堤防工程滲流控制淺析

【摘要】淮淠堤防全長130余公里，主要堤防為正南淮堤、張馬淠堤、壽西淮堤、牛尾崗堤、壽縣城墻、城南圈堤及二里壩攔洪堤。這些堤防工程沿河修筑，防線長，基礎差，堤身質量參差不齊，一旦失事，影響面廣，對堤壩的滲流控制應予以特別關注。現結合我縣實際，就堤防管理工作中出現的滲流控制問題進行簡要闡述。

【關鍵詞】堤防工程；滲流控制 ；措施

一、滲流控制的重要性

滲流控制是關系到水利工程安全、人民生命財產、工農業生產的大事。在水利工程中，地表水的沖刷破壞常會引人注意，也比較容易發現和挽救；而地下水的沖刷由于隱蔽性強，不能被人直觀看見，常被忽視，有時問題一經發現，會立即導致工程的破壞，難以補救。因此，一般水利工程受地下水滲流沖刷破壞常比地表水沖刷破壞較多且嚴重，而堤壩滲流問題尤為突出。

二、堤防工程滲流控制的特點

堤防軸線位置多系歷史形成和河勢控制決定，不能隨意選定防滲條件好的部位，且多修建在含有深厚透水層或軟土層的沖積平原上；由于堤身長期不擋水，容易產生干縮裂縫，粘性土堤身易出現蟻穴、獸洞；堤防工程的堤基多為沉積的沙質壤土、或層沙土，滲流穩定條件較差；堤身經歷年培修、養護，堤身填料及結構復雜，特別是防汛搶險加固，接縫多，就近取土，碾壓不實，質量較差，取土破壞了近堤地面的天然防滲作用；臨河堤側，受水流沖刷，淤沖無常，并受河床演變影響，難以布設防滲工程，或防滲工程造價高，效果不明顯，不經濟合理。堤防的特點導致堤防滲流控制措施必須截排結合，以排為主，既使是壓滲工程，也必須在排滲的基礎上進行壓滲。我縣淮淠堤防自確權劃界后大多都有護堤地，堤外灘地植樹造林，消減風浪，減緩流速，增加淤積，起到一定的鋪蓋防滲作用；堤內護堤地完整，部分堤防減壓設施完好，在汛期起到了較大的作用。

三、堤壩滲流破壞機理及類型

土壩破壞來源于水和其它外力的侵襲以及土體強度的不足，原因不同，發生的現象也有不同。

1、砂層地基的承壓水頂穿表層弱透水粉質壤土或淤泥的薄弱環節，發生局部集中滲流形成流土泉涌現象，并繼而向地基的上游發展成連通的管道。此時如果大管涌道失去拱的作用，堤壩即裂縫下沉而破壞，嚴重者還會在臨水側壩腳附近引起水流旋渦。對于土壩上游黏土鋪蓋的裂縫失效以及河堤臨水側的河水淘刷等不利因素，均能加速破壞。

2、背水坡腳大面積發生小泉涌的砂土沸現象，使坡腳軟化或受浮力后失去支承力而引起大滑坡。由于堤壩本身或地基的滲流，外部出口處的管涌開始逐漸將細粒帶走，直至坡面破壞。浸潤線滲點處的土粒首先被沖蝕沿坡面向下移動堆積于坡腳，逐漸在坡面形成局部凹陷和小溝；或沿壩底接觸面、壩體內的透水層形成集中滲流通道造成沖蝕破壞。

3、由于汛期水位驟降堤壩內孔隙水壓力變化而發生滑坡，多在下降水位的附近坍滑，如果臨水側受河水淘刷，則更容易造成滑坡。

滲流破壞是一種漸進的侵蝕破壞過程，發展過程取決于汛期洪水位和土體的滲透特性，研究滲透破壞機理時，必須綜合考慮土體結構特性及地下水流運動規律。

四、滲流控制的基本內容

滲流問題主要是建筑物及其地基與側岸的破壞和漏水，重點是土的滲透破壞或滲透變形，而引起破壞的內在因素則是滲流水的作用。因此需要通過探測來查明滲流的分布，或結合不同建筑物類型和發生滲流問題的部位，著重探明以下因素：滲流水頭線、滲流量、滲流位置、滲流類型。通過現場查看，確定制定滲流控制的措施。

五、堤防工程滲流控制措施

堤壩滲流控制的目的是減少壩基滲流壓力，保證壩基穩定。這里主要介紹根據我縣堤壩的特點而進行的滲流控制措施。

1、水平防滲與垂直防滲相結合。

水平防滲一般采用水平防滲鋪蓋，多由不透水的粘性土經碾壓而成，有的在重點部位鋪設土工布，以增強其防滲性能。垂直防滲主要有截水槽、混凝土防滲墻和帷幕灌漿三種形式，其作用是為了截斷透水層，實踐來看，垂直防滲比水平防滲效果要好。在具體的實施過程中應根據現場具體情況、經濟合理性分析、工后效果將水平防滲與垂直防滲相結合，使滲流控制更徹底。

2、上游防滲必須與下游排滲相結合。

我縣具體措施可在上游河床設鋪蓋或水平防滲，如黏土鋪蓋、混凝土護坡等；在中上游切斷強透水地基的垂直防滲，如截水槽、混凝土防滲墻、灌漿帷幕等；也可考慮向下游延伸滲徑長度或壓坡增厚，如加寬堤壩壓滲平臺的厚度和寬度?？偟拇胧┚褪巧嫌味?、中間截、下游排的原則。排滲可分水平和垂直，即水平排滲層與排滲溝、管、井相結合措施。

3、控制措施與地質條件相結合。

滲流控制方案的選擇，依賴于工程地質和水文地質條件，針對不同地質條件采用相對的控制措施。透水層深小于10-15m時，宜采用垂直防滲；透水層很深大于10-15m時，當漏水量不重要可以用水平防滲；透水層超過20m，采用混凝土防滲墻等措施防滲。雙層地基應盡量利用和整修上游的天然覆蓋層，如果深河槽局部覆蓋層已被沖刷，尚應以人工鋪蓋填補足夠長度。下粗上細的沖積層，在透水性顯著加大時，下游排水設備也宜設置豎井，豎井應通至強透水的下層。

4、反濾層保護

反濾層作用是濾土、排水，以增加滲流出口處土體的抵抗滲透變形的能力，反濾層一般是由二至三層不同粒徑的砂石料組成。層次與滲流方向正交，粒徑順水流方向由細到粗排列，材料分層粒徑級配具有嚴格的要求。在土壩土質防滲體（包括心墻、斜墻、鋪蓋、截水槽等）與壩殼或壩基透水層之間以及下游滲流出處，均需設置反濾層。反濾層的材料應為耐久、抗風化的砂石料。我縣正南淮堤加固工程中采用土工織物做反濾料，在日后的工程運用中及汛期亦收到了較好的效果。

在考慮使用何種滲流控制措施的同時，應對滲流控制措施進行經濟比選分析，確定最佳施工方案。

六、結語

從以上對滲流的分析可以看出，滲流問題是決定堤防安全與否的關鍵所在，因此在設計與施工中都必須對防滲措施予以充分重視。

作者簡介：張友奇，（1977、08），男，漢族，安徽省淮南市壽縣人，本科，現任安徽省淮南市壽縣淮河河道管理局工程股股長，研究方向水利工程。