試論堤防及病險堤壩綜合治理技術(shù)

劉潤東

摘 要：由于河堤大多為土壩結(jié)構(gòu)，其滲漏隱患復(fù)雜多變，對堤防滲漏隱患探測技術(shù)的困難很大并且標(biāo)準(zhǔn)要求很高。本文介紹了我國堤壩構(gòu)造特點，分析了堤壩滲漏隱患種類及特點、堤壩出險形式，提出了病險堤壩的綜合治理技術(shù)，以與同行共商榷。

關(guān)鍵詞：堤防；病險堤壩；綜合治理；技術(shù)方法

近年來，我國對病險堤壩的加固，已經(jīng)創(chuàng)造了十幾種比較成熟的技術(shù)，可以針對病險堤壩的具體情況，酌情選用，進(jìn)行綜合治理。病險堤壩處理技術(shù)方案的確定，是前期工作的主要內(nèi)容，必須在充分掌握地質(zhì)、水文、當(dāng)?shù)夭牧虾凸こ痰牟‰U歷史、運行情況的基礎(chǔ)上，進(jìn)行充分研究論證，作出科學(xué)全面的可行性研究報告。

1 我國堤防構(gòu)造的特點

我國堤防修筑年代久遠(yuǎn)，有的堤防從宋代起已經(jīng)開始修筑，至今已有800多年歷史。堤身經(jīng)歷次填筑，土料就地取材，填土不勻，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常有樹根、秫秸等物埋入堤內(nèi)，天長地久，腐爛成隱患。此外，我國堤防絕大多數(shù)由人工填筑，有的經(jīng)人工夯實，有的甚至未經(jīng)夯實，堤身密實度低，普遍存在缺陷，病害種類繁多。堤防修筑前未作基礎(chǔ)處理，基礎(chǔ)薄弱。堤防基礎(chǔ)一般為二元結(jié)構(gòu)，即上層為幾米到十幾米厚不透水的覆蓋層；下層為十幾米到幾十米厚透水的沙礫石層和細(xì)沙層。堤防建在覆蓋層上，二者成為一體，像是一座擋水墻浮在透水的沙礫石上。

2 堤防隱患（缺陷）分類與特點

2.1堤防隱患（缺陷）分類

2.1.1洞：蟻穴、鼠洞、爛樹根、塌陷產(chǎn)生的空洞以及淺層基礎(chǔ)內(nèi)細(xì)顆粒土被沖走形成的孔洞等.

2.1.2縫：縱縫、橫縫、斜縫、隱蔽縫、開口縫等。

2.1.3松：密實度低（孔隙率大）或填料為沙土等。

2.2 堤防隱患的特點

2.2.1 我國堤防長，隱患分布范圍廣，深淺不知，位置不定，在堤防表面難以發(fā)現(xiàn)。

2.2.2 隱患種類多。堤身內(nèi)可能存在第3節(jié)所列多種形式缺陷。基礎(chǔ)內(nèi)細(xì)顆粒土被沖走，形成滲漏通道；黏土基礎(chǔ)經(jīng)水長期浸泡強(qiáng)度降低。

2.2.3 與堤身的體積大小和埋深比較，缺陷的體積小，增加探測難度。

2.2.4 缺陷種類和性質(zhì)未知。

2.2.5 缺陷部位的物理特性與周圍的正常部位相差無幾。

2.2.6 缺陷部位的某些物理參數(shù)值小于周圍正常土體的物理參數(shù)值，周圍正常土體的物理特性掩蓋了異常體，探測時，形成放射醫(yī)學(xué)上稱謂的“陰性掃描”。與異常部位特征強(qiáng)的“陽性掃描”或勘探對象性質(zhì)與圍巖不同的物探比較，堤防隱患探測的困難大很多。

3 堤防出險的表現(xiàn)形式

3.1漫頂。當(dāng)洪水位高于堤頂時，發(fā)生漫頂。為防止漫頂發(fā)生，修筑子堤擋水；

3.2管涌。常發(fā)生在堤腳和基礎(chǔ)處，由于水流沖刷帶走細(xì)顆粒土，留下礫石形成滲漏通道，或在堤內(nèi)挖魚塘、種水稻等破壞了覆蓋層，使地下高壓水上冒，形成管涌。管涌較少發(fā)生在堤身處，有時生物洞穴造成堤身管涌。

3.3散浸。由于堤身為沙土，密實度小，滲透系數(shù)大，高洪水位時，堤身內(nèi)浸潤線抬高，水由堤內(nèi)坡滲出，形成散浸。

3.4滑坡。有基礎(chǔ)的原因，也有堤身的原因。基礎(chǔ)的細(xì)顆粒土被水沖走或黏土基礎(chǔ)經(jīng)水長期浸泡，強(qiáng)度減弱，承受不住堤身壓力，產(chǎn)生滑坡。堤身內(nèi)存在裂縫或經(jīng)水長期浸泡，內(nèi)摩擦力降低，也可能出現(xiàn)滑坡。

3.5崩岸。形成崩岸的原因復(fù)雜，因出險堤段不同而異，目前對崩岸原因有不同解釋。洪水期，出現(xiàn)水下頂沖崩岸，有可能掏空堤基，十分危險。近年來，洪水退后，出現(xiàn)多處嚴(yán)重崩岸，河灘后退，嚴(yán)重威脅堤防安全。

3.6裂縫。基礎(chǔ)不均勻沉降、滑坡等原因使堤身產(chǎn)生裂縫。

3.7塌陷。由于堤身存在大蟻穴等缺陷或基礎(chǔ)沉降形成塌陷。

4 病險堤壩綜合治理技術(shù)

4.1堤壩壩體處理技術(shù)。堤壩壩體的病害多表現(xiàn)為滲透破壞和變形破壞。產(chǎn)生滲透破壞的原因主要是在堤壩填筑時，碾壓不實、土體疏松或堤壩老化失修，使壩體某些部位抗?jié)B坡降降低，壩后出流部位殘留過大的剩余水頭，侵蝕土體。

4.1.1劈裂灌漿是堤壩體加固的最好方法之一，在我國已運用了20多年，處理病險水庫已達(dá)200余座，堤防2000余km。土壩壩體劈裂灌漿已由原來的中低土壩向高土壩發(fā)展，在大壩滲透破壞嚴(yán)重的情況下，配合其他應(yīng)急措施，利用特殊工藝，可以實現(xiàn)快速劈裂，10～13d就可形成帷幕，初步解決土壩壩體的滲透穩(wěn)定，以后再逐步加固。

4.1.2振動沉模防滲板墻技術(shù)是治理江河、湖泊堤防普遍存在的滲漏隱患的一項垂直防滲新型施工技術(shù)。采用先進(jìn)的雙模板沉模灌漿新工藝，形成的板墻具有連續(xù)無接縫、無開叉等優(yōu)點。它除形成一道防滲板墻帷幕外，對板墻兩側(cè)一定范圍內(nèi)的土體還有擠壓密實作用。既可保證工程質(zhì)量，又能節(jié)約工程成本。

4.2覆蓋層處理技術(shù)。壩下覆蓋層多是洪水沖積形成，一般顆粒比較粗，筑壩以前必須做防滲處理。大多采取槽孔式混凝土連續(xù)墻處理。一種是將混凝土連續(xù)墻一直澆至壩頂，混凝土澆筑量較大；第二種方法需放空庫水，利用高壓噴射灌漿技術(shù)重做覆蓋層防滲體系是一較好的方法。它的優(yōu)點是工程造價低，施工速度快，不需要開挖，不破壞壩體，不需要放空庫水，只要根據(jù)設(shè)計的防滲體范圍鉆孔噴漿營造防滲體即可。

4.3接觸帶處理技術(shù)。壩下接觸帶包括河槽段、岸坡段截水槽與基巖的接觸帶、壩體內(nèi)防滲土體和剛性建筑物的接觸帶等。多采用壓力灌入水泥漿的辦法，但有的情況，尤其是在小裂隙比較發(fā)育的花崗巖或一些火成巖地基時，此辦法效果并不好。原因是注漿時用套管封孔，阻漿面積太小，壓力水泥漿的流竄方向和數(shù)量不好控制。接觸帶的防滲水泥灌漿，不僅未解決好接觸帶的漏水問題，反而由于壓力水泥漿自基巖裂隙中竄出，沿壩軸線附近劈開了壩體，在壩體內(nèi)形成剛性水泥板。

4.4堆石面板壩處理技術(shù)。一是自壩頂建造混凝土防滲墻；二是進(jìn)行綜合技術(shù)加固。綜合技術(shù)方案包括壩前坡面防滲、部分堆石體加固和周邊處理等。壩面的防滲材料一般采用復(fù)合土工膜，它的優(yōu)點是能滿足物理、力學(xué)要求，抗?jié)B性能好，適應(yīng)變形能力強(qiáng)，造價便宜。

4.5壩下基巖巖溶的處理技術(shù)。有些壩趾下基巖的漏水通道沒有封死，尤其在巖溶地區(qū)溶洞、裂隙發(fā)育，水庫建成蓄水后，由于高水頭的壓力，漏水大量增加，在與壩內(nèi)防滲體接觸部位極易發(fā)生沖蝕，危及大壩安全。配料灌漿技術(shù)對一些裂隙和溶洞比較大的地層，是一項科學(xué)、有效、經(jīng)濟(jì)的處理辦法。該方法是利用不同粒徑的塊石、碎石、粗砂等組成級配材料，顆粒大小可根據(jù)溶洞裂隙和流速的大小確定。放入溶洞、裂隙中的塊石能夠存得住，不被沖走，起到充填巖溶空隙、減小水流速度的作用。在注入的級配料中灌注壓力水泥漿，使級配料膠結(jié)在一起并和巖溶、裂隙的孔壁牢固結(jié)合，把洞穴堵死。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李爽.綜合防滲技術(shù)在堤壩防滲加固中的應(yīng)用.《科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新》.2014（03）.