关于穿堤涵闸发生渗透变形的原因分析与加固技术探讨

陈小平

(韶关市水利水电勘测设计咨询有限公司)

关于穿堤涵闸发生渗透变形的原因分析与加固技术探讨

陈小平

(韶关市水利水电勘测设计咨询有限公司)

近年来我国对水利工程的重视程度不断提升，特别是由于防汛工作直接影响到人们的生命和财产安全，因此国家也予以了更多的关注。鉴于这一现状，我们应对穿堤涵闸发生渗透变形的情况予以足够重视，通过彻底分析，找到其中的原因，并针对性的采取加固技术，保证防汛工作的质量，推动全社会的和谐、稳定发展。本文主要探讨中小型穿堤涵闸发生渗透变形的原因。

穿堤涵闸；渗透变形；原因；加固

前言

作为堤防工程中的重要组成部分，穿堤涵闸对于堤防稳定、防渗起着直接的影响，通常穿堤涵闸采用双向过流的形式，在外江内采用拍门控制，当堤内水位高于外江水位时，拍门打开，可排出堤内洪水；当外江水位高于堤内水位时，拍门自动关上，防止外江洪水进入堤内。近年来堤防设计越来越重视穿堤涵闸工程的作用及施工质量，但是仍旧存在穿堤涵闸渗透变形继而引发的事故。通过详细调查，发现部分穿堤涵闸无论是设计、施工还是投用后的管理都存在一系列的问题。因此需要进行全面、透彻的分析，找到各项诱发原因，保证堤防工程质量，为堤内人民群众的生命和财产安全提供全面的保障。

一、穿堤涵闸渗透变形现象及产生原因

1穿堤涵闸渗透变形现象

通过归纳总结，穿堤涵闸渗透变形现象主要体现在四个方面，分别是：

1.1 涵洞洞身段的漏水现象

现状穿堤涵闸大多采用钢筋混凝土结构，分缝长度约10-15m，分缝连接处采用止水，涵洞沿段段漏水现象的发生主要是由于接头止水破坏后失效，渗流流径变短，洞涵底渗流与侧向绕渗连接到一起最终导致接缝处出现漏水问题。

1.2 背水坡出现渗水现象

在堤防外江水位不断提升后，堤防内外水位差增大，堤防自身存在渗流现象，主要表现为：堤内坡脚处的土壤会逐渐潮湿，土壤的颜色逐渐加深，最终出现渗水问题，由于渗水使土壤变得潮湿无法被带走，因此土壤的潮湿面积会不断增大，继而使堤防土壤变软，最终导致堤坡脱落等严重事故的发生。此外，如果渗漏出口处缺少保护层，在渗漏量不断增加的前提下，还会带出土粒继而形成孔穴，最终使渗漏部位形成一个整体。

1.3 穿堤涵闸与土壤接触面的渗漏现象

这种问题是由于堤防外江水位不断提升，穿堤涵闸长期处于浸泡状态下，其与土壤接触面出现的渗漏问题。特别是在堤防背水坡出口处常发生集中渗流，并由于土粒的流失，造成空洞，最终导致渗漏问题的发生。

1.4 穿堤涵闸地基出现渗漏现象

这种现象是由于堤防外江水位的不断提升，对于地基的渗透水压力不断增加，继而导致的渗漏问题。通常来讲，如果穿堤涵闸的地基类型是单层均质砂土，那么渗水的现象会从正常转为不正常，而且在堤内的地基表面会出现翻水带砂的情况，最终出现渗漏通道；如果穿堤涵闸的地基属于双层结构，而且不透水层厚度又较薄标，则会在堤内地基表面出现渗流顶穿的问题，并且随着渗漏量的增加还会出现清水，如果在后期发现浑水，则证明出现了严重的土壤流失以及管涌等问题。此外，如果穿堤涵闸涵洞或者底板等基础出现了渗透问题，极容易导致基础被掏空，最终使建筑物沉陷。

2 穿堤涵闸出现渗透变形的主要原因

上述渗透变形现象发生的主要原因就是破坏了堤防土体的稳定性，继而造成了渗漏问题的发生。由于在筑堤过程中进行了就地取材，难以取得粘壤土，因此现阶段很多穿堤涵闸的地基都以单层透水地基以及黏土粉土层为主，下部则是砂层或者砂砾层的结构。此外，由于穿堤涵闸的两端部位相对透水，因此在外江水位不断上升时，会从外江绕流到堤内侧，继而形成三向渗漏现象，特别是在沿水流方向穿堤涵闸较窄且较长，会导致堤防局部出现较大渗流，严重威胁到堤内的穿堤涵闸，并且进一步加剧渗透问题，并造成严重的破坏。

造成渗透变形问题的主要原因就是渗透比降升高、渗透压力过大并且渗透流速较大，超出了最大允许值后，渗透带走了局部位置的土粒，继而形成集中渗透通道或者冲起成块的土体。此外渗透比降、压力以及流速等还与地下轮廓线形式、侧向防渗形式以及防渗长度等参数有着密切的关系，也有可能是防渗轮廓形式不合理或者是防渗长度过短造成的渗漏破坏。施工过程中的主要影响因素有三方面，分别是：设计人员未对现场进行实际考察，设计不符合实际情况，并且设计方案不完善，给工程项目留下了安全隐患；在施工过程中未进行严格的施工质量控制，导致施工质量存在问题，给日后的使用留下了隐患；日常养护工作不到位，并未及时发现工程缺陷，未进行补救，导致工程隐患的进一步恶化，在长时间使用的前提下，降低了建筑物的运行性能。

二、穿堤涵闸渗透变形的主要加固技术

根据上述归纳、总结的穿堤涵闸渗透变形的主要原因，拟分别采取下列三种方法进行加固，分别是加长涵洞、构建反压工程以及建筑防渗帷幕。上述三种加固技术都存在一定的不足，因此我们要根据实际情况，有目的的选择加固技术，保证更好地加固效果。

1加长涵洞

加长涵洞指的是接长低水位一端的涵洞，这样不仅能够起到更好地压渗效果，还能够有效延长渗流路径。这种加固技术主要适用于地基较深并且透水性较强的地基形式，如果应用在地基较浅并且透水性较强的情况，则需要延长防渗长度，并且采取减排减压的方式进行辅助，这不仅会对日后的检修、清淤工作带来极大的难题，还会大幅度增加工程造价，因此我们提倡针对性的选择应用该加固技术。

2构建反压工程

反压工程指的是在穿堤涵闸的堤内侧建造反压闸，一边在汛期能够在反压闸与穿堤涵闸之间进行注水，继而抵消一定程度的外江渗透水压力，但是这种技术的使用具有一定局限性，在汛期出现高水位时，即使安装有反压闸，也会发生渗透变形，而且反压闸的使用还需要在后面渠道修筑1-2个反压坝，工程造价较高。总之，反压措施只能够帮助穿堤涵闸安全度汛，并不能帮助消除熬制渗透变形的因素，而且反压坝主要是在汛期用作抢险工程，而且为了减少对排涝、农田等的影响，还需要在汛期过后即可拆除，因此说，对于汛情反复发生的沿河地区，不适用这种防渗加固技术。

3建立防渗帷幕

在部分透水性较强，并且地基较浅的情况下，我们可以通过建设防渗帷幕的方式截断强透水层，以实现良好的防渗加固目的。这种加固技术不仅能够取得较好的加固效果，而且它的土石方工程量也很少，工程造价非常低，施工周期较快，因此得到了一定程度上的推广，但是这种技术在地基较厚的情况下，无法完全截断强透水层，这样就给工程施工质量控制带来了极大的难度，在增加工程造价的同时，达不到理想的防渗效果。由于穿堤涵闸的外壁与防渗帷幕紧密相连，因此能够便于施工工作的开展，我们可以通过采用高压喷射施工的方式提高工作效率。最后，采用这种加固技术，我们需要对渗流出口附近的低端进行反滤护砌，以实现防渗帷幕加固压力的提升。

三、结论

综上所述，作为堤防工程中的重要组成，穿堤涵闸具有极为重要的防洪与排涝意义，但是受限于汛情、地基等因素，经常出现渗透变形现象，危及人们的生命财产安全，因此我们必须对其渗透变形原因进行全面的分析，继而针对性的采取加固技术，保障人们的生命财产安全。

[1]陆昊.浅析穿堤涵闸渗透变形的主要原因与应对措施[J].工程技术,2014(09),78-79.

[2]刘晶.刍议穿堤涵闸渗透破坏及其防治措施[J].建设管理,2016(11),23-24

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1007-6344（2017）02-0307-01