王傲霜

河道堤防是我國防洪工程體系的重要組成部分。在長江、黃河、淮河等七大江河的中下游地區(qū)，堤防是防御洪水的最后屏障。但是目前不少堤防還存在較多問題：一是堤基條件差，堤防傍河而建，堤線選擇條件受到河勢條件制約，基礎(chǔ)大多為沙土基，大部分堤防未作基礎(chǔ)處理；二是堤身建筑條件差，不少堤防是在原民堤的基礎(chǔ)上，經(jīng)歷年逐漸加高培厚而成，堤防質(zhì)量無法保障；三是堤后坑塘多，堤后覆蓋薄弱。因此，當(dāng)遭遇洪水時堤防難免會發(fā)生管涌、滑坡、崩岸和漫溢等險情。筆者根據(jù)多年工作經(jīng)驗，對上述堤防破壞的機(jī)理進(jìn)行簡單剖析，并對平時工作中查堤遇險時的幾種應(yīng)急處理方法進(jìn)行簡要總結(jié)。

一、堤防的破壞形式

由于河道堤防本身的結(jié)構(gòu)特點及工作效用，其發(fā)生破壞的形式并不多，其中最常見的有以下幾種：

1.管涌

管涌發(fā)生時，水面出現(xiàn)翻花，隨著上游水位升高，持續(xù)時間延長，險情不斷惡化，大量涌水翻沙，使堤防地基土壤骨架破壞，孔道擴(kuò)大，基土被淘空，嚴(yán)重時會引起決堤。

2.流土

這種破壞形式在粘性土和無粘性土中均可以發(fā)生。粘性土發(fā)生流土破壞的外觀表現(xiàn)為：土體隆起、鼓脹、浮動、斷裂等。無粘性土發(fā)生流土破壞的外觀表現(xiàn)是：泉眼（群）、砂沸、土體翻滾最終被滲透托起等。

3.接觸沖刷

接觸沖刷常開始發(fā)生在填土與建筑物接觸部位。先是接觸部位顆粒從滲流出口被帶出，進(jìn)而形成滲流通道,引起堤防潰決。一般認(rèn)為接觸沖刷在砂礫石層與粘土層的交界面處最易發(fā)生。在目前的河道堤防中有很多涵閘、小型水閘、電灌站等，此類穿堤建筑物大多年限較長，維管失控，建筑物兩側(cè)堤防質(zhì)量也無法達(dá)到要求，在平時的工作檢查中，建筑物兩側(cè)堤防的安全往往容易被忽視，因此常造成堤防和建筑物之間損毀的連鎖反應(yīng)。

4.漫溢潰堤

河道堤防基本全部由土壩組成，部分穿堤建筑物兩側(cè)有砌石或混凝土護(hù)坡，但是高水頭差直接影響著土壩的安全與穩(wěn)定，上述幾種破壞大多是在高水頭差的影響下產(chǎn)生的土質(zhì)滲透破壞。對于高出壩頂高程的水位，土質(zhì)堤防幾乎沒有防御力，破壞的現(xiàn)象及原因也顯而易見。

二、堤防破壞機(jī)理淺析

一般來講，堤防堤基的表土層極少是砂礫層，因此，堤基的滲透破壞一般均為土力學(xué)中的流土破壞。產(chǎn)生的原因是，隨著汛期水位的升高，背水側(cè)堤基的滲透出逸比降增大，一旦超過堤基的抗?jié)B臨界比降就會產(chǎn)生滲透破壞。在背水側(cè)地下水位（或水頭）較高的情況下，持續(xù)高水位時堤坡必然會出現(xiàn)滲水。

1.管涌

堤防背水坡及堤腳附近出現(xiàn)橫貫堤身的流水孔洞稱為漏水洞。由于漏水洞中的集中水流對土體的沖刷力很強(qiáng)，因此對堤防的危害性極大，這也就是俗稱的管涌，其土力學(xué)定義為：壩身或壩基內(nèi)的土壤顆粒被滲流帶走的現(xiàn)象。發(fā)生的原因可概括為：

（1）堤身質(zhì)量差，土料含砂量高，有機(jī)質(zhì)多；（2）有生物洞穴或其他易腐爛的物料；（3）其他隱患，如舊涵洞、坑窖、棺木等。即使漏洞沒有貫穿堤身，也將大大縮短滲徑，從而加大了出口滲透比降，增加了滲透破壞的可能性，同時漏洞中的集中水流還將造成對土體的水流沖刷，使漏洞長度加長，直徑變大，最終貫穿堤身，導(dǎo)致堤防潰決。因此，對堤身漏洞隱患必須進(jìn)行除險加固。

2.流土

在實際工作中多將堤防本身土質(zhì)流失的現(xiàn)象統(tǒng)稱為流土，其實應(yīng)該歸納為堤坡沖刷。堤坡沖刷是由背水堤坡滲水所致。一種是堤坡的出逸比降大于允許比降而產(chǎn)生的滲透破壞，也就是土力學(xué)定義下的流土現(xiàn)象；另一種是滲水集中后造成對坡面的水流沖刷。

這種破壞的原因是滲流逸出點過高，主要原因為：堤身斷面寬度不夠，堤坡偏陡；堤身尤其是后加高的堤身透水性強(qiáng)，或填筑層面明顯，導(dǎo)致堤身的水平向滲透系數(shù)偏大；新老堤身、堤段施工接頭處存在薄弱結(jié)合面。如清基不徹底或根本未清基，堤段結(jié)合部壓實不密等；雨水灌入堤身裂縫；堤身存在其他隱患，如洞穴、凍土塊等。

3.堤身接觸沖刷

當(dāng)?shù)躺戆l(fā)生集中滲流且沖刷力大于土體的抗?jié)B強(qiáng)度時，在集中滲流處就會產(chǎn)生接觸沖刷破壞。

造成堤身集中滲流的主要原因有：穿堤建筑物與堤身間出現(xiàn)裂縫；新老堤身結(jié)合面未清基或清基不徹底；堤防分段建設(shè)的結(jié)合部填筑密度低等。由于接觸沖刷的發(fā)展速度往往較快，因此對堤防的威脅很大。

三、堤防滲透破壞除險方案

堤防除險加固的實踐表明，滲透破壞是堤防工程中最普遍且難以治愈的隱患，選擇有效、合理、經(jīng)濟(jì)的除險加固方案是一項技術(shù)性很強(qiáng)的工作，是堤防滲透破壞除險加固工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

滲透破壞的除險加固應(yīng)從兩方面入手：一方面是提高堤身和堤基本身抵抗?jié)B透破壞的能力；另一方面是降低滲流的破壞能力，即降低滲流出口比降和堤身的浸潤線，這方面應(yīng)遵循“前堵后排、反濾料保護(hù)滲流出口”的滲流控制原則，并根據(jù)工程地質(zhì)條件、出險情況和堤防的重要程度選擇合理的滲流控制措施。

“前堵”就是在臨水側(cè)采取防（截）滲措施，“后排”即在背水側(cè)采取導(dǎo)滲和排水減壓措施。

1.堤身滲透破壞除險方案的選擇

（1）滲水除險方案的選擇

對威脅背水坡抗滑穩(wěn)定的嚴(yán)重有害滲水，可采用填筑壓實法、機(jī)械吹填法或放淤固堤法加寬培厚堤身或做透水后戧，也可以在臨水坡外側(cè)或增建防滲斜墻，或采用劈裂灌漿、錐探灌漿、垂直鋪塑等做垂直防滲。

對不至于威脅堤坡抗滑穩(wěn)定，但可能產(chǎn)生堤坡沖刷、流土破壞的滲水，可采用貼坡反濾、透水后戧的方法進(jìn)行除險。如2007年淮河流域大水時，荊山湖行洪堤老鷹嘴段有300m堤身滲水嚴(yán)重危及堤防安全，當(dāng)時采取的除險方法就是在堤后做反濾措施，保證了堤防安全度汛。

（2）漏洞和跌窩除險方案的選擇

堤身漏洞和跌窩往往由生物洞穴產(chǎn)生，汛前較難發(fā)現(xiàn)，但這種險情在汛期往往發(fā)展很快，加之堤身斷面有限，對堤身的危害很大，汛期搶險困難，容易釀成潰口。為防患于未然，汛前應(yīng)首先對漏洞和跌窩隱患進(jìn)行巡視、探查。對洞穴應(yīng)采取開挖回填的方法進(jìn)行除險，如果開挖回填困難可以采取充填灌漿的辦法進(jìn)行處理。

（3）集中滲流除險方案的選擇

對堤身與穿堤建筑物基礎(chǔ)接觸面的集中滲流，可采用高噴或靜壓注漿在臨水側(cè)做垂直防滲，也可以在接觸面采用靜壓注漿的辦法進(jìn)行處理，必要時在背水側(cè)做反濾保護(hù)。對堤身與穿堤建筑物側(cè)墻間的集中滲流，可以采用接觸面靜壓注漿的方法進(jìn)行處理。2007年7月尹家溝隔堤新橋閘就出現(xiàn)過建筑物側(cè)墻與堤防結(jié)合處集中滲水現(xiàn)象，當(dāng)時就采取上游堵漏下游做反濾的措施。汛后對該閘進(jìn)行了拆除重建。

對新老堤身結(jié)合的水平層面產(chǎn)生的集中滲流，可采用臨水側(cè)開挖回填封堵或接觸面充填灌漿的方法進(jìn)行處理。

對堤防分段建設(shè)的結(jié)合部產(chǎn)生的集中滲流，可采用臨水坡截滲或結(jié)合部擠密灌漿的方法進(jìn)行處理，必要時在背水坡采取反濾保護(hù)措施。

2.堤基滲透破壞除險方案的選擇

防汛搶險的實踐表明，堤基管涌大部分發(fā)生在坑塘等薄弱環(huán)節(jié)，因此，應(yīng)首先考慮填塘措施進(jìn)行除險。堤基滲透破壞除險方案的選擇主要根據(jù)地基的工程地質(zhì)情況確定：

（1）雙層或多層地基

這種地基在堤防工程中非常普遍，滲透破壞險情多且治愈困難。

對由于臨水側(cè)鋪蓋、背水側(cè)表土層或壓滲蓋重缺陷造成的險情，應(yīng)首先采取回填的方法恢復(fù)鋪蓋和表土層的完整性。臨水側(cè)鋪蓋回填的范圍為鋪蓋的有效長度范圍以內(nèi)，背水側(cè)表土層或蓋重的回填范圍應(yīng)根據(jù)險情和地形地質(zhì)條件、滲流計算以及堤防的重要程度等確定，可在距堤腳50～100m之間選擇。臨水側(cè)用粘性土材料，背水側(cè)用滲透系數(shù)比原土層大的材料進(jìn)行回填，但應(yīng)滿足反濾要求。

對背水側(cè)地基覆蓋層較薄且透水層較深的情況，可以采用壓實填筑法或吹填法增加蓋重，也可采用在背水堤腳外適當(dāng)位置設(shè)置減壓溝或減壓井的方法。同時也可以考慮蓋重和排水減壓溝井聯(lián)合使用的形式，以達(dá)到根治地基滲透破壞的目的。

對覆蓋層較厚且下臥強(qiáng)透水層較深的地基，宜采用蓋重措施進(jìn)行處理，蓋重宜采用比覆蓋層滲透系數(shù)大的透水材料。也可以在背水堤腳外適當(dāng)位置設(shè)置減壓井，達(dá)到減小揚壓力和除險的目的。

對地基下臥透水層不深、隔水層較淺的情況，應(yīng)首先考慮采用垂直封閉式防滲措施。也可以采用蓋重或蓋重結(jié)合減壓溝井的方法。

（2）透水地基

淺層透水地基宜采用封閉式垂直防滲措施進(jìn)行處理，并與堤身防滲體連成統(tǒng)一的防滲體系。

相對不透水層埋藏較深、透水層較厚時，可以采用背水側(cè)壓滲蓋重進(jìn)行處理。當(dāng)臨水側(cè)有穩(wěn)定灘地時，也可以采用臨水側(cè)鋪蓋進(jìn)行防滲處理。

四、結(jié)語

實際工作中，堤防破壞的除險多體現(xiàn)緊迫性，因此各種方案的合理利用必須建立在對險情有效分析的基礎(chǔ)上。采取合適的處理方法能贏得堤防搶險的寶貴時間，迅速消除隱患，從而保證堤防兩岸的安全■