鄒旭林

摘要：滲漏是水利工程土質(zhì)堤防建設(shè)中常見病害風(fēng)險，其不僅會降低水利工程整體功能性及質(zhì)量特性，而且會威脅工程下游居民生命及財產(chǎn)安全。為最大程度上依托水利工程技術(shù)解決土質(zhì)堤防滲漏問題，文章以土質(zhì)堤防滲漏常見形式為切入點，簡要分析土質(zhì)堤防滲漏產(chǎn)生的主要原因，具體包括設(shè)計原因、施工原因、地質(zhì)原因、運維管理原因。重點結(jié)合實際工作經(jīng)驗從上堵下排、臨水截滲、倒掛防滲、復(fù)合土工膜防滲、搶險治理五個方面探究水利工程技術(shù)中土質(zhì)堤防滲漏應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：水利工程技術(shù);土質(zhì)堤防;滲漏;原因;應(yīng)對措施

水利工程建設(shè)中，土質(zhì)堤防滲透是指水體向堤防保護(hù)區(qū)、庫盆等維護(hù)區(qū)之外滲流而產(chǎn)生的數(shù)量漏失現(xiàn)象。土質(zhì)堤防滲漏雖然常體現(xiàn)為緩慢及漸進(jìn)，不會立即造成堤防潰決的嚴(yán)重災(zāi)害，但如果不對其進(jìn)行及時、有效地處理，當(dāng)滲水量達(dá)到一定程度時便會降低軟弱面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、加大壩基壓力、部分?jǐn)嗔褞Ъ皫r土區(qū)域填充材料在水體侵蝕下發(fā)生變形，向外流出的水量會隨著河道及河床流向下游，輕則浸沒農(nóng)田，重則造成人員傷亡事故，不僅會降低水利工程經(jīng)濟(jì)效益與社會效益，損害工程社會形象，而且會威脅周邊生態(tài)及居民生命安全。為此，需從土質(zhì)堤防滲漏表現(xiàn)入手分析其本質(zhì)成因，采取切實可行的水利工程技術(shù)防范并治理土質(zhì)堤防滲漏病災(zāi)。

一、水利工程技術(shù)中土質(zhì)堤防滲漏表現(xiàn)形式

通過梳理相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合實際工程經(jīng)驗總結(jié)出水利工程技術(shù)中土質(zhì)堤防滲漏常見表現(xiàn)形式，具體如下：

（一）壩基滲漏

壩基滲漏是指水體沿壩基及壩肩向外滲流的現(xiàn)象。水利工程技術(shù)中土質(zhì)堤防建設(shè)對于地基強(qiáng)度要求偏低，部分土質(zhì)堤防地基處于透水巖土帶、基礎(chǔ)覆蓋層較深，受到施工技術(shù)、施工條件、施工成本等多種因素的共同影響，部分土質(zhì)堤防工程在地基防滲處理上技術(shù)水平不足，如未能將土質(zhì)堤防基礎(chǔ)開挖至基巖，存在欠挖問題，導(dǎo)致土質(zhì)堤防基礎(chǔ)處于透水性較強(qiáng)的圖層中，再加上周邊擋水墻防滲性能較差，在強(qiáng)降雨天氣下便會出現(xiàn)壩基大面積滲漏現(xiàn)象;再如對軟弱土基礎(chǔ)未進(jìn)行加固處理，長時間運行后隱患逐漸暴露，在水體侵蝕下誘發(fā)土質(zhì)堤防壩體及壩肩嚴(yán)重滲漏問題。

（二）壩體滲漏

壩體滲漏是指水體經(jīng)由壩體外滲的現(xiàn)象。土質(zhì)堤防工程材料為具有一定透水性且粘結(jié)性較低的土料，在土料選擇階段如果未能充分考慮壩體防滲、水位變化、水體侵蝕、氣候環(huán)境、地質(zhì)條件等因素，所選擇的土料不能滿足土質(zhì)堤防長時間持續(xù)穩(wěn)定運行需求，便會導(dǎo)致土料物理學(xué)性能、質(zhì)量特性等難以滿足土質(zhì)堤防防滲需求，一旦水位持續(xù)升高并保持一定高度，便會出現(xiàn)壩體滲漏問題。此外，壩體材料的填筑施工質(zhì)量也會影響其整體的穩(wěn)定性與反身性能，如果各填筑層連接不緊密、壓實度不達(dá)標(biāo)，便會導(dǎo)致高水位下水體滲入壩體，抬高壩體的浸潤線，如果未能對壩體滲漏進(jìn)行及時處理，便會引發(fā)較為嚴(yán)重的堤防潰決、坍塌、滑坡等災(zāi)害。

（三）涵閘滲漏

涵閘滲漏問題表現(xiàn)形式較為多樣，如水體經(jīng)由涵閘破損部位外流;閘身不均勻沉降導(dǎo)致閘體變形，水體由變形接觸部位外流;涵閘止水措施實效致使水體外滲等。通過梳理相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，土質(zhì)堤防基礎(chǔ)不均勻沉陷是誘發(fā)涵閘滲漏的關(guān)鍵性因素之一，基礎(chǔ)沉陷會使涵閘構(gòu)件、部件發(fā)生變形或位移，當(dāng)變形量與位移量達(dá)到一定程度后便會導(dǎo)致閘身與閘體出現(xiàn)破損斷裂，汛水期水流量、水流速度明顯變大，在水壓及水量的沖擊下便會導(dǎo)致涵閘漏水。此外，閘板的質(zhì)量也會影響涵閘強(qiáng)度、剛度，高壓水流會沖破閘板，位于出水段的土質(zhì)堤防背水坡會出現(xiàn)較為嚴(yán)重的滲漏問題，如若處理措施不到位便會進(jìn)一步引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。

（四）接觸滲漏

接觸滲漏通常發(fā)生于山體結(jié)合部分的土質(zhì)堤防。部分水利工程土質(zhì)堤防壩頭與山體相結(jié)合，結(jié)合部分為強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性較低的風(fēng)化帶，如果在土質(zhì)堤防建設(shè)施工階段對山體結(jié)合部分未能采取有效的防滲處理措施，或者巖層有下滑傾向但未能有效處理，則會導(dǎo)致汛水期間水體沿土質(zhì)堤防與山體結(jié)合部分外流，發(fā)生集中滲漏現(xiàn)象。

（五）溢洪道滲漏

溢洪道滲漏實則屬于接觸滲漏的范疇，因其在土質(zhì)堤防建設(shè)中較為常見，需對其進(jìn)行詳盡說明。土質(zhì)堤防溢洪道滲漏主要包括三種表現(xiàn)形式：其一為土質(zhì)堤防改造工程中，未能對臨時溢洪道進(jìn)行科學(xué)處理，僅增加壩高，很容易導(dǎo)致結(jié)合層面出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象;其二為溢洪道基礎(chǔ)防滲處理不到位，所處地質(zhì)巖土體結(jié)構(gòu)性能不足且透水性較大，當(dāng)汛期或遭遇強(qiáng)降雨天氣時水體便會沿著溢洪道基礎(chǔ)外滲;其三為未能對溢洪道與壩體結(jié)合部進(jìn)行有效的防滲處理，高水位下水體會沿著溢洪道向壩體方向滲漏。

二、水利工程技術(shù)中土質(zhì)堤防滲漏成因分析

水利工程技術(shù)中土質(zhì)堤防滲漏病災(zāi)成因復(fù)雜，基于工程全生命周期可剖析其本質(zhì)成因，具體如下：

（一）設(shè)計原因

工程設(shè)計是保證工程質(zhì)量、控制工程病害發(fā)生的關(guān)鍵階段。部分土質(zhì)堤壩設(shè)計階段未對周邊地質(zhì)條件、水文環(huán)境、氣候特點等進(jìn)行全面勘察，采用邊勘察邊設(shè)計的方式，對影響土質(zhì)堤防防滲性能、質(zhì)量特性的因素識別不全面，導(dǎo)致土質(zhì)堤防設(shè)計方案可行性不足[1]。同時，受到設(shè)計理念、工程進(jìn)度等多種條件的制約，為節(jié)約工程成本、追趕工程進(jìn)度，部分土質(zhì)堤防設(shè)計方案盲目采取壩下涵管等技術(shù)工藝，但涵管管徑、管材等設(shè)計參數(shù)選取不科學(xué)，壩體過于淡薄，加大后續(xù)運行中土質(zhì)堤防滲漏隱患。諸多設(shè)計缺陷是導(dǎo)致土質(zhì)堤防滲漏的原因之一。

（二）施工原因

水利工程技術(shù)中土質(zhì)堤防滲漏施工原因主要體現(xiàn)在三個方面：其一為對現(xiàn)場施工質(zhì)量把控力度不足，缺乏完善的質(zhì)量監(jiān)管體系及質(zhì)量控制措施，現(xiàn)場施工人員質(zhì)量意識不足，導(dǎo)致土質(zhì)堤防質(zhì)量無法滿足長期運行需求;其二，施工材料選擇配比及填筑施工技術(shù)水平偏低[2]。在材料選擇上粗粒徑石料含量較多，集料內(nèi)存在大量雜質(zhì)，加大了后續(xù)壓實作業(yè)難度。在施工技術(shù)上未能做好分段施工接頭處的銜接處理，加之每一層攤鋪厚度過大，碾壓機(jī)械設(shè)備組織不科學(xué)，導(dǎo)致壩體壓實度不足、土料透水性較強(qiáng)，很容易引發(fā)較為嚴(yán)重的大面積滲漏問題;其三為在壩體加高施工中未能對結(jié)合層進(jìn)行有效的防水處理，導(dǎo)致結(jié)合層搭接不善，加大土質(zhì)堤壩滲漏風(fēng)險。

（三）地質(zhì)原因

地質(zhì)環(huán)境是制約水利工程技術(shù)的關(guān)鍵因素，也是誘發(fā)土質(zhì)堤防滲漏的主要原因。其一，不同地形地貌、地質(zhì)條件對于土質(zhì)堤防橫斷面形式、基礎(chǔ)強(qiáng)度等有著不同的要求，在工程建設(shè)階段未考慮土基及巖基結(jié)構(gòu)、物理學(xué)性能等因素便會導(dǎo)致土質(zhì)堤防建設(shè)在覆蓋土層較厚的區(qū)域，再加上缺乏基礎(chǔ)加固處理措施，可能會誘發(fā)基礎(chǔ)不均勻沉降，造成土質(zhì)堤防壩體、壩身出現(xiàn)斷裂性損害，進(jìn)而出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象;其二，水體對土質(zhì)堤壩的擾動會影響其防滲性能，部分土質(zhì)堤防止水措施不足，未能采取修筑防滲鋪蓋或帷幕灌漿施工工藝，高水位下土質(zhì)堤防壩體、壩肩、壩基會在水體擾動下出現(xiàn)滲漏問題。

（四）運維管理原因

土質(zhì)堤防工程設(shè)計、施工階段問題及地質(zhì)問題可能在短時間內(nèi)不會暴露的，但在長期運行下，水體對土質(zhì)堤防的擾動程度會進(jìn)一步提升，施工材料及工藝問題也會逐漸暴露，如果未能及時發(fā)現(xiàn)土質(zhì)堤防滲漏現(xiàn)象并采取相應(yīng)的解決措施，將會誘發(fā)較為嚴(yán)重的坍塌等災(zāi)害[3]。由此可見，土質(zhì)堤防工程后續(xù)的運行維護(hù)管理尤為重要，但部分土質(zhì)堤防工程存在重建設(shè)，輕管理的問題，沒有建立完善的運維監(jiān)管機(jī)構(gòu)及質(zhì)量檢查階段性計劃，不能及時發(fā)現(xiàn)涵管破損、壩體沉降等現(xiàn)象，尤其是忽視啟閉設(shè)施、涵閘及拉桿的維修，這些工程構(gòu)件嚴(yán)重銹蝕，再加上涵管腐蝕程度加劇、土料質(zhì)量特性降低，很容易在汛期出現(xiàn)大量、大面積漏水情況。

三、水利工程技術(shù)中土質(zhì)堤防滲漏應(yīng)對措施

基于水利工程技術(shù)中土質(zhì)堤防滲漏表現(xiàn)形式及成因，考慮土質(zhì)堤防滲漏影響及危害性較大，建議采取預(yù)防為主，治理為輔的應(yīng)對策略，在土質(zhì)堤防工程施工階段加強(qiáng)對水利工程技術(shù)的應(yīng)用，在滲漏發(fā)生時采取上堵下排措施，在搶險結(jié)束后加強(qiáng)對土質(zhì)堤防的治理與運維管理，具體如下。

（一）倒掛防滲技術(shù)

倒掛防滲技術(shù)是指在土質(zhì)堤防基礎(chǔ)開挖階段采用垂直開挖工藝，在壩軸線不同段開挖倒掛井以對壩基進(jìn)行加固處理，是一種有效的土質(zhì)堤防防滲技術(shù)措施。倒掛防滲技術(shù)的應(yīng)用要點為：①根據(jù)施工圖及施工組織方案開展施工作業(yè)，倒掛井每開挖1m進(jìn)行一次井壁混凝土澆筑，如果井內(nèi)發(fā)生涌砂問題，則每開挖0.5m進(jìn)行一次澆筑，以在最大程度上避免塌方事故發(fā)生;②依據(jù)土質(zhì)堤防防滲需求確定倒掛井?dāng)?shù)量、距離及深度，每兩個倒掛井之間設(shè)置一定的支護(hù)措施，以此保證井壁的穩(wěn)定性;③保證井孔周邊第一層護(hù)壁高于地面0.2至0.3m，開挖后第一時間將土方運輸至指定地點，嚴(yán)禁在井孔周邊堆放機(jī)械設(shè)備及施工用具;④倒掛井每開挖0.5m或1m加設(shè)模板、工字鋼、頂撐木等支護(hù)措施，支護(hù)結(jié)構(gòu)體系驗收合格后采取強(qiáng)度等級達(dá)標(biāo)的混凝土進(jìn)行澆筑。

（二）復(fù)合土工膜防滲技術(shù)

數(shù)據(jù)顯示，在土質(zhì)堤防堤身防水面全面鋪設(shè)復(fù)合土工膜能夠改善堤身上下游水位情況，降低浸潤線、減少滲流量，并且可以降低壩體的工作強(qiáng)度，計算出的出逸比降低于0.02，能夠在土質(zhì)堤防防滲的同時提升壩坡安全性與穩(wěn)定性。但在實際的土質(zhì)堤防運行過程中，白蟻侵蝕、不均勻沉降等會破壞復(fù)合土工膜的完整性，因此在實際施工中需選擇幅寬等符合施工需求的復(fù)合土工膜。同時，控制復(fù)合土工膜拼接質(zhì)量，將第一幅土工膜邊緣翻起一定厚度，反向鋪設(shè)第二幅土工膜，清理土工膜表面的砂石與雜質(zhì)[4]。在兩幅土工膜拼接位置下方加設(shè)平整的長條板，保證焊接機(jī)在平整基面上運行。在正式的焊接施工作業(yè)中，需控制好焊接機(jī)行進(jìn)速度及溫度，保證焊縫強(qiáng)度高于母材，以此提升復(fù)合土工膜施工質(zhì)量。

（三）上堵下排

當(dāng)土質(zhì)堤防出現(xiàn)滲漏問題時，首先需深入剖析滲漏現(xiàn)象成因，找準(zhǔn)滲漏處理的關(guān)鍵點，保證所采取的滲漏應(yīng)對措施具有針對性與精準(zhǔn)性。其次，遵循上堵下排的土質(zhì)堤防滲漏處理原則，迅速查明迎水面滲漏部位，采取相應(yīng)的工程措施、技術(shù)措施截斷水源。與此同時針對背水坡滲水部分采反濾導(dǎo)滲及壓滲工藝，避免滑坡等更為嚴(yán)重的后果。最后，如果土質(zhì)堤防滲水量較大，需要保持沉著冷靜，根據(jù)滲速度及滲水量預(yù)測其對下游的影響，及時引導(dǎo)群眾撤離。了解滲漏原因并制定相應(yīng)的處理方案后，第一時間調(diào)取具有險情應(yīng)對經(jīng)歷的人員進(jìn)行搶修，避免險情進(jìn)一步擴(kuò)。

（四）臨水截滲

臨水截滲是土質(zhì)堤防滲漏處理的有效手段之一。其一，在距離迎水面2至3米位置采用拋擲形式以石塊加固堤腳，采用土工膜及編織袋加土封堵滲流，消殺水勢;其二，如果水位較深，土質(zhì)堤防滲漏部分周邊有粘結(jié)性較強(qiáng)的土石料，可以遵循由上至下的方式將土石料傾倒在滲漏部位，使土石料在滲漏一側(cè)沉積固結(jié)，可以起到一定的防漏效果。如果水位較低，可以采用加設(shè)圍堰的方式進(jìn)行防滲處理;其三，針對涵管滲水問題，可以在襯有棉絮的雙層編織袋內(nèi)填裝石塊，采用拋擲土袋法進(jìn)行貼坡加固。

（五）搶險治理技術(shù)

當(dāng)有效控制土質(zhì)堤防滲漏后，需進(jìn)一步采取加固及防滲處理措施。如針對壩基滲漏問題可以采取修筑防滲墻、帷幕灌漿、設(shè)置水平式鋪蓋等技術(shù);針對壩體滲漏問題可以采用套井回填、劈裂灌漿等技術(shù);針對涵管滲漏問題，可以采取噴漿加固、環(huán)氧樹脂補(bǔ)漏技術(shù)。除此之外，需高度重視土質(zhì)堤防運維管理，制定完善的滲漏檢查機(jī)制，明確土質(zhì)堤防滲漏責(zé)任，及時發(fā)現(xiàn)輕微滲漏問題并采取相應(yīng)的處理措施，以此總結(jié)工程經(jīng)驗，反思運維管理教訓(xùn)，提升土質(zhì)堤防整體穩(wěn)定性、安全性及防滲性能。

結(jié)束語

水利工程技術(shù)中土質(zhì)堤防滲漏形式主要包括壩基、壩體、涵閘、接觸及溢洪道滲漏。造成水利工程技術(shù)中土質(zhì)堤防滲漏病災(zāi)的因素較為復(fù)雜，主要體現(xiàn)在設(shè)計、施工、地質(zhì)及運維管理四個層面。建議土質(zhì)堤防滲漏應(yīng)對以預(yù)防為主，治理為輔，在工程建設(shè)階段采取相應(yīng)的工程及技術(shù)措施提升土質(zhì)堤防防滲性能與質(zhì)量特性。當(dāng)滲漏問題發(fā)生后冷靜應(yīng)對、及時響應(yīng)、精準(zhǔn)處理。在搶險結(jié)束后對滲漏問題進(jìn)行總結(jié)，進(jìn)一步采取帷幕灌漿等技術(shù)對土質(zhì)堤防壩基、壩體進(jìn)行防滲處理，以此保證土質(zhì)堤防安全、穩(wěn)定運行。

參考文獻(xiàn)

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