陳小平

(韶關(guān)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)咨詢有限公司)

關(guān)于穿堤涵閘發(fā)生滲透變形的原因分析與加固技術(shù)探討

陳小平

(韶關(guān)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)咨詢有限公司)

近年來我國對(duì)水利工程的重視程度不斷提升，特別是由于防汛工作直接影響到人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，因此國家也予以了更多的關(guān)注。鑒于這一現(xiàn)狀，我們應(yīng)對(duì)穿堤涵閘發(fā)生滲透變形的情況予以足夠重視，通過徹底分析，找到其中的原因，并針對(duì)性的采取加固技術(shù)，保證防汛工作的質(zhì)量，推動(dòng)全社會(huì)的和諧、穩(wěn)定發(fā)展。本文主要探討中小型穿堤涵閘發(fā)生滲透變形的原因。

穿堤涵閘；滲透變形；原因；加固

前言

作為堤防工程中的重要組成部分，穿堤涵閘對(duì)于堤防穩(wěn)定、防滲起著直接的影響，通常穿堤涵閘采用雙向過流的形式，在外江內(nèi)采用拍門控制，當(dāng)?shù)虄?nèi)水位高于外江水位時(shí)，拍門打開，可排出堤內(nèi)洪水；當(dāng)外江水位高于堤內(nèi)水位時(shí)，拍門自動(dòng)關(guān)上，防止外江洪水進(jìn)入堤內(nèi)。近年來堤防設(shè)計(jì)越來越重視穿堤涵閘工程的作用及施工質(zhì)量，但是仍舊存在穿堤涵閘滲透變形繼而引發(fā)的事故。通過詳細(xì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)部分穿堤涵閘無論是設(shè)計(jì)、施工還是投用后的管理都存在一系列的問題。因此需要進(jìn)行全面、透徹的分析，找到各項(xiàng)誘發(fā)原因，保證堤防工程質(zhì)量，為堤內(nèi)人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全提供全面的保障。

一、穿堤涵閘滲透變形現(xiàn)象及產(chǎn)生原因

1穿堤涵閘滲透變形現(xiàn)象

通過歸納總結(jié)，穿堤涵閘滲透變形現(xiàn)象主要體現(xiàn)在四個(gè)方面，分別是：

1.1 涵洞洞身段的漏水現(xiàn)象

現(xiàn)狀穿堤涵閘大多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，分縫長(zhǎng)度約10-15m，分縫連接處采用止水，涵洞沿段段漏水現(xiàn)象的發(fā)生主要是由于接頭止水破壞后失效，滲流流徑變短，洞涵底滲流與側(cè)向繞滲連接到一起最終導(dǎo)致接縫處出現(xiàn)漏水問題。

1.2 背水坡出現(xiàn)滲水現(xiàn)象

在堤防外江水位不斷提升后，堤防內(nèi)外水位差增大，堤防自身存在滲流現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為：堤內(nèi)坡腳處的土壤會(huì)逐漸潮濕，土壤的顏色逐漸加深，最終出現(xiàn)滲水問題，由于滲水使土壤變得潮濕無法被帶走，因此土壤的潮濕面積會(huì)不斷增大，繼而使堤防土壤變軟，最終導(dǎo)致堤坡脫落等嚴(yán)重事故的發(fā)生。此外，如果滲漏出口處缺少保護(hù)層，在滲漏量不斷增加的前提下，還會(huì)帶出土粒繼而形成孔穴，最終使?jié)B漏部位形成一個(gè)整體。

1.3 穿堤涵閘與土壤接觸面的滲漏現(xiàn)象

這種問題是由于堤防外江水位不斷提升，穿堤涵閘長(zhǎng)期處于浸泡狀態(tài)下，其與土壤接觸面出現(xiàn)的滲漏問題。特別是在堤防背水坡出口處常發(fā)生集中滲流，并由于土粒的流失，造成空洞，最終導(dǎo)致滲漏問題的發(fā)生。

1.4 穿堤涵閘地基出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象

這種現(xiàn)象是由于堤防外江水位的不斷提升，對(duì)于地基的滲透水壓力不斷增加，繼而導(dǎo)致的滲漏問題。通常來講，如果穿堤涵閘的地基類型是單層均質(zhì)砂土，那么滲水的現(xiàn)象會(huì)從正常轉(zhuǎn)為不正常，而且在堤內(nèi)的地基表面會(huì)出現(xiàn)翻水帶砂的情況，最終出現(xiàn)滲漏通道；如果穿堤涵閘的地基屬于雙層結(jié)構(gòu)，而且不透水層厚度又較薄標(biāo)，則會(huì)在堤內(nèi)地基表面出現(xiàn)滲流頂穿的問題，并且隨著滲漏量的增加還會(huì)出現(xiàn)清水，如果在后期發(fā)現(xiàn)渾水，則證明出現(xiàn)了嚴(yán)重的土壤流失以及管涌等問題。此外，如果穿堤涵閘涵洞或者底板等基礎(chǔ)出現(xiàn)了滲透問題，極容易導(dǎo)致基礎(chǔ)被掏空，最終使建筑物沉陷。

2 穿堤涵閘出現(xiàn)滲透變形的主要原因

上述滲透變形現(xiàn)象發(fā)生的主要原因就是破壞了堤防土體的穩(wěn)定性，繼而造成了滲漏問題的發(fā)生。由于在筑堤過程中進(jìn)行了就地取材，難以取得粘壤土，因此現(xiàn)階段很多穿堤涵閘的地基都以單層透水地基以及黏土粉土層為主，下部則是砂層或者砂礫層的結(jié)構(gòu)。此外，由于穿堤涵閘的兩端部位相對(duì)透水，因此在外江水位不斷上升時(shí)，會(huì)從外江繞流到堤內(nèi)側(cè)，繼而形成三向滲漏現(xiàn)象，特別是在沿水流方向穿堤涵閘較窄且較長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致堤防局部出現(xiàn)較大滲流，嚴(yán)重威脅到堤內(nèi)的穿堤涵閘，并且進(jìn)一步加劇滲透問題，并造成嚴(yán)重的破壞。

造成滲透變形問題的主要原因就是滲透比降升高、滲透壓力過大并且滲透流速較大，超出了最大允許值后，滲透帶走了局部位置的土粒，繼而形成集中滲透通道或者沖起成塊的土體。此外滲透比降、壓力以及流速等還與地下輪廓線形式、側(cè)向防滲形式以及防滲長(zhǎng)度等參數(shù)有著密切的關(guān)系，也有可能是防滲輪廓形式不合理或者是防滲長(zhǎng)度過短造成的滲漏破壞。施工過程中的主要影響因素有三方面，分別是：設(shè)計(jì)人員未對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際考察，設(shè)計(jì)不符合實(shí)際情況，并且設(shè)計(jì)方案不完善，給工程項(xiàng)目留下了安全隱患；在施工過程中未進(jìn)行嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制，導(dǎo)致施工質(zhì)量存在問題，給日后的使用留下了隱患；日常養(yǎng)護(hù)工作不到位，并未及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程缺陷，未進(jìn)行補(bǔ)救，導(dǎo)致工程隱患的進(jìn)一步惡化，在長(zhǎng)時(shí)間使用的前提下，降低了建筑物的運(yùn)行性能。

二、穿堤涵閘滲透變形的主要加固技術(shù)

根據(jù)上述歸納、總結(jié)的穿堤涵閘滲透變形的主要原因，擬分別采取下列三種方法進(jìn)行加固，分別是加長(zhǎng)涵洞、構(gòu)建反壓工程以及建筑防滲帷幕。上述三種加固技術(shù)都存在一定的不足，因此我們要根據(jù)實(shí)際情況，有目的的選擇加固技術(shù)，保證更好地加固效果。

1加長(zhǎng)涵洞

加長(zhǎng)涵洞指的是接長(zhǎng)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(zhǎng)滲流路徑。這種加固技術(shù)主要適用于地基較深并且透水性較強(qiáng)的地基形式，如果應(yīng)用在地基較淺并且透水性較強(qiáng)的情況，則需要延長(zhǎng)防滲長(zhǎng)度，并且采取減排減壓的方式進(jìn)行輔助，這不僅會(huì)對(duì)日后的檢修、清淤工作帶來極大的難題，還會(huì)大幅度增加工程造價(jià)，因此我們提倡針對(duì)性的選擇應(yīng)用該加固技術(shù)。

2構(gòu)建反壓工程

反壓工程指的是在穿堤涵閘的堤內(nèi)側(cè)建造反壓閘，一邊在汛期能夠在反壓閘與穿堤涵閘之間進(jìn)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(shù)的使用具有一定局限性，在汛期出現(xiàn)高水位時(shí)，即使安裝有反壓閘，也會(huì)發(fā)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(gè)反壓壩，工程造價(jià)較高?？傊?，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(xiǎn)工程，而且為了減少對(duì)排澇、農(nóng)田等的影響，還需要在汛期過后即可拆除，因此說，對(duì)于汛情反復(fù)發(fā)生的沿河地區(qū)，不適用這種防滲加固技術(shù)。

3建立防滲帷幕

在部分透水性較強(qiáng)，并且地基較淺的情況下，我們可以通過建設(shè)防滲帷幕的方式截?cái)鄰?qiáng)透水層，以實(shí)現(xiàn)良好的防滲加固目的。這種加固技術(shù)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(jià)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(shù)在地基較厚的情況下，無法完全截?cái)鄰?qiáng)透水層，這樣就給工程施工質(zhì)量控制帶來了極大的難度，在增加工程造價(jià)的同時(shí)，達(dá)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(shù)，我們需要對(duì)滲流出口附近的低端進(jìn)行反濾護(hù)砌，以實(shí)現(xiàn)防滲帷幕加固壓力的提升。

三、結(jié)論

綜上所述，作為堤防工程中的重要組成，穿堤涵閘具有極為重要的防洪與排澇意義，但是受限于汛情、地基等因素，經(jīng)常出現(xiàn)滲透變形現(xiàn)象，危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此我們必須對(duì)其滲透變形原因進(jìn)行全面的分析，繼而針對(duì)性的采取加固技術(shù)，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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