穿堤涵閘發生滲透變形的原因與加固技術

楊傳遠

摘要：現階段，我國水利工程正處于快速發展的新時期，防汛工作也關系著人民群眾的生命財產安全，加強對穿堤涵閘滲透變形原因以及加固技術的研究具有十分現實的意義。文章針對穿堤涵閘滲透現象和引起這些滲透變形情況的原因進行了分析，并提出了有效的加固技術方法，以供有關人員參考。

關鍵詞：穿堤涵閘；滲透變形；加固技術；防滲帷幕；反壓工程 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV223 文章編號：1009-2374（2015）24-0124-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.24.061

穿堤涵閘是水利工程防洪防汛工作中重要的工程，對防汛工作具有極其重要的影響。然而，在歷次的防汛工作中，也逐漸暴露出穿堤涵洞滲透中存在的問題，暴露出穿堤涵閘在設計、施工以及管理方面存在的諸多問題?，F階段，我國水利工程正處于快速發展的新時期，防汛工作也關系著人民群眾的生命財產安全，加強對穿堤涵閘滲透變形原因以及加固技術的研究具有十分現實的意義。

1 穿堤涵閘滲透變形現象

穿堤涵閘滲透變形現象主要體現在以下四個方面：

1.1 土堤與穿堤涵閘接觸面滲漏現象

由于上游水位升高，穿堤涵閘在長期的浸泡作用下，與土堤接觸面就會發生滲漏。在堤防背水坡出口處以及上游坡常常會發生集中滲流，導致土粒流失，引起空洞而引起滲漏。

1.2 涵洞裂縫導致接頭處止水失效發生漏水

由于涵洞出現裂縫，導致涵洞洞壁存在漏水現象。接頭止水失效，導致橫縱向滲流連接到一起。

1.3 穿堤涵閘背水坡發生滲水

當堤防上游水位抬升后，背水坡腳處的土壤會變得潮濕，土壤的顏色會逐漸變深，然后就會出現滲水現象。然而土壤潮濕不能被帶走，使得土壤潮濕區域不斷的擴大，堤防土壤變軟，嚴重情況會導致堤坡脫落。如果滲漏出口缺少保護層，在滲漏量不斷變大的情況下，土粒會被帶出，形成孔穴，使得滲漏處逐漸形成一個聯通的整體。

1.4 穿堤涵閘出現地基滲漏現象

當上游水位提升后，水壓力就會增加，就會導致地基滲漏問題出現。如果穿堤涵閘地基類型屬于單層均質砂土類型，其滲水形式會由正常轉換為不正常，在下游地基表面就容易發生翻水帶砂現象，最終形成集中滲漏通道。如果地基類型為雙層結構，并且其不透水層非常薄，其下游地基表面就會出現滲流頂穿問題；隨著滲漏量越來越大，甚至滲出了清水，在后期出現渾水，就說明有嚴重流土、管涌現象發生。如果穿堤涵閘上游涵洞、底板等基礎上出現滲透，嚴重會將基礎掏空，最終使得建筑物斷裂、沉陷。

2 穿堤涵閘發生滲透變形的原因

這些滲透破壞現象主要是由于堤防土體滲透的穩定性被破壞，進而造成的滲透。穿堤涵閘的地基以單層透水地基以及黏土粉土層為主，下層主要是砂礫層或砂層結構，在筑堤過程中由于就地取材的施工原則，常常難以使用理想的黏壤土。穿堤涵閘的兩端堤防相對透水，在上游水位不斷提升后，會從上游向下游繞流，形成三向滲流現象。尤其是在沿水流的方向的穿堤涵閘較長、較窄，地基透水以及兩側集中滲流，會導致提防局部滲流擴大，滲流嚴重區域主要集中在上游堤坡以及下游的排水段，對下游穿堤涵閘形成一個不利的工作條件，使得滲透破壞更加嚴重。

導致滲透破壞的原因主要包括滲透壓力過大、滲透流速大、滲透比降升高，超出了允許的范圍，會使得某一局部位置的土粒被帶走，使得發生成塊的土體被浮起或者集中滲透通道形成。而滲透流速、比降以及壓力等大小，與側向防滲型式、地下輪廓線型式、防滲長度等有直接的關系。造成滲透壓力、滲透流速以及滲透比降壓力過大的原因包括側向防滲長度太短、防滲輪廓型式不足。

另外，在穿堤涵閘施工過程中，由于一些因素的影響也會導致滲透破壞現象發生，具體體現在以下三個方面：（1）在穿堤涵閘工程設計階段，設計人員沒有了解實際情況，同時也沒有掌握第一手現場資料，加上一些其他因素的局限性，往往會導致設計人員考慮不周或不符合規律。另外，設計過程中也會存在不同程度的弱點與缺陷，使得整個設計方案不夠完善，給穿堤涵閘工程項目帶來安全隱患。（2）在工程施工過程中，由于施工條件、環境等因素的影響，給工程施工造成嚴重的制約；同時在施工過程中沒有嚴格的質量管理措施，沒有嚴格按照設計文件與施工規范進行，導致穿堤涵閘以后的使用過程中存在隱患。（3）在工程管理及使用過程的日常養護方面，如果日常養護不到位，檢修不夠及時，導致沒有及時的發現工程的弱點與缺陷，在沒有及時補救的情況下，使得這種不利的條件情況加重。在使用時間逐漸變長的情況下，這種安全隱患就會慢慢的積累，使得建筑物運行性能降低。

3 穿堤涵閘滲透變形的加固技術

現階段，對于穿堤涵閘滲透變形問題的加固主要通過以下三種方式：第一是構建反壓工程；第二是加長涵洞；第三是建筑防滲帷幕。這三種加固措施各有優劣，具有一定的局限性以及適用條件，同時還需要采取一定的排水減壓措施，才能使防滲加固發揮更好的效果。

3.1 反壓工程技術

反壓工程技術就是在穿堤涵閘背水側建設反壓閘，汛期在穿堤涵閘與反壓閘之間進行注水，能夠在一定程度上抵消一部分外河水位造成的水透。如果汛期出現高水位，即使有反壓閘，同樣會發生滲透變形現象，還需要在反壓閘后面的渠道上再修筑1～2個反壓壩。反壓措施對于穿堤涵閘的安全渡汛有幫助，但不能消除產生滲透變形的內在因素，而且反壓壩屬于汛期搶險工程設施，為了不妨礙排澇或灌溉，主汛期過后必須拆除反壓壩。所以，對于汛情頻繁的地區，這種防滲加固技術不夠適用。

3.2 建立防滲帷幕

防滲帷幕主要建設在強透水性較薄的地基情況下，能夠將強透水層截斷，造成很好的防滲加固效果，并且工程造價非常低，并且由于土石方工程量非常少，施工速度也相對較快。然而防滲帷幕在強透水性較厚的地基中，不能完全將強透水部分截斷，給工程質量控制增加了難度，防滲效果大大降低，并且工程造價較高。另外，懸掛式的防滲帷幕經過驗證，其防滲效果也不夠理想。由于防滲帷幕和穿堤涵閘的外壁緊密相連，對施工很方便，因此在防滲帷幕建造過程中，采用高壓噴射施工方法能夠提高施工的效率，增強防滲帷幕的作用。同時，如果采用這種加固技術，還需要對滲流出口附近堤段進行反濾護砌，以提升防滲帷幕的加固壓力。

3.3 接長涵洞

在低水位的一端將涵洞接長，不僅能夠將滲流路徑延長，也可以起到壓滲效果。采用這種防滲措施，主要用于強透水性地基較深的地基形式，但如果強透水性較淺，還必須有更長的防滲長度，在很大程度上會增加工程整體的造價，也會對以后清淤、建筑檢修工作增加難度，所以還需要通過減排減壓的方式進行輔助。

4 結語

通過上述分析可知，穿堤涵閘是防汛工程中重要的工程，對防汛工作具有重大的作用。然而由于地基、汛情因素的影響，導致穿堤涵閘發生滲透現象，給防汛工作帶來重大的影響，給人民的生命安全造成威脅。這就需要針對工程地基實際情況，選擇合適的防滲加固方式，并通過相應的措施加以輔助，提高穿堤涵閘防汛能力，為人民安全提供保障。

參考文獻

[1] 張儒生，關向軍，李先珍.穿堤涵閘滲透破壞及其防治[J].黑龍江水專學報，2014，15（8）.

[2] 李明利.論穿堤涵閘的防滲加固[J].工程地質與基礎處理，2012，36（13）.

[3] 鄭慧成.淺議穿堤涵閘滲透破壞及其防治[J].建設管理，2013，31（3）.

[4] 云輝，劉麗云.穿堤涵閘滲透現象造成的威脅以及防治技術[J].工程技術，2012，17（3）.

（責任編輯：蔣建華）