河道堤防除险加固的技术应用

河道堤防除险加固的技术应用

发表时间：2018-06-15T15:12:45.890Z 来源：《防护工程》2018年第4期作者：叶灼立[导读] 本文简要阐述了垂直铺塑防渗技术的特性，依据实际河道事例，对其技术应用措施进行分析探讨，为今后水利工程建设提供参考。

恩平市马山水库工程管理处广东恩平 529400 摘要：水利工程是利国利民的项目，河道堤防除险加固不仅具有蓄洪、泄洪的功能，而且还可以供水、发电，对于提升我国防洪抗涝事业发展有着不可磨灭的作用。本文简要阐述了垂直铺塑防渗技术的特性，依据实际河道事例，对其技术应用措施进行分析探讨，为今后水利工程建设提供参考。

关键词：防渗；河道；水利

前言

我国河流众多，河流的治理关乎到人们的生存和生产，关系国计民生，在进行河道规划建设过程中，有效的对河道堤防工程进行除险加固，将发挥水利工程兴利除害、保障人民生命财产安全的关键作用。垂直铺塑防渗技术是一项实用性防渗技术，由于所用设备工艺简单、施工进度快、成本低、防渗效果好且经久耐用，因此在水库、湖泊、江河堤防防渗工程等领域中得到了广泛应用，将其应用与河道堤防除险加固，能取得了良好效果。

1.垂直铺塑防渗技术的特点

1.1垂直铺塑防渗技术优势

（1）采用开糟机进行防渗膜铺设槽开挖，可利用开槽机的简单结构、灵活操作和高效工效，根据防渗设计技术要求和现场实际情况，对槽孔的深度、宽度等指标进行灵活调节，工程地形地貌适应性较强。（2）垂直铺塑防渗，主要采用聚乙烯(PE)，聚氯乙烯（PVC）膜或复合土工膜作为防渗主材。这种材料不仅防渗性能好，柔韧性、弹性高，耐腐蚀，工程地质水文条件适应性强，同时，其较轻质量便于施工及具备较长使用寿命，经济环保，可大大提供防渗工程综合投资生态和社会效益。

1.2垂直铺塑防渗技术适用范围

水利工程防渗加固修复技术很多，每种施工技术均有其优点和适用性，为合理应用垂直铺塑防渗技术，确保其在技术可行性、经济优越性、生态环保性等方面，能够与工程实际相匹配，有必要对该技术的工程适用范围进行分析。垂直铺塑防渗加固修复施工技术，其应用范围主要限制与工程区地质土层性质、地下水位和设计要求的防渗深度，其适用组合如表1所示。垂直铺塑防渗技术虽然具有操作简单、施工工效高、经济效益好等其他防渗加固修复技术不具备的优点。但从表1可以看出，该技术对工程地质土层、地下水位和防渗深度等均有适用范围，如：当地质勘探成果表明工程区土层中存在大量石块或含有大量中粗砂、地下水位较高、防渗深度较深等工程领域，则不宜采用垂直铺塑防渗技术。工程实践应用中，合理采用垂直铺塑进行防渗，需具备以下几个条件，即：①透水层深度通常应在12m以内，也就是防渗深度通常不宜超过15m，最大开槽深度宜在16m以内；②透水层中不宜含有大颗粒砂或石块，要求≤50mm土粒达到95%以上，且石块最大粒径不应超过15cm；③地下水位不宜过高，最深要求在6m以内。表1垂直铺塑防渗适用组合关系

2.应用实例

2.1堤防隐患险情现状

某河道堤防为冲积性平原，地势较为平坦。地质勘探资料表明：该地区主要以疏松、湿润的灰色沙壤土、粉砂土构成，土层结构整体较为松散、透水性较强。该河道堤防历经多次洪水冲刷，虽经人工夯实固堤等措施进行堤防加固修复，但由于没有系统进行规划，堤防安全隐患未从根本上解决。2011年和2013年洪水期间，部分堤段出现较为严重渗漏问题，多部位出现管涌、渗水的严重险情，不仅影响到河道正常行洪安全，同时还影响到河道两岸居民的人身财产安全，急需采取合理防渗加固修复措施，以提高堤防整体结构安全水平，确保河道行洪安全。

2.2垂直铺塑防渗方案

该堤防工程地质土层以沙壤土和粉砂土为主，土层条件较适用造槽机直接开挖成槽，地下水位只有3.2m，设计防渗深度为12.6m，各项特性参数指标均满足垂直铺塑防渗需求。同时，考虑到垂直铺膜具有较高施工工效、地形地貌适应变形性能好和较优越经济性，可以有效解决工程施工工期短、投资资金紧张和地层结构变化复杂等问题。综合考虑工程地质、防渗技术和综合经济等方面的因素，优选垂直铺塑防渗技术来加固修复堤防。

严格按照“上堵下排、防排结合”的处理原则，进行堤防防渗加固方案设计。考虑到堤防工程区地形地貌、地质土层条件和渗漏险情现状，设计将垂直铺塑布置在堤防上游堤附近，垂直埋入12.6m深达堤基相对不透水层，同时采用焊接方法将垂直铺塑与堤防上游斜坡铺塑进行焊接粘合为一体。堤防垂直铺塑防渗加固方案，如图1所示。图1堤防垂直铺塑防渗加固标准断面

从图1可知，垂直铺塑直接深入河底部0.5m达相对不透水层，采用聚乙烯PE膜，具有较强耐老化、抗腐蚀和防渗性能，其渗透系数为5×10-11cm/s，埋入地下可以使用60―180年，能够满足堤防防渗加固工程需求。斜坡铺塑采用聚乙烯PE复合土工膜，按照“二布一膜”结构进行敷设，不仅具备PE膜的防渗性能，同时还具备土工织物的保护性能，避免PE发生损坏，且土工织物可以加强与土体间的摩擦性能，防止回填沙壤土层发生滑移，确保防渗加固结构体的安全稳定性。斜坡铺复合土工膜至设计洪水位以上0.5m，可充分利用PE膜作为防渗体，

同时还利用高程差降低坝体内浸润线高度，有效提高堤防堤基、堤身等结构的渗流稳定性。

表2典型断面垂直铺塑防渗效果分析成果

2.3垂直铺塑防渗效果分析

工程按照图1所示防渗方案进行加固修复施工完成后，为评估工程整体防渗效果，在桩号23+800.50断面钻孔取样并进行渗流稳定性分析，成果如表2所示。

从表2可以看出，在没有采用防渗措施工况下，该典型断面的出逸点高度为0.85m，坝基水力坡降为0.298‰，坝坡水力坡降为0.315‰。在采用垂直普塑防渗加固措施后，未发现任何渗水点，坝基和坝坡水力坡降也变为0，铺塑防渗加固修复效果十分明显。

3.结语

河道堤防除险加固工程是水利工程中重要的组成部分之一，有效的对我国河道设施进行管理改造，将是我国水利事业蓬勃发展不可缺少的一部分，将充分利用PE聚乙烯塑料膜的隔水性和强适应性，在堤身内部形成帷幕性防渗结构的垂直铺塑防渗技术应用其中，可以有效的保障人民生活财产安全与水利工程安全运营,促进水利工程的可持续发展。

参考文献:

【1】张明宇.坝基垂直铺塑和深层搅拌桩联合防渗[J].东北水利水电.2003(06)

【2】李义军.铺塑技术在堤防防渗中的应用[J].中国水利.2004(10)

【3】房魁勇,谢大鹏.分析防渗技术在水利工程施工中的应用[J].黑龙江科技信息.2014(36) 【4】冯良奇.浅议河道堤防除险加固工程施工的施工控制管理[J].黑龙江科技信息.2014(04)