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，我國經濟發展迅速，水利工程為我國發展做出了很大貢獻。穿堤涵閘主要由貫穿堤壩的排水涵洞和分置于涵洞進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致的穿堤涵閘損壞現象較為突出和常見。

【關鍵詞】堤壩;穿堤涵閘;外圍防滲;加固

引言

土筑堤壩是應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用較多也較為廣泛。在土筑堤壩的應用中容易受到河水滲透侵襲并導致堤壩穩定性下降。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構和材料特性的影響其抗滲性較差，外圍滲透形成管涌，從而毀堤潰壩。在穿堤涵閘的應用中，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行分析，并就如何做好穿堤涵閘的防滲加固進行闡述。

1穿堤涵閘的滲透破壞問題

1.1穿堤涵閘地基部分出現滲漏

穿堤涵閘地基部分長期浸泡在水中，加之外江水水位上升對地基造成極大的水壓力，如地基防滲處理不到位，將導致穿堤涵閘的地基出現滲漏現象。一般來說，如果穿堤涵閘的地基結構為單層均質砂土，穿堤涵閘地基滲水將會對地基造成較大的危害，進而影響到穿堤涵閘的正常運行。單層均質砂土的穿堤涵閘地基在滲水作用下，會出現翻水帶砂的情況，嚴重時會造成滲透管涌。如果穿堤涵閘的地基結構采用的是雙層結構，但是其防水層較薄，穿堤涵閘地基產生滲水則表現為清水，如發現穿堤涵閘地基滲水呈現出渾水，則意味著穿堤涵閘的地基部分發生了嚴重的透水問題，對穿堤涵閘的安全運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而導致大面積的滲透病害，嚴重影響穿堤涵閘的安全使用。

2造成穿堤涵閘產生滲透破壞的原因

造成土筑堤壩中的穿堤涵閘產生滲透破壞的主要原因在于堤壩兩側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構與施工工藝的缺陷更容易產生滲漏病害。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模的使用機械設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象，影響穿堤涵閘使用的穩定性與可靠性。

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，因此應當采取有效措施做好穿堤涵閘涵洞兩側的防滲加固，針對穿堤涵閘涵洞兩側的防滲加固可以分為應急處理和系統治理2種處理方法，應急處理主要是通過對穿堤涵閘出口端（迎水坡）進行處理用以降低穿堤涵閘所受到的滲透破壞。而系統處理則是通過對穿堤涵閘涵洞進出口兩側及其他一些易滲透部位采取措施進行系統性的防滲加固，保障穿堤涵閘的安全運行。在對穿堤涵閘進行應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，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度不夠導致的，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，對于預防穿堤涵閘外圍滲透有著極為良好的應用效果。

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，不同的是無需對整個穿堤涵閘外圍兩側進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的滲漏。相較于明挖換填土其施工更加簡單、成本更低。

3.4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。

3.5構建反壓工程

反壓工程指的是在穿堤涵閘的堤內側建造反壓閘，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，在汛期出現高水位時，即使安裝有反壓閘，也會發生滲透變形，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。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工程，而且為了減少對排澇、農田等的影響，還需要在汛期過后即可拆除，因此說，對于汛情反復發生的沿河地區，不適用這種防滲加固技術。

3.6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。除了采用應急處理方法外在對穿堤涵閘進行系統性防滲處理中可以結合穿堤涵閘的滲漏特點制定系統性的防滲方案，在穿堤涵閘外圍的滲漏路徑中構建起完善、系統性的防滲截流墻，保障穿堤涵閘的安全運行。

結語

構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上對如何做好穿堤涵閘外圍防滲加固進行了分析介紹，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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（作者單位：湖北長江清淤疏浚工程有限公司）