中小型堤壩的病險狀況及維修加固措施分析

木拉地力·買買提江

(新疆維吾爾自治區塔里木河流域和田管理局，新疆 和田 848000)

堤壩一般指修建于河流、湖泊、水庫或其他有水區域用于抵擋水災的建筑物，海邊的堤壩甚至能夠抵擋風浪和海潮。所有城市都依賴于水資源，人們在使用水資源時也在相應地防范水災的發生，因此堤壩就成為了城市基礎設施的重要組成部分，堤壩的安全穩固保障了整個城市的安全和繁榮[1]。然而，堤壩在修建完畢后，總會在長時間的流水沖刷下，因各種原因不斷被破壞，如果不能進行相應的檢修，很容易因堤壩的病險導致汛情出現時的災難降臨，因此必須及時將出現病險狀況的堤壩進行維修加固。因此，本文就中小型堤壩的病險狀況及其維修加固措施進行研究。

1 堤壩病險狀況分析

以和田地區喀拉喀什河的堤壩為工程實例，詳細分析該河流堤壩的病險狀況，因常年的流水侵蝕以及自然地質災害，該堤壩的病險狀況主要表現為河流堤壩裂縫和河流堤壩滲漏。

1.1 中小型堤壩裂縫

在對喀拉喀什河堤壩進行維修前的勘察工作時，發現這個河流堤壩的裂縫問題十分嚴重，在長達27.4 km的堤壩長度中，共有17個大型裂縫，69處小型裂縫，裂縫類型包括龜裂縫、橫向裂縫和縱向裂縫。

在這些裂縫中以龜裂縫最為常見，且主要集中于堤壩的頂端或坡面[2]。龜裂縫的表面如同龜背一般裂痕縱橫交錯，30年前河流堤壩施工時的施工技術還不完善，所以在河流上游建設的防滲漏工程不算完滿，再加上氣候環境的影響，填土時土壤濕度較大，隨著水分的逐漸蒸發，當土壤變干以后，龜裂縫就會出現，因此該河流中的龜裂縫有大大小小70余處。

在這個河流堤壩的上方還有一種與堤壩的軸線相垂直的裂縫，叫做橫向裂縫。橫向裂縫一般是相對而言較為嚴重的河流堤壩裂縫，一般的橫向裂縫都會深入到河流堤壩的內部，這種裂縫的深度嚴重時能夠達到十幾米，縫隙較淺的地方也有一米有余的深度[3]。而裂縫往往是上寬下窄的結構，裂縫上方一般能夠達到十幾厘米，下方則相對較為狹窄，只有幾厘米的寬度。這種橫向裂縫一般是因為河流堤壩的底部基座因水流沖刷等原因出現了完全沉降而導致的。這種裂縫在該河流堤壩中是數量最少的一種，只有河流下游的一處最大的裂縫是這種裂縫形式。

剩余的裂縫都是第三種縱向裂縫，縱向裂縫是一種與河流堤壩呈現平行狀態的裂縫，主要是由于河流堤壩的底部基座因水流沖刷等原因出現了不完全沉降而導致的，或者因為地震等自然災害所引起的裂縫。這種裂縫雖然在表現形式上都是縱向裂縫，但是其內部形成裂縫的原因并不相同，導致其在補救時采取的措施也不相同，因此在對縱向裂縫進行修復時，首先需要分析裂縫產生的原因[4]。如果該縱向裂縫是由于底部基座的不完全沉降導致的，則這道縱向裂縫會向著河流堤壩的深處蔓延，與橫向裂縫一樣最大可以達到十幾米的深度。與橫向裂縫不同的是，這種因底部基座不完全沉降導致的裂縫不會如完全沉降那樣嚴重，因此縱向裂縫一般表現為細而長，寬度只有幾毫米到幾厘米，長度短則幾米，最大能夠達到幾百米。如果是因為地震或滑坡等地質災害導致的縱向裂縫，這種裂縫會顯示為圓弧形，地質災害的程度越深，則這種縱向裂縫的縫隙越大。裂縫通常會向內部延伸，裂縫表面呈現出向上游彎曲的形態。如果地質災害的程度使得裂縫延伸到河流堤壩底端基座，則整個堤壩表面都會呈現出拱起的形態，也有一些會直接碎裂呈帶狀，從而脫落下來。

1.2 中小型堤壩滲漏

河流堤壩滲漏會直接導致河流內的水量流失，如果該現象出現，河流內的水體就會從滲漏地點不斷向外流出，如果滲漏口較大，還會直接導致河流水位的下降，該河流的經濟功能也會受到相應的影響[5]，本河流堤壩滲漏后的水位和泄漏水量的關系如圖1所示。

圖1 河流泄流曲線

河流堤壩底端一般都會在建設時布置足夠的防滲漏措施，因此滲漏并非是一朝一夕所能產生的，而是長年累月不斷滲透的結果。滲流發生時，需盡快對該河流進行滲流觀測，計算方法如下：

(1)

式中：q表示不透水地基的單寬滲流量；K1為堤壩滲透系數；H和h分別為河流原始水位和河流現水位；L為河流整體長度；m為下游堤壩溢出高度。

河流堤壩滲漏可以分為堤壩基座滲漏和堤壩底部主體滲漏等兩種類型。其中，堤壩基座滲漏是由于施工過程中堤壩基座強度達不到標準導致的，而堤壩底部主體滲漏則是長年累月的流水侵蝕導致堤壩底部的壩身出現滲漏，導致河流的水量流失。無論是堤壩基座滲漏還是堤壩底部主體滲漏，如果不及時處理都會嚴重威脅整個河流的安全和穩定。

2 堤壩維修加固措施

2.1 完善維修加固施工體系

絕大部分河流的堤壩病險狀況都是在堤壩施工過程中施工技術的不完善導致的，因此為了減少工程消耗，保證施工后河流堤壩能夠起到正常的作用，在施工前應首先確定嚴密詳實的施工方案，并在施工過程中嚴格執行。整個河流堤壩維修加固過程都需要施工人員擁有相應的施工技術水平，因此在施工前需要首先提高工作人員的專業技術水平。指揮員也要有足夠的能力和知識儲備，能夠理解或設計施工方案，對整個施工過程進行專業的指導[6]。其次，河流堤壩的防滲環節一定要有足夠的重視，河流堤壩的裂縫大多不影響河流的正常運行，但是河流堤壩滲漏若不及時處理，很可能導致整個河流堤壩的坍塌，以至于整個河流周邊地區受到水災的侵害。因此在這個環節，應以科學的方法提出詳細周全的防滲漏方案，將防滲漏工作作為整個維修加固工程的中心環節，仔細排查河流堤壩的滲漏地點，保證施工順利進行。

2.2 靈活修復堤壩裂縫

該堤壩長期受到流水的沖刷，以及地質災害的影響，上面的裂縫現象已經十分嚴重，因此施工人員應在堤壩維修加固工程中將堤壩裂縫完全修復。首先需要施工人員進行實地勘察，將各處裂縫做好標記，并進行相應的分類。如果是龜裂縫，可以直接修復；如果是橫向裂縫，需要先堤壩底部基座修復，然后在填補裂縫；如果是縱向裂縫，則需要判斷裂縫產生的原因，若是由于基座底部不完全沉降導致的裂縫，則和橫向裂縫一樣需要首先修復底部基座，若是地質災害引起的裂縫，則可以直接修復。

2.3 建設河流堤壩防滲墻

該河流堤壩建設于30年前，當時的堤壩修建技術還不發達，很難做到河流堤壩完全防滲透工程，但是隨著科技的發展，出現了切實解決這些問題的方法，可以利用高壓噴射技術建立河流堤壩防滲墻。這種高壓噴射技術在實際操作中較為簡單，因此對于工作人員的要求也很低，只需要將噴射設備準備好，再填充相應的泥漿就可以直接操作。在使用高壓噴射裝置配設泥漿時，要將泥漿與混凝土墻相結合，使混凝土擁有一定的韌性，能夠抵擋流水侵蝕，還能從根本材料上降低滲水量。在鉆孔的過程中也需要盡量保證鉆孔部位的合理性，將配置好的泥漿與混凝土的結合物通過高壓噴射裝置填裝進孔洞中，并及時進行加固處理。

3 結語

綜上所述，該河流堤壩的維修加固需要根據工程情況具體分析，而且在施工時還需要盡量考慮施工技術、施工方法的影響，在對河流堤壩進行維修的同時，不僅需要考慮病險安全問題，還需要盡量保證該堤壩的修補材料不會對河流的整體功能產生影響。