水利工程堤围防渗加固施工实际探索

水利工程堤围防渗加固施工实际探索
发表时间：2019-04-11T15:59:14.297Z 来源：《基层建设》2019年第2期作者：胡毓芝
[导读] 摘要：由于我国大多数堤围水利工程中或多或少会存在填土疏松和抗渗透能力偏低的问题，但是，在河道中下游冲积平原地区的不同深度都会存在较强的透水层，这样就很容易导致管涌、漏渗等破坏现象的出现。

东莞市东莞大堤管理处广东东莞 523000
摘要：由于我国大多数堤围水利工程中或多或少会存在填土疏松和抗渗透能力偏低的问题，但是，在河道中下游冲积平原地区的不同深度都会存在较强的透水层，这样就很容易导致管涌、漏渗等破坏现象的出现。

因此需要进行水利工程堤围防渗加固施工，在进行堤坝防渗加固工程时，一定要根据具体地质条件，在确保质量的前提下，对多种方案进行比选，找出一种经济，安全的施工方案。

关键词：水利工程；堤围施工；防渗加固；施工技术
引言
堤防工程关系到社会的安稳、人民群众的生命安全，所以，堤围工程的防渗墙施工技术以及加固技术受到了水利界的高度重视。

一般堤围为防止堤身和堤基受渗流破坏，需采取防渗措施，主要达到的目的是：增强堤身和堤基的抗渗流破坏能力，减小渗流出逸坡降和降低堤坝浸润线，遵循“前堵、后排、中间截”的原则进行处理。

1 工程概况
广东省某堤围按防护中等城区、3 级堤防标准建设，以P=2% 标准设防，堤顶宽为8 m，外坡比为1：3.0，内坡比为1∶2.5。

原加固设计
方案没有堤围防渗任务，在水库下闸蓄水后，堤围堤身、堤基及围内地面、地下均出现了不同程度的渗漏、管涌破坏，影响到堤围和附近村庄房屋基础的安全，问题出现后，水利枢纽工程建设管理部对堤围的防渗透破坏作了初步的处理，主要是沿堤内坡脚挖掘反滤沟导渗，虽然起到了一定的防护效果，消除了堤身及基础进一步受渗透破坏的威胁，但是在高水位时堤基及围内低洼地带仍存在管涌和渗流现象，堤围仍然存在渗透破坏的危险，而且反滤导渗沟只能起到暂时作用，长远来讲反滤容易失效，还未能从根本上解决堤围的防渗透破坏问题。

2 水利工程堤围常用的防渗加固施工技术
2.1 堤外粘土铺盖
当堤基相对不透水层埋藏较深，透水层较厚，同时临水侧有稳定滩地的宜采用粘土铺盖防渗。

铺盖的长度和厚度通过计算确定，以确保延长的渗径满足堤坝的稳定要求。

在确定以铺盖加固的堤段范围时，应进行综合考虑，在满足防渗安全基础上进行经济比较，可充分利用堤外天然弱透水层作为防渗铺盖，在天然铺盖不足的部位采用粘土铺盖补强措施，确定方案时应查明天然弱透水层及下卧透水层的分布、厚度、级配、渗透系数和允许的渗透坡降等情况，对有堤身挡水部位，还应采用联合铺盖和粘土斜墙加固，以增加堤身防渗作用，确保铺盖达到设计要求。

2.2 堤基垂直防渗
堤基垂直防渗方式，可根据透水层的埋藏深度和防渗墙达到的深度的不同，分为封闭式、半封闭式和悬挂式 3 种。

封闭式防渗墙底伸入不透水层，防渗效果好，但切断了堤内外地下水的联系，改变了地下水环境，可能带来生态等一系列问题，一般堤围不值得推荐使用；悬挂式防渗墙仅对上部土层进行防渗，通过延长渗径来降低堤内水头、减小出逸坡降和降低堤身浸润线，但其效果相对较差，处理后仍会有一定渗透量；半封闭式防渗墙介于以上两者之间，即可有效降低堤内水头、减小出逸坡降和降低堤身浸润线，又不致于切断堤内外地下水的联系。

垂直防渗墙要深入砾砂层并且达到较深的残积土层，适合的方法有射水法造墙和高喷防渗墙技术等。

2.3 堤身压重
在堤身背水侧培土压重，加大堤身断面，控制浸润线不在堤坡上出逸。

要求堤坝背水面填筑的土料透水性比原堤身大，以符合“后排”的原则控制渗流。

堤身控制浸润线按1 ∶10，平工堤段按1 ∶8考虑压重体填筑。

压重体顶面高程高出背水堤坡的浸润线出逸点1.5 m，其顶宽一般为4~6m，边坡为1 ∶5。

当出逸点较高、修筑一级压重后不能满足要求时，可按多级修筑，以节省土方量。

2.4 堤内排水、减压井
一般是沿堤坡内脚埋设导渗沟和反滤体，导出由堤身和堤基渗透出来的水，同时利用专门排水泵或其它排水设施将水排除，以增加堤基和堤身的干爽度和稳定性。

对深层的基础渗透水辅以减压井排水，可起到较好的防渗透破坏作用。

3 水利工程堤围防渗加固方案的优化
3.1 堤内压重方案优劣势分析
根据堤围的实际情况，如采用堤内压重方案，则需要征用大量的堤内土地，而堤内土地为市区新兴开发区，土地征用拆迁费昂贵，工程建设成本较大，并且压重形成的大块护堤地影响到远期新市区的市政建设，从经济和美观角度考虑，初选方案时暂不考虑；比较堤内排水和减压井方案，由于下游的初溪水库蓄水，2.6 km 长的堤围堤段形成水库大坝常年蓄挡内外1.5~2.5 m 的水位差，而堤围基础地质防渗能力较差，常年的渗漏量很大，如单独采用堤内排水减压井措施，不能减少目前渗漏量大的现象，且常年的抽水不但费用高，而且给今后堤防的管理工作带来很大不便，因此该方法也不适用。

3.2 防渗加固施工方案的优化
综合比较和分析，本工程适用的防渗透处理方案为：在结合原反滤导渗排水沟和减压井排水的基础上，选用粘土铺盖、粘土斜墙和射水法垂直防渗墙方案可满足要求。

粘土铺盖、粘土斜墙方案施工简单、经济合理，适用于当地有良好防渗土料且堤外有滩地的堤段，如果地理条件许可，是值得首选的防渗方案；砼垂直防渗墙可完全满足堤基、堤身的防渗要求，垂直防渗效果好，适用于堤外无滩地填筑粘土铺盖的堤段，防渗墙的轴线位于堤顶中心线偏上游，在旧堤身内施工，墙顶高程与旧堤顶平齐，墙底高程根据不同堤段地质情况经计算确定，混凝土墙体有效厚度为25 cm，防渗墙整体渗透系数要求小于1×10-7cm/s，墙体允许渗透坡降 J 不小于 50，墙体混凝土强度不小于
15MPa，[J]=0.34。

桩号0+436~0+950 和1+984~2+650 段堤外主河床逼近堤脚，无滩地，如采取粘土铺盖的防渗方案，需要沿堤纵向筑围堰，基坑排水后再填筑粘土铺盖，或者初溪拦河坝开闸放水、降低增江河水位后再填筑粘土铺盖，经比较和分析，对初溪拦河坝开闸放水的施工方案涉及面广、实施难度大，总体上不经济；对以上堤段应在利用好原反滤导渗沟和减压排水井的基础上，采取堤外填塘固基及粘
土斜墙处理，同时以砼垂直防渗进行防渗处理。

4 新型搅拌桩防渗墙加固施工技术的应用
搅拌桩防渗技术就有造价低、工效高、成墙质量好等优点，不仅使闸、坝基础防渗能力得到有效的改善，还可以确保人们生命财产的安全。

搅拌桩防渗施工视乎的施工需要首先进行搅拌设备的定位和安装；其次，预搅下沉；然后，喷浆搅拌上升；最后，重复预搅下沉和上升以及清洗和移位。

在进行搅拌桩施工前，根据施工相关的要求，进行桩的试验，从而来确定搅拌桩的配比和施工中的各项参数等。

在进行搅拌桩的施工过程中，如果送浆管路出现堵塞或者机械故障问题，就需要停止喷浆作业。

在进行再次喷浆作业时，要求复桩的长度大于1米。

在进行下沉钻头钻进的过程中，要根据地质软硬的情况，对电流变化加以注意，做好及时调档工作。

在提升喷浆搅拌的过程中，要使用慢档进行提升，以此来确保搅拌的均匀性。

在进行喷浆时，施工人员要注意监控仪的变化，及时调整风压和阀门，从而确保送浆量能够满足施工的要求。

另外，要求现场的技术人员时刻监控喷浆桩的施工过程，这样就可以使桩长、桩身垂直度和掺水泥量等来满足施工的要求。

在进行搅拌桩防渗墙施工时，工作人员要对成桩的质量随时进行检查。

在进行人工开挖浅部桩头位置时，对成桩的直径要进行测量，然后目测搅拌的均匀性，如果出现问题就要及时地进行解决，确保施工的质量。

5 结语
通过堤围常用防渗措施的分析和比较，从堤围各堤段的实际地质和地理情况，有针对性地进行了探讨，确定其堤身和基础的防渗处理方案，所采取的措施可从渗透稳定和渗流量减小等方面达到堤防达标加固整治的要求，有关措施可作为类似堤防工程防渗加固参考。

参考文献：
[1]霍树强.水利工程堤围加固施工技术研究[J].河南建材，2018（03）
[2]谭卫恒.水利工程堤围加固的技术研究[J].江西建材，2016（12）
[3]徐勇.论搅拌桩防渗墙施工技术在堤围工程加固的应用[J].科技与企业，2015（17）。