堤坝中的穿堤涵闸外围防渗分析及加固
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【摘 要】近几年，我国经济发展迅速，水利工程为我国发展做出了很大贡献。穿堤涵闸主要由贯穿堤坝的排水涵洞和分置于涵洞进出口处的防洪闸门所组成。穿堤涵闸在使用的过程中容易受到多种因素的侵袭而导致穿堤涵闸遭受一定的破坏，不同的影响因素将会对穿堤涵闸的运行产生不同程度的影响。在众多的影响因素中，穿堤涵闸外围渗透所导致的穿堤涵闸损坏现象较为突出和常见。
【关键词】堤坝;穿堤涵闸;外围防渗;加固
引言
土筑堤坝是应用于我国防洪堤坝中的一种堤坝形式，土筑堤坝建造简单、成本较低，并能取得较为良好的防洪效果，因此在我国堤坝建筑中应用较多也较为广泛。在土筑堤坝的应用中容易受到河水渗透侵袭并导致堤坝稳定性下降。穿堤涵闸作为土筑堤坝中的重要组成部分，其是否能正常运行直接影响着堤坝的使用性能。由于受土筑堤坝自身结构和材料特性的影响其抗渗性较差，外围渗透形成管涌，从而毁堤溃坝。在穿堤涵闸的应用中，需要积极做好穿堤涵闸的防渗加固工作，保障穿堤涵闸安全、可靠地运行。该文将以某土筑堤坝中的穿堤涵闸为例，对穿堤涵闸外围渗透给穿堤涵闸所造成的破坏进行分析，并就如何做好穿堤涵闸的防渗加固进行阐述。
1穿堤涵闸的渗透破坏问题
1.1穿堤涵闸地基部分出现渗漏
穿堤涵闸地基部分长期浸泡在水中，加之外江水水位上升对地基造成极大的水压力，如地基防渗处理不到位，将导致穿堤涵闸的地基出现渗漏现象。一般来说，如果穿堤涵闸的地基结构为单层均质砂土，穿堤涵闸地基渗水将会对地基造成较大的危害，进而影响到穿堤涵闸的正常运行。单层均质砂土的穿堤涵闸地基在渗水作用下，会出现翻水带砂的情况，严重时会造成渗透管涌。如果穿堤涵闸的地基结构采用的是双层结构，但是其防水层较薄，穿堤涵闸地基产生渗水则表现为清水，如发现穿堤涵闸地基渗水呈现出浑水，则意味着穿堤涵闸的地基部分发生了严重的透水问题，对穿堤涵闸的安全运行造成了极大的危害。
1.2涵洞裂缝或是涵洞老化破损所导致的渗漏
对于一些使用年限较长的土筑堤坝与穿堤涵闸，其在长期的使用过程中穿堤涵闸的涵洞老化破损并导致自身防渗效果下降，尤其是水流通过涵洞及入口两端的砌体裂缝渗入穿堤涵闸外围致使位于穿堤涵闸涵洞外围的纵向与横向渗流汇合进而导致大面积的渗透病害，严重影响穿堤涵闸的安全使用。
2造成穿堤涵闸产生渗透破坏的原因
造成土筑堤坝中的穿堤涵闸产生渗透破坏的主要原因在于堤坝两侧存在着极大的水位差，在水压力的作用下水流将渗透入土体并容易导致渗流破坏。尤其是在一些建造时间较长的土筑堤坝中由于土筑堤坝自身结构与施工工艺的缺陷更容易产生渗漏病害。在穿堤涵闸与土筑堤坝的接触部分，由于受空间等因素的限制无法大规模的使用机械设备致使穿堤涵闸外围的填筑土体的密实度不足，土壤之间的间隙较大，水流容易通过间隙，造成管涌或是流土现象，影响穿堤涵闸使用的稳定性与可靠性。
3做好穿堤涵闸外围土体的防渗加固
穿堤涵闸外围土体所形成的渗透破坏对于穿堤涵闸的安全运行影响较大，为保障穿堤涵闸的安全运行需要积极做好穿堤涵闸的防渗加固。在穿堤涵闸外围的渗透路径多集中在穿堤涵闸涵洞两侧，因此应当采取有效措施做好穿堤涵闸涵洞两侧的防渗加固，针对穿堤涵闸涵洞两侧的防渗加固可以分为应急处理和系统治理2种处理方法，应急处理主要是通过对穿堤涵闸出口端（迎水坡）进行处理用以降低穿堤涵闸所受到的渗透破坏。而系统处理则是通过对穿堤涵闸涵洞进出口两侧及其他一些易渗透部位采取措施进行系统性的防渗加固，保障穿堤涵闸的安全运行。在对穿堤涵闸进行应急防渗加固中可以采用以下的防渗加固方法。
3.1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。
3.2换土回填处理法
由于穿堤涵闸涵洞外围渗透主要是由于土壤密实度不够导致的，可以通过采用明挖换土法将穿堤涵闸外围的土体用混凝土类、填夯灰土筑底并在上层覆盖回填黏土即可。这一处理方法能够打破或是截断在土筑堤坝中江水渗漏的管径，对于预防穿堤涵闸外围渗透有着极为良好的应用效果。
3.3挖孔桩换土回填法
这一方法其基本原理与明挖土回填处理法基本相同，不同的是无需对整个穿堤涵闸外围两侧进行开挖而是通过开挖桩孔并在桩孔中注入混凝土或是夯填灰土，用以截断或是阻隔穿堤涵闸外围两侧的渗漏。相较于明挖换填土其施工更加简单、成本更低。
3.4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。
3.5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。
3.6加注混凝土截水墙
针对穿堤涵闸外围渗漏问题可以在穿堤涵闸出口端加筑混凝土截水墙用以破坏穿堤涵闸外围的渗透路径，降低渗透对穿堤涵闸所造成的破坏。除了采用应急处理方法外在对穿堤涵闸进行系统性防渗处理中可以结合穿堤涵闸的渗漏特点制定系统性的防渗方案，在穿堤涵闸外围的渗漏路径中构建起完善、系统性的防渗截流墙，保障穿堤涵闸的安全运行。
结语
构筑于土筑堤坝上的穿堤涵闸因外围渗透所造成的变形问题严重影响着穿堤涵闸的安全运行，为提高穿堤涵闸运行的安全性需要对土筑堤坝的穿堤涵闸外围做好防渗加固，以确保穿堤涵闸具有良好的防渗效果减少因渗透所导致的变形损坏。该文在分析渗漏对穿堤涵闸所造成变形损坏的基础上对如何做好穿堤涵闸外围防渗加固进行了分析介绍，通过防渗加固避免穿堤涵闸的渗透变形问题，保障穿堤涵闸的运行安全。
参考文献：
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（作者单位：湖北长江清淤疏浚工程有限公司）
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