堤段、堤身壤土土質(zhì)不佳，出險砂壤土或存在明顯的孔洞裂縫還可能表現(xiàn)為散進(jìn)坡坡漏斗等各種不良隱患。堤身和堤基相接觸產(chǎn)生的險情，則是因為在筑堤過程中沒有做好及時清理，堤身和堤基的接觸物非常復(fù)雜，第3種則是受到堤基自身的抗水性能影響。

2.堤身滲透破壞的主要出險解決方案

當(dāng)滲水漏洞時會造成背水坡出險沖刷脫坡等問題，嚴(yán)重威脅背水坡的穩(wěn)定性，甚至還會導(dǎo)致滑坡等危害。目前對于嚴(yán)重滲水主要以加寬增厚堤身為主，也可以在臨水坡做垂直防滲，對于不危害的背水坡抗滑穩(wěn)定性可以盡可能地提高坡身的沖刷效果，而對于漏洞則需要在汛期來臨前進(jìn)行全方面的檢查，對漏洞及時地修補(bǔ)探查，對于洞穴是先開挖通過填土的方式有效除險，如果開挖回填困難，也可以采取灌漿的方式加以處理。而集中滲流則能夠?qū)Φ躺砼c穿堤建筑物基礎(chǔ)接觸面和集中滲流高噴或靜壓灌漿進(jìn)行有效處理，對堤身與穿堤建筑物側(cè)墻之間的集中滲流，采取接觸面灌漿處理的方法，對新老堤身相結(jié)合的水平層加以處理，從而提高堤身防護(hù)的整體效果。目前對堤基的滲透破壞需要采取科學(xué)的滲流計算。對背水坡及堤后地面滲流點嚴(yán)格控制。汛期出險的滲流管需要進(jìn)行除險加固，對砂礫石堤基的強(qiáng)度和呈現(xiàn)問題，采用科學(xué)有效的防滲措施，包括截流、排水、平鋪等多種設(shè)計方案。由于淤泥堤基的容重比較小，壓縮比性比較高，還有吸水性等問題，出險滑動或者縮流破壞以及不均勻沉降等現(xiàn)象十分地普遍。在水利工程項目施工處理中，需要直接挖除或者靠大堤排擠等方式比較適合接近比較薄的淤泥層或者荷載過大經(jīng)過加固處理；另一類則是加固處理后，通過打沙井預(yù)壓加固以及控制加固和過濾等適用于比較厚的較大土層，當(dāng)壩高不大、淤泥強(qiáng)度不是很低的情況下，需要采取放緩坡堤的方案，在低角處加蓋，對于淤泥范圍不大，埋藏比較淺薄的可以全部挖除，在黃土層經(jīng)過水流沖刷后很可能出現(xiàn)脫水層問題，所以要在大堤基礎(chǔ)的土層出險時做好防滲透。這對于一般淺層可以采用明挖的施工處理方案，如果裂隙發(fā)育比較深，則可以利用帷幕灌漿的方法加以處理。

3.河道堤防出險施工技術(shù)

3.1 帷幕灌漿防滲建設(shè)技術(shù)

在帷幕灌漿的防滲結(jié)構(gòu)之前，灌漿必須嚴(yán)格按照設(shè)計比例進(jìn)行配置，以確保灌漿的流動性和凝膠化達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。將準(zhǔn)備好的水泥漿液沿膛孔注入巖石裂縫。灌漿后，可以提高基巖的整體強(qiáng)度，大幅提高水壓填土的不滲透性。

圖1 河道堤防出險施工技術(shù)

3.2 高壓射流不滲透性墻的建造技術(shù)

高壓射流不滲透性墻結(jié)構(gòu)可以直接使用高壓射流沖擊泥漿，破壞土壤層，整合土壤層和土壤顆粒。冷凝后，不滲透性墻逐漸形成，提高了防滲效果。液壓堤壩的，采用高壓噴射防滲墻施工方法前，必須用鉆床鉆孔，將灌漿管放入內(nèi)部，用灌漿管噴嘴快速噴吹高壓灌漿。用于攪拌土層改變土壤的土層結(jié)構(gòu)與漿料合并。高壓噴射防滲技術(shù)由于操作簡單、適用范圍廣、建設(shè)費(fèi)用低廉，是目前最常見的防滲技術(shù)。

3.3 混凝土擋墻的建造技術(shù)

混凝土防滲墻屬于可合理直接控制防滲墻厚度的垂直防滲建設(shè)技術(shù)，與墻體分項配套非常緊湊，因此可以提高防滲的安全性和可靠性——防滲墻?；炷练罎B墻主要分為淺型和深型兩種。淺類型混凝土的深度通常為10-30 m左右，厚度保持在100-250 mm。主要用于河流填土工程或水庫基礎(chǔ)厚度小于30 m。水力填土項目。厚混凝土不滲透性墻的厚度約為600-800 mm，通常用于水頭超過20 m的水壓填土項目。

3.4 分離灌漿防滲建設(shè)技術(shù)

分裂灌漿結(jié)構(gòu)的防滲技術(shù)主要通過自壓將水庫分割成裂縫，使灌漿流入裂縫，形成垂直和垂直于堤壩的防滲帷幕，具有防止漏水的效果。施工過程中，需要配合水庫的軸進(jìn)行展開控制，用灌漿強(qiáng)制注入灌漿形成不滲透體。由于分裂灌漿建設(shè)技術(shù)的簡單工藝和低成本，它具有非常好的效益。由于施工時間較短，使用的灌漿材料非常普遍，可以有效降低施工難度和環(huán)境污染，是目前使用最普遍的防滲工藝。

3.5 垂直方向的塑性防擴(kuò)散技術(shù)

垂直方向的塑性防擴(kuò)散施工方法主要是使用鏟斗鏈挖掘機(jī)挖掘整個水庫，噴灑抗塑性膜和回填，在沉淀和固化后形成復(fù)合防滲帷幕。整個保護(hù)膜沒有接縫，防滲效果非常好。垂直方向的塑性擴(kuò)散防止技術(shù)主要用于平原、較小的蓄水池和河流。

3.6 水泥-土混合樁擋墻的建造技術(shù)

水泥-土壤混合樁的防滲建設(shè)技術(shù)主要是通過使用水泥漿液，它在凝結(jié)后與土壤混合形成防滲墻。在建設(shè)過程中，主要將深層混合樁機(jī)用于建設(shè)，水泥漿液可以與細(xì)粒泥沙層或少砂砂礫層直接集成。整體建設(shè)流程簡單、高效、更低。

3.7 自動固化砂漿防滲墻的建設(shè)技術(shù)

自硬化砂漿防滲建設(shè)技術(shù)是基于塑料混凝土防滲墻建設(shè)技術(shù)優(yōu)化的，可以使用水泥膨潤土和少量緩凝劑形成自硬化砂漿。自動硬化砂漿可以形成不滲透性墻的保護(hù)層，提高不滲透性墻的不滲透性性能。液壓防滲結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，建設(shè)組織困難，建設(shè)要求非常高。在建設(shè)水力堤壩時，需要注意堤壩基礎(chǔ)和堤壩斜面的施工質(zhì)量，進(jìn)行有效的管理。建設(shè)負(fù)責(zé)人必須嚴(yán)格按照項目的規(guī)格和設(shè)計。挖掘坡度率也必須符合工程設(shè)計條件，不允許分階段清掃堤壩坡度。通過詳細(xì)引進(jìn)水力堤漏水工程技術(shù)，根據(jù)各種水力條件和漏水特性進(jìn)行分析和針對性處理，可以使水力防滲工程適合當(dāng)?shù)厍闆r，提高水力堤的施工質(zhì)量。

4.加強(qiáng)河道出險管理的措施

4.1 落實基礎(chǔ)工作

針對河道水系需要進(jìn)行系統(tǒng)性擬定和規(guī)劃，對管理范疇予以明確。通過長期以來的實踐我們發(fā)現(xiàn)，在對河道進(jìn)行管理、保護(hù)以及開發(fā)等工作中，水系規(guī)劃可以作為重要的憑據(jù)。在河道出險管理范疇中，在水域、岸線等方面都具備較為理想的地理條件和自然環(huán)境。在黑河流域防洪工程中，當(dāng)?shù)財?shù)年來缺乏大量降水并且表現(xiàn)出嚴(yán)重的淤積現(xiàn)象，灘地面積逐漸擴(kuò)大，繼續(xù)開展保護(hù)和規(guī)劃工作。在相關(guān)水利部門工作中，需要針對重點河湖岸線和水域進(jìn)行規(guī)劃制定。同時，借助管理措施，進(jìn)一步研究當(dāng)?shù)厮蚝桶毒€利用情況，針對河道水系規(guī)劃實現(xiàn)更高的編制水平，并對當(dāng)?shù)氐乃?、河道等方面實際狀況予以全面探查，對期限內(nèi)水系布設(shè)、河道工程布局等進(jìn)行研究并設(shè)定規(guī)劃，將河道出險管理實際情況作為依據(jù)，對實際工作進(jìn)行指導(dǎo)，從而打好基礎(chǔ)便于后續(xù)河道出險管理工作的實施。

4.2 加強(qiáng)岸線管理

在河道出險管理項目中，在黑河流域兩岸分布著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展最為發(fā)達(dá)的地區(qū)，沿河地區(qū)呈現(xiàn)出迅速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢。近年來將行政審批體制作為支撐，對岸線實施了更強(qiáng)的管理工作。在后續(xù)實踐管理過程中，需要對涉河項目加強(qiáng)相應(yīng)審批管理力度。對相關(guān)管理規(guī)范予以嚴(yán)格執(zhí)行，并針對岸線重點實施管理保護(hù)工作，針對建設(shè)項目防洪能力、河道運(yùn)行狀態(tài)受到的影響等情況進(jìn)行定期審查。針對一些項目工程已經(jīng)通過了審批建設(shè)，需要動態(tài)式跟蹤調(diào)查工程項目的運(yùn)行狀態(tài)，從而對工程項目的安全性、完整性予以維護(hù)。

4.3 持續(xù)推進(jìn)河道治理工作

想要實現(xiàn)對河道整治工作的持續(xù)推進(jìn)，需要對“人水和諧，治理一段達(dá)標(biāo)一段”的工作理念予以堅持。在實際開展整治工作中，需要對多方面力量、資金、資源等予以全面匯聚，按照規(guī)劃要求，保證河道可以實現(xiàn)防御災(zāi)害、調(diào)控河勢等目標(biāo)，在河道整治工程中盡可能實現(xiàn)綜合效益的進(jìn)一步提升。治理方要嚴(yán)格地按照合同規(guī)定進(jìn)行日常工作，而管理方應(yīng)該派專業(yè)人員進(jìn)行監(jiān)督工作，并及時對河道的養(yǎng)護(hù)工作效果進(jìn)行考核和評估。并建立檔案管理制度，維護(hù)之后要進(jìn)行相應(yīng)的備案處理，若發(fā)現(xiàn)河道堤防有潛在問題或是隱患，要及時進(jìn)行預(yù)防工作，將危險消滅在萌芽階段。河道養(yǎng)護(hù)工作可以面向社會進(jìn)行招標(biāo)，然后選擇性價比最高的養(yǎng)護(hù)公司進(jìn)行河道治理和維護(hù)工作，實現(xiàn)管理和養(yǎng)護(hù)分離的制度。

4.4 加大城市防洪排澇工程建設(shè)力度

各個城市需要對自身經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況予以考慮，對污水管網(wǎng)、污水處理廠、污水泵站、雨洪調(diào)蓄工程、雨水泵站、雨水管網(wǎng)等方面建設(shè)予以落實，并對雨水和污水的使用方法和使用量進(jìn)行合理設(shè)定。對河道防洪排澇工程建設(shè)予以妥善落實，在城市中針對洪澇緊急搶險、預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)等措施進(jìn)行完善，實現(xiàn)河道防洪減災(zāi)能力的顯著提升。

5.結(jié)語

在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過程中，逐漸對水利工程予以高度重視，在實現(xiàn)防洪減災(zāi)工作目標(biāo)過程中，河道出險管理在其中發(fā)揮著重要的作用。對于經(jīng)濟(jì)社會全面協(xié)調(diào)發(fā)展而言，對河道出險管理工作的加強(qiáng)是一項必然要求，也是對防洪減災(zāi)能力進(jìn)行加強(qiáng)過程中的基礎(chǔ)。只有對河道實施合理的管理和利用，才能對河流的健康發(fā)展予以保證，從而充分發(fā)揮出防洪減災(zāi)功能。