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1、堤防工程除险加固措施及实例分析沿河、渠、湖、海岸或行洪区、分洪区、围垦区的边缘修筑的挡水建筑物称为堤防。堤防是世界上最早广为采用的一种重要防洪工程。筑堤是防御洪水泛滥，保护居民和工农业生产的主要措施。我国现有堤防工程具有三大特点：1）堤防傍河而建，堤基条件复杂，堤线选择上具有很大的局限性，堤基大多为砂性或卵砾石，大部分堤基基本没有处理；2）堤身质量差，不少堤防是在老堤防基础上历年逐渐加高培厚而成；3）堤后坑塘多，筑堤土料不足时，普遍在堤后取土筑堤，取土坑、塘多未做处理，覆盖层薄弱。当遭遇洪水时，经常发生各种险情，严重者导致大堤溃决。文章以工程地质问题为主线，以工程地质条件为基础，结合历史险情类
2、型，将堤防问题从总体上归纳为堤防渗流稳定问题和堤防边坡失稳问题两种，分别分析这两种问题所涉及的所有破坏类型和相应的除险加固措施。重点探究了目前堤防除险加固中常用的传统技术如灌浆、垂直截渗墙等，为堤防防渗加固提供了一定的经验。堤防的临水侧和背水侧存在水头差，在堤防内部产生渗流和浸润线，并随着临水侧水位的上升而不断加大和升高。当渗流产生的实际渗透比降J大于土的临界渗透比降Jc时，土体将产生渗透破坏。坑塘或表土层较薄的堤基薄弱环节常出现渗透破坏，近似均质的透水堤基则发生在堤脚处，堤防的内在隐患则会加速渗透破坏的产生和发展。据1998年长江防洪抢险的统计资料，由渗透破坏造成的险情约占险情总数的70%。
3、双层或多层地基防治措施堤前后深渊沟塘遍布造成的险情，采取填塘的方法恢复表土层的完整性。临水侧选用粘性土材料，背水侧选用渗透系数比表土层大的材料，按照反滤要求布置；地基下卧透水层不深、隔水层较浅，采用粘土截水槽或垂直防渗措施，与堤身防渗体连接形成封闭防渗体系；背水侧地基覆盖层较厚且下卧强透水层较深，采用盖重措施，盖重使用的透水土料渗透系数要用比表层土的大。或者在背水堤脚外适当位置设置减压井用以降低渗流坡降，减小扬压力；多层地基且存在浅层弱透水层的情况，采用压渗盖重措施，也可结合减压措施共同除险；勘察资料充分、渗流计算分析论证后也可适当考虑采用半封闭式垂直防渗措施。透水地基对于透水层埋深不大的情况
4、，优先采用封闭式垂直防渗措施，并与堤身防渗措施体连成封闭统一的防渗体系；对于相对不透水层埋藏较深、透水层较厚的情况，优先采用背水侧压渗盖重措施。当临水侧有稳定滩地时，也可采用临水侧铺盖措施。岩石地基对于堤基下为强风化基岩的情况，优先采用地基帷幕灌浆的措施，若对临水侧有稳定的外滩，也可采用使用水平铺盖措施。如有必要，背水侧堤脚附也可采取反滤保护措施；堤基下为岩溶时，容易导致渗流量过大，以致危及堤防的安全。此种情况优先采用模袋灌浆或充填灌浆堵塞岩溶漏水通道，如有必要，临水侧可加设水平防渗铺盖。堤坡失稳破坏与加固处理边坡失稳的成因渗流 当堤防上游水位达到一定高度且持续时间长时，浸润线以下堤身土体完全
5、饱和后，导致堤身抗剪强度降低，在渗流产生的渗透力作用下堤身的自重增加，下滑力也相应增大，最终引起滑坡产生。水流冲刷浸袭岸坡淘刷情况较严重，堤坡坡度逐渐变陡，直到失去平衡引起岸坡失稳，造成崩岸险情；浸水饱和，土体自重增加和强度降低，外滩引起坍塌，并逐步向堤防坡脚逼近，直至临水坡失稳滑坡；堤基问题 造成堤防地基强度不够的原因一般有筑堤时清基不彻底、勘探资料不明确时导致设计方案不合理、筑堤速度过快引起地基强度降低等；堤身漏洞和新老堤结合面问题 堤身产生内部漏洞和裂缝，雨水沿堤身裂缝渗入堤身内部，使堤身强度降低，渗水的集中作用变大，最终贯穿堤身。堤坡除险加固措施浅层滑坡的加固 浅层滑坡一般均发生在堤身
6、，地基基本上未遭破坏。优先考虑将滑动体全部挖除并重新回填，深层滑动的加固 深层滑动的滑动面已切入堤基较深，若全部挖除滑动体，则会因工程量大不经济，且具有一定的施工风险。优先考虑部分挖除再处理的的办法进行；崩岸的除险加固技术 崩岸除险加固主要的措施有:抛石护脚、丁坝导流、墙式防护、桩式防护、还滩退堤等；堤身漏洞和陷坑 堤身漏洞和陷坑往往由生物洞穴产生，隐蔽性强，较难发现。汛期时发展很快，常会酿成溃口且抢险困难。故汛前应探查明漏洞和陷坑详细情况，采取开挖回填或灌浆的办法消除隐患，如图2所示。加固处理实例分析工程概况六股河发源于建昌县玲珑塔乡北娄子山，流域总面积3010平方公里，河长163公里，属于
7、山区季节性河流，该河的河床比降大中，汇流历时较短，汛期洪水暴涨落，洪水对沿岸冲刷毁坏力巨大。六股河河床组成为第四纪冲积层，主要由亚粘土、中砂、砾砂及卵石构成，地下埋深达6到8m。绥中县六股河城防堤始建于建国初期，以后经多次加高培厚，目前从防洪堤的高度上达到了50年一遇的洪水标准，但受当地经济条件及管理体制的限制，防洪堤堤基未做任何防渗处理，特别是城区段六股河灌区引水口段，渠首涵洞坐落在59年大堤决口处穿堤的地基上，因地基未作防渗处理一直存在着管涌渗漏隐患。除险加固分析确定六股河灌区渠首穿堤涵洞出口右侧50米左右有一个大坑，坑底低于河底高程，涵洞及两侧堤基渗径不足，首先在长期的渗流作用下造成管涌
8、，其次在高水头的渗流作用下造成了流土，最后还出现局部地区的接触冲刷。根据前述的加固措施参考类似工程经验，讨论认为高喷工艺具有设备先进、搬迁机动、占地面积小及施工不损坏原有建筑物和施工进度快等优点，同时又能弥补穿堤涵洞以及两侧堤基的渗径不足，并能充填已存在的管涌及渗流通道，故本工程采用高喷灌浆技术。除险加固的方案设计沿河堤纵轴线建造一道紧包涵管四壁的高喷混凝土防渗墙，并在涵洞上、下游建造一个截水墙，以此达到堤基防渗之目的。高喷防渗墙布置在涵洞纵轴方向左右各延伸70m，全长140m。防渗板墙深度依据决口处冲抗状况，在地下呈倒置阶梯布置，距堤顶25m，该段堤顶高程18.5m，底高程分别为11.Om，
9、8.5m及5.Om，板墙厚度为20cm。工程加固处理分析通过开挖监测和注水试验结果，显示本次灌浆所成防渗墙连续并且与涵洞的胶结可靠，墙体结构及抗渗均达到了设计标准。未处理前拦河坝溢流，水位达到14.2m以上，堤内的大坑就涨水，伴随管涌、翻砂现象。加固处理后年堤内大坑基本干涸，再次放水坝前水位达14.2m时，大坑无管涌及涨水现象，说明工程的高喷灌浆工程发挥显著的防渗效果。堤防工程出现险情后，分析险情成因做好全面地质勘察后通过选择合适的计算和分析方法，复核成因合理性，确定主次因，通过一定的工程技术措施来保证处理方案的实施效果。传统技术虽然非常的可靠，有时候却不经济；而充分计算分析论证的基础上采用的新技术会即使有着良好的理论效果，但施工技术难度大造价高。