略谈水利工程中堤身堤基防渗处理的相关措施

摘　要：水利工程堤身堤基防渗处理方法较多，应该根据具体的情况，综合考虑环境、经济、土质等因素选择适合的处理方法。以下本文结合笔者工作经验谈谈堤身堤基的防渗处理方法。

关键词：水利工程；堤身防渗处理；堤基防渗处理
一、引言
　　概括地说来，堤防防渗加固的基本原则就是“上堵下排”。“上堵”，就是将渗流的入口堵住，比如，在堤防的上游安装防渗盖、修筑垂直防渗墙，等等；“下排”，就是给渗流一定的出路，通常采用“下排”的手段是因为“上堵”效果不太奏效，进而采用“下排”给予巩固以使堤基和堤身不会产生比较严重的渗透破坏，比如，在堤防的背水一侧贴坡排水、修导渗沟，或者是在堤防的下游部分修建减压井、减压沟，等等。
　　二、堤身堤基防渗处理方法
　　根据水利工程工具书籍以及地方堤防防渗资料记载，堤身的防渗处理方法和堤基的防渗处理方法分别可以总结出7种。
　　2.1劈裂灌浆法
　　这种方法的核心原理是堤防应力的分布规律。首先，运用一定的灌浆压力使堤防沿着轴线方向劈裂，然后，将合适质量的泥浆灌注到劈裂处。这样就可以形成连续的防渗帷幕，进而提高堤身的防渗能力。考虑到经济和稳定性等方面，劈裂灌浆的孔距一般设置在10厘米左右，如果在堤段弯曲部位，孔距则应该视情况而适当缩小。由于沙性较重的堤身没有足够的弹性的原因，劈裂灌浆法一般不适用于沙性较重的堤身防渗。
　　2.2砂砾料贴坡排水法
    这种方法的一般步骤为：首先，清除背水侧坡面的草根石子，而且需要注意的是，清除的深度不应小于30厘米，然后，喷射除草剂，最后在背水坡面按顺序铺设20厘米厚的粗砂、20厘米厚的小石子、20厘米厚的大石子、30厘米厚的块石。这样可以达到护坡的目的。砂砾料贴坡排水法适用于堤身土体沙性较重的场所。
　　2.3土工织物贴坡排水法
　　这种方法与砂砾料贴坡排水法相似。第一步，清除背水侧坡面的草根、石子；第二步，在背水侧坡面铺设一层透水土工织物；第三步，在透水土工织物上依次铺设50厘米厚的粗砂、30厘米厚的块石。这种方法同砂砾料贴坡排水法一样适用于堤身土体沙性较重的情况。
　　2.4复合土工膜防渗法
    这种方法的大致流程是：(1)清除掉临水侧坡面的草根、石子，并且清除神度不小于30厘米，(2)喷射除草剂，(3)铺设厚度在10厘米以上的细砂，(4)洒水、铺平，将一层复合土膜铺设在坡面之上，(5)在复合土膜上铺设一层10厘米以上的细砂，(6)布设堤防护坡工程。复合土工膜防渗法适用于堤身临水侧滩地狭窄或堤身附近黏土缺乏的场所。如果堤身复合土工膜接堤基垂直防渗墙,那么堤身和堤基的防渗效果都较好。
　　2.5透水压浸平台法
　　这种方法的特点是在堤坡的背水侧填筑透水性比堤身大的材料。一般情况下，透水压浸平台应高出堤身渗透破坏处至少1米，透水压浸平台顶宽大约2～4米，坡度大约1：3～1：5。应用透水压浸平台可以增大堤身的断面，从而可以延长堤身的渗径到达稳定堤身的效果。透水压浸平台法一般适用于堤身渗透破坏范围较广、堤身断面单薄、背水侧堤坡较陡、外滩比较狭窄的场所。特别的，比如填筑透水压浸平台的材料透水性大，则透水压浸平台的断面可取小一些；填筑透水压浸平台的材料透水性小，透水压浸平台的断面应取大一些；如果堤身较高时,则可以采用两级或多级压浸平台。需要注意的是，在填筑压浸平台之前,应清除堤坡上的草皮和杂物,清除深度一般为20厘米 ,并喷射除草剂。另外,填筑压浸平台时应注意分层压实。
　　2.6垂直铺塑法
    这种方法是：用开槽机在堤顶沿着堤轴线方向开槽，然后在槽中铺设复合土工膜，最后在复合土工膜两侧用黏土回填槽口。垂直铺塑法要求复合土工膜有足够的厚度和强度。如果复合土工膜的底部深入至堤基相对弱透水层中,则可兼顾堤基防渗。
　　2.7黏土斜墙法
　　这种方法的施工步骤是：将临水侧堤坡挖成台阶状,然后在其上部铺填一层防渗黏性土,黏性土的铺填厚度一般不得小于2米 ,且铺填时应分层压实。黏土斜墙法适用于堤身断面尺寸较小且堤身临水侧有足够滩地的场所。
　　三、堤身的防渗处理方法
　　3.1加铺盖法
    在临水侧加铺盖可以延长渗径，减小水力坡降。当临水侧有稳定的滩地时，可以采用黏土铺盖透水堤基或上覆浅层弱透水层的透水堤基，铺盖的长度不应小于100米。但是，如果临水侧表层土体的渗透系数远远小于深部地层土体的渗透系数时，铺盖的防渗效果不佳。
　　3.2帷幕灌浆法
　　这种方法十分简单：在堤防迎水侧堤基打孔，并用压力灌浆以堵塞堤基中大的渗漏通道，进而减小渗透流量。一般适用帷幕灌浆法的堤基多为透水层较浅的堤基。
　　3.3排渗井法
　　这种方法为了降低堤内覆盖层的承压水头，于是在背水侧打孔，这样可以有效防止管涌的发生。
　　3.4加重盖法
    这种方法是在背水侧增加盖重，目的是削减背水侧出流水，,防止堤基渗流对表层土产生渗透破坏，进而增加背水侧土体的抗浮稳定性,此外还可减小出逸比降。采用背水侧增加盖重的方法适用于覆盖层较厚且下卧强透水层较深的堤基。另外,对于透水堤基也可采用该方法予以处理。需要注意的是：加重盖时，使用土料的透水性应大于或等于原地面土料的透水性。太长的重盖应与减压井或减压沟联合使用。
　　3.5土工膜法
    这种方法一般适用于透水层较薄的堤基。这方法的具体步骤是：先采用开槽机开槽，然后将土工膜置入槽中，再在两侧灌入黏土进行堤基垂直防渗。与其他垂直防渗措施相比，该法经济实惠。,当然,采用土工膜进行垂直防渗也对水文地质条件有一定要求。比如，当堤基中存在有大量的块或纯中粗砂时，一般不宜采用土工膜进行垂直防渗。另外,如果堤基地下水位较高、施工场地地基很软，致使施工设备不能放置或放置后带负荷工作时地基不能承受其压力,也不能采用土工膜进行垂直防渗。
　　3.6减压沟法
    这种方法适用于覆盖层较薄的情况。减压沟应该深入透水层以下1米的地方。减压沟填入透水性能较强的砂石料才能保证减压效果，并且颗粒分布应下粗上细。减压沟的布设形式最好为暗沟，因为明沟易受风沙和地表水的影响而发生堵塞，另外暗沟维护也比较方便。需要强调的是，由于粉细砂容易使排渗井和减压沟发生淤堵，所以对于透水层为粉细砂的堤基，采用排渗井和减压沟进行堤基防渗效果较差。
　　3.7垂直防渗墙法
　　这种方法 是利用专用机具在堤基中建造槽孔，并且用泥浆固壁，然后在槽孔中填充相关的混合物，从而形成连续的防渗体。
　　垂直防渗墙的结构形式有三种：
　　(1)悬挂式防渗墙。悬挂式防渗墙的底部位于相对强透水层中，因此对堤基防渗效果不明显。黄河干流的一些堤段的堤基主要由透水性较强的沙性土组成, 所以涂层比较单一，此外，局部夹有黏性土层，上部黏性土覆盖层厚度较小，沙性土下无相对弱透水层，鉴于此种情况，防渗墙只能位于透水性较强的沙性土中。
　　(2)半封闭式防渗墙。半封闭式防渗墙穿过相对强透水层，进入相对弱透水层。而相对弱透水层下面还有相对强透水层。一般而言,这种方法用于解决堤基渗透稳定性的问题。其防渗效果主要取决于相对弱透水层的厚度及连续性、相对强透水层的厚度、相对强透水层及相对弱透水层各自的渗透系数、江河泓切割情况等因素。这种反复发的优点是：由于半封闭式防渗墙没有隔断墙内外地下水的通道,因此对周围的生态环境几乎没有影响。
　　(3)全封闭式防渗墙。全封闭式防渗墙穿过相对强透水层,其底部也进入相对弱透水层中，而相对弱透水层以下无相对强透水层。全封闭式防渗墙的底部一般深入到透水性较弱的基岩或深厚的黏土层中。
　　四、结语
　　总之，堤身堤基的防渗处理是一种比较常见的工程。根据资料提供的信息统计，由于渗透而造成的险情占据防洪险情总数的65%以上。实际上，堤身破坏可能造成诸如漏洞、接触冲刷、散浸、跌窝等情况，而堤基渗透破坏则会造成管涌的现象出现。在进行堤防防渗加固的工作之前，必须首先了解渗透破坏的类型；其次分析产生破坏的原因；再次比较拟草的解决方案；最后找出符合经济条件的防渗加固措施进行施工。
参考文献:
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