水利工程防滲墻影響因素及應(yīng)用條件分析

潘科

【摘要】本文就不同結(jié)構(gòu)形式防滲墻的滲流控制效果影響因素進(jìn)行研究和分析，結(jié)合相關(guān)實例，指出各種結(jié)構(gòu)形式防滲墻的設(shè)計原則與應(yīng)用條件。

【關(guān)鍵詞】水利工程;防滲墻;效果;應(yīng)用條件

Hydraulic cut-off wall and application conditions influencing factors analysis

Pan Ke

（MWR IOC Zhangweinan liuzhuang brake managementJunxianHenan456250）

【Abstract】In this paper， research and analysis on the different structural forms of seepage cutoff wall control effect factors， combined with relevant examples， pointing out various forms of structure impervious wall design principles and application conditions.

【Key words】Hydraulic Engineering;Cutoff wall;Effect;Application conditions

1. 防滲墻的結(jié)構(gòu)形式

堤防加固工程中的防滲墻主要有三種結(jié)構(gòu)形式：即全封閉式、半封閉式和懸掛式，其中懸掛式的防滲墻底面通常位于相對強透水層中;全封閉式的防滲墻底面所在的相對弱透水層下面沒有相對強透水層。常情況下，這種全封閉式的防滲墻主要是位于基巖透水性比較弱或者強透水層中，對堤后的表層滲流不會造成影響。半封閉式的防滲墻則是指穿過相對強透水層，并進(jìn)入到相對弱透水層，成為一個統(tǒng)一的防滲結(jié)構(gòu)體系，在該結(jié)構(gòu)體系中，其相對弱透水層叫做防滲依托層，在其下面還存在著相應(yīng)的相對強透水層。在堤防加固工程中，若堤身其自身的質(zhì)量比較差，防滲墻可從堤頂來進(jìn)行布置，若堤身質(zhì)量比較好，或者對堤身采取了其他相關(guān)措施來加固的時候，其防滲墻可以從堤外腳來進(jìn)行布置。

2. 不同結(jié)構(gòu)形式防滲墻的防滲效果

2.1懸掛式防滲墻防滲效果。本文是基于雙層結(jié)構(gòu)堤基的條件下來研究懸掛式防滲墻防滲效果，若透水覆蓋層是2m 厚的粉質(zhì)壤土，其透水層厚為50cm，外灘的寬度分別為40m 與300m 的時候，其斷面的計算主要如下：第一，當(dāng)外灘寬度是40m 的時候，把防滲墻進(jìn)入到透水層的深度和透水層厚度之間的比作為防滲墻的貫入比，接著在不同貫入比的情況下計算滲流場，通過大量的實踐證明，防滲墻的下游附近滲流場的分布雖然有一定的改變，其自由面也相應(yīng)有所降低，但是防滲墻影響范圍比較有限，其堤后滲流狀態(tài)沒有什么明顯的改善。第二，通過數(shù)值計算結(jié)果，以此整理得出關(guān)于平臺腳的垂直出逸比降隨著防滲墻貫入比的變化曲線，該曲線被叫做貫入比—— 比降曲線，在這兩種外灘寬度下，懸掛式的防滲墻均會降低平臺腳的垂直出逸比降，當(dāng)其貫入比很小時，對平臺腳的垂直出逸比降影響也比較小。隨著貫入比的不斷增加，平臺腳的垂直出逸比降的降低程度就會逐漸的加大，只有當(dāng)貫入比接近100% 的時候，其平臺腳的垂直出逸比降才可能有所降低，同時堤基滲流狀態(tài)也會相應(yīng)有所改善。

2.2半封閉式的防滲墻防滲效果。設(shè)計半封閉式防滲墻的關(guān)鍵就是必須要有可靠的防水依托層和防滲墻形成一個防滲結(jié)構(gòu)，其中防水依托層的可靠性主要是取決于其自身的滲透性以及厚度。同時弱透水覆蓋層的滲透性與厚度、防滲依托層下的強透水層自身的滲透性、河泓切割情況與外灘寬度均在一定程度上影響半封閉式的防滲墻防滲效果。

（1）防滲依托層的影響。在防滲依托層厚為10m，表層的相對弱透水層厚為4m，其滲透系數(shù)是1×10-5cm/s，，河泓切割到第二層的強透水層底面且外灘的寬為40m 的條件下，對不同滲透系數(shù)防滲依托層所布置的半封閉式防滲墻的前后滲流場進(jìn)行模擬，通過大量的實踐證明，該防滲依托層自身的滲透性對于平臺腳的垂直出逸比降影響較為明顯，當(dāng)其滲透性比較低的時候，其出逸比降也相應(yīng)有所降低。當(dāng)防滲依托層的滲透系數(shù)是1×10-3cm/s 且其條件不變的時候，模擬不同厚度下其半封閉式的防滲墻滲流場的布置，通過對模擬情況的研究和分析，以及大量的實踐證明，隨著防滲依托層厚度的不斷增加，平臺腳的垂直出逸比降反而降低，說明防滲墻防滲效果以及其堤防自身的安全狀態(tài)和防滲墻依托層厚度有關(guān)。

（2）弱透水層覆蓋層的影響。相對于多元結(jié)構(gòu)的堤基而言，表層弱透水層的厚度與滲透性決定了地基的安全狀態(tài)，直接影響其防滲墻防滲效果，通過大量的試驗證明，當(dāng)覆蓋層比較厚時，防滲墻防滲效果容易滿足堤防工程安全狀態(tài)的相關(guān)要求，同時若其覆蓋層的滲透性比較高的話，其防滲效果就更易滿足設(shè)計需求。總而言之，當(dāng)覆蓋層的滲透系數(shù)比較大或者其厚度比較大的時候，這種半封閉式的防滲墻更容易滿足其滲控目標(biāo)。

2.3全封閉式的防滲墻防滲效果。只有防滲墻自身的防滲性能與厚度符合工程要求的時候，這種全封閉式的防滲墻防滲效果才能達(dá)到做好。因此，在設(shè)計階段，應(yīng)該明確其嵌巖的合理深度，基巖的完整性以及其滲透性，若基巖自身的滲透性比較低，滲流場分析結(jié)果就會顯示這種結(jié)構(gòu)防滲墻的防滲效果較好，但卻不能得出嵌巖深度的一個合理指標(biāo)。

3. 不同結(jié)構(gòu)形式的防滲墻應(yīng)用條件

3.1懸掛式防滲墻。懸掛式防滲墻主要是用于堤身裂縫的解決，對于處理因土質(zhì)、洞穴和填土密度非均勻性等所帶來的隱患有著非常顯著的效果，但是只有當(dāng)防滲墻的貫入比接近100% 的時候，才能有效改善堤基的滲流狀

態(tài)。從其滲流控制角度來講，這種懸掛式的防滲墻可用于加固堤身，在應(yīng)用過程中，可結(jié)合其實際地質(zhì)條件，并對其進(jìn)行分析和研究，從而得出防滲墻的貫入比——比降曲線，將此作為明確防滲墻深度的依據(jù)。endprint

3.2半封閉式防滲墻。半封閉式防滲墻應(yīng)該和多元結(jié)構(gòu)堤基共同構(gòu)成一個防滲結(jié)構(gòu)體系，這樣才能有效改善堤防工程的安全狀態(tài)。由于防滲依托層自身的埋深決定了其防滲墻的深度、施工難度以及工程量，當(dāng)其埋深越大，則工程量也就越大，可供選用的施工方法也容易受到限制，其工效就會越低，單價也就越高。因此，在應(yīng)用過程中必須要在合理的深度找到適合的防滲依托層。此外，評價半封閉式防滲墻技術(shù)的可靠性有兩個關(guān)鍵的因素，即防滲依托層的滲透性與厚度，對此，在應(yīng)用該技術(shù)

的時候，應(yīng)該根據(jù)堤防工程的實際施工情況，對其相關(guān)條件進(jìn)行計算，從而得出相應(yīng)的曲線，通過這些對應(yīng)曲線來評價防滲效果。

3.3全封閉式防滲墻。在設(shè)計全封閉式防滲墻的時候，其關(guān)鍵就是找到隔水層或者弱透水層來作為防滲底板，同時在勘探設(shè)計過程中，應(yīng)該明確防滲底板自身的埋深、滲透性和防滲底板的完整性，從而明確防滲墻的深度、施工難度以及工程量。

4. 堤防加固工程中防滲墻的實際應(yīng)用

在工程建設(shè)中，采用了上述結(jié)構(gòu)形式的防滲墻，要同時在施工過程中，通過建立完善的施工質(zhì)量保證體系和質(zhì)量檢測手段，對各種原材料的出廠合格證及性能檢測報告進(jìn)行嚴(yán)格審查;嚴(yán)格實行三檢制，確保每一道工序施工達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);及時組織業(yè)主、質(zhì)量監(jiān)督、設(shè)計、監(jiān)理及施工等有關(guān)單位對關(guān)鍵部位及隱蔽部位進(jìn)行工程聯(lián)合驗收。

參考文獻(xiàn)

[1]劉衛(wèi)華.高噴防滲墻在九江長江公路大橋跨堤堤防中的應(yīng)用[J].科學(xué)之友，2010，（20）：24～25.

[2]蘇進(jìn)鵬，孫敏.高壓噴射灌漿防滲墻技術(shù)在堤防除險加固工程中的應(yīng)用[J].中國科技信息，2009，（16）：67～78.

[3]王雪豐，韓才冬，吳松等. 復(fù)雜環(huán)境下堤防防滲加固工程中防滲墻結(jié)構(gòu)形式淺析[J]. 中國水運，2009，9（9）：195～196.

[4]廖伯營，付秋豹等. 射水法建造混凝土防滲墻在北江大堤加固達(dá)標(biāo)工程中的應(yīng)用[J]. 人民珠江，2009，30（4）：36～37.

[5]董莪，黃小蘭. 水泥土防滲墻技術(shù)在堤防加固工程中的應(yīng)用[J].武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2009，28（3）：116～119.

[文章編號]1619-2737（2014）10-30-730endprint