穿堤涵閘滲透變形成因與加固措施,水利工程論文

穿堤涵閘滲透變形成因與加固措施,水利工程論文穿堤涵閘是水利工程防洪防汛工作中重要的工程，對(duì)防汛工作具有極其重要的影響。然而，在歷次的防汛工作中，也逐步暴露出穿堤涵洞浸透中存在的問題，暴露出穿堤涵閘在設(shè)計(jì)、施工以及管理方面存在的眾多問題?，F(xiàn)前階段，我們國家水利工程正處于快速發(fā)展的新時(shí)期，防汛工作也關(guān)系著人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，加強(qiáng)對(duì)穿堤涵閘浸透變形原因以及加固技術(shù)的研究具有特別現(xiàn)實(shí)的意義。1穿堤涵閘浸透變形現(xiàn)象穿堤涵閘浸透變形現(xiàn)象主要具體表現(xiàn)出在下面四個(gè)方面：1.1土堤與穿堤涵閘接觸面滲漏現(xiàn)象由于上游水位升高，穿堤涵閘在長(zhǎng)期的浸泡作用下，與土堤接觸面就會(huì)發(fā)生滲漏。在堤防背水坡出口處以及上游坡經(jīng)常會(huì)發(fā)生集中滲流，導(dǎo)致土粒流失，引起空洞而引起滲漏。1.2涵洞裂縫導(dǎo)致接頭處止水失效發(fā)生漏水由于涵洞出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致涵洞洞壁存在漏水現(xiàn)象。接頭止水失效，導(dǎo)致橫縱向滲流連接到一起。1.3穿堤涵閘背水坡發(fā)生滲水當(dāng)?shù)谭郎嫌嗡惶螅乘履_處的土壤會(huì)變得潮濕，土壤的顏色會(huì)逐步變深，然后就會(huì)出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。然而土壤潮濕不能被帶走，使得土壤潮濕區(qū)域不斷的擴(kuò)大，堤防土壤變軟，嚴(yán)重情況會(huì)導(dǎo)致堤坡脫落。假如滲漏出口缺少保衛(wèi)層，在滲漏量不斷變大的情況下，土粒會(huì)被帶出，構(gòu)成孔穴，使得滲漏處逐步構(gòu)成一個(gè)聯(lián)通的整體。1.4穿堤涵閘出現(xiàn)地基滲漏現(xiàn)象當(dāng)上游水位提升后，水壓力就會(huì)增加，就會(huì)導(dǎo)致地基滲漏問題出現(xiàn)。假如穿堤涵閘地基類型屬于單層均質(zhì)砂土類型，其滲水形式會(huì)由正常轉(zhuǎn)換為不正常，在下游地基外表就容易發(fā)生翻水帶砂現(xiàn)象，最終構(gòu)成集中滲漏通道。假如地基類型為雙層構(gòu)造，并且其不透水層非常薄，其下游地基外表就會(huì)出現(xiàn)滲流頂穿問題；隨著滲漏量越來越大，甚至滲出了清水，在后期出現(xiàn)渾水，就講明有嚴(yán)重流土、管涌現(xiàn)象發(fā)生。假如穿堤涵閘上游涵洞、底板等基礎(chǔ)上出現(xiàn)浸透，嚴(yán)重會(huì)將基礎(chǔ)掏空，最終使得建筑物斷裂、沉陷。2穿堤涵閘發(fā)生浸透變形的原因這些浸透毀壞現(xiàn)象主要是由于堤防土體浸透的穩(wěn)定性被毀壞，進(jìn)而造成的浸透。穿堤涵閘的地基以單層透水地基以及黏土粉土層為主，下層主要是砂礫層或砂層構(gòu)造，在筑堤經(jīng)過中由于就地取材的施工原則，經(jīng)常難以使用理想的黏壤土。穿堤涵閘的兩端堤防相對(duì)透水，在上游水位不斷提升后，會(huì)從上游向下游繞流，構(gòu)成三向滲流現(xiàn)象。尤其是在沿水流的方向的穿堤涵閘較長(zhǎng)、較窄，地基透水以及兩側(cè)集中滲流，會(huì)導(dǎo)致提防局部滲流擴(kuò)大，滲流嚴(yán)重區(qū)域主要集中在上游堤坡以及下游的排水段，對(duì)下游穿堤涵閘構(gòu)成一個(gè)不利的工作條件，使得浸透毀壞愈加嚴(yán)重。導(dǎo)致浸透毀壞的原因主要包括浸透壓力過大、浸透流速大、浸透比降升高，超出了允許的范圍，會(huì)使得某一局部位置的土粒被帶走，使得發(fā)生成塊的土體被浮起或者集中浸透通道構(gòu)成。而浸透流速、比降以及壓力等大小，與側(cè)向防滲型式、地下輪廓線型式、防滲長(zhǎng)度等有直接的關(guān)系。造成浸透壓力、浸透流速以及浸透比降壓力過大的原因包括側(cè)向防滲長(zhǎng)度太短、防滲輪廓型式缺乏。另外，在穿堤涵閘施工經(jīng)過中，由于一些因素的影響也會(huì)導(dǎo)致浸透毀壞現(xiàn)象發(fā)生，詳細(xì)具體表現(xiàn)出在下面三個(gè)方面：〔1〕在穿堤涵閘工程設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員沒有了解實(shí)際情況，同時(shí)也沒有把握第一手現(xiàn)場(chǎng)資料，加上一些其他因素的局限性，往往會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員考慮不周或不符合規(guī)律。另外，設(shè)計(jì)經(jīng)過中也會(huì)存在不同程度的弱點(diǎn)與缺陷，使得整個(gè)設(shè)計(jì)方案不夠完善，給穿堤涵閘工程項(xiàng)目帶來安全隱患?！?〕在工程施工經(jīng)過中，由于施工條件、環(huán)境等因素的影響，給工程施工造成嚴(yán)重的制約；同時(shí)在施工經(jīng)過中沒有嚴(yán)格的質(zhì)量管理措施，沒有嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)文件與施工規(guī)范進(jìn)行，導(dǎo)致穿堤涵閘以后的使用經(jīng)過中存在隱患?！?〕在工程管理及使用經(jīng)過的日常養(yǎng)護(hù)方面，假如日常養(yǎng)護(hù)不到位，檢修不夠及時(shí)，導(dǎo)致沒有及時(shí)的發(fā)現(xiàn)工程的弱點(diǎn)與缺陷，在沒有及時(shí)彌補(bǔ)的情況下，使得這種不利的條件情況加重。在使用時(shí)間逐步變長(zhǎng)的情況下，這種安全隱患就會(huì)漸漸的積累，使得建筑物運(yùn)行性能降低。3穿堤涵閘浸透變形的加固技術(shù)現(xiàn)前階段，對(duì)于穿堤涵閘浸透變形問題的加固主要通過下面三種方式：第一是構(gòu)建反壓工程；第二是加長(zhǎng)涵洞；第三是建筑防滲帷幕。這三種加固措施各有優(yōu)劣，具有一定的局限性以及適用條件，同時(shí)還需要采取一定的排水減壓措施，才能使防滲加固發(fā)揮更好的效果。3.1反壓工程技術(shù)反壓工程技術(shù)就是在穿堤涵閘背水側(cè)建設(shè)反壓閘，汛期在穿堤涵閘與反壓閘之間進(jìn)行注水，能夠在一定程度上抵消一部分外河水位造成的水透。假如汛期出現(xiàn)高水位，即便有反壓閘，同樣會(huì)發(fā)生浸透變形現(xiàn)象，還需要在反壓閘后面的渠道上再修筑1~2個(gè)反壓壩。反壓措施對(duì)于穿堤涵閘的安全渡汛有幫助，但不能消除產(chǎn)生浸透變形的內(nèi)在因素，而且反壓壩屬于汛期搶險(xiǎn)工程設(shè)施，為了不阻礙排澇或灌溉，主汛期過后必須拆除反壓壩。所以，對(duì)于汛情頻繁的地區(qū)，這種防滲加固技術(shù)不夠適用。3.2建立防滲帷幕防滲帷幕主要建設(shè)在強(qiáng)透水性較薄的地基情況下，能夠?qū)?qiáng)透水層截?cái)?，造成很好的防滲加固效果，并且工程造價(jià)非常低，并且由于土石方工程量非常少，施工速度也相對(duì)較快。然而防滲帷幕在強(qiáng)透水性較厚的地基中，不能完全將強(qiáng)透水部分截?cái)?，給工程質(zhì)量控制增加了難度，防滲效果大大降低，并且工程造價(jià)較高。另外，懸掛式的防滲帷幕經(jīng)過驗(yàn)證，其防滲效果也不夠理想。由于防滲帷幕和穿堤涵閘的外壁嚴(yán)密相連，對(duì)施工很方便，因而在防滲帷幕建造經(jīng)過中，采用高壓噴射施工方式方法能夠提高施工的效率，加強(qiáng)防滲帷幕的作用。同時(shí)，假如采用這種加固技術(shù)，還需要對(duì)滲流出口附近堤段進(jìn)行反濾護(hù)砌，以提升防滲帷幕的加固壓力。3.3接長(zhǎng)涵洞在低水位的一端將涵洞接長(zhǎng)，不僅能夠?qū)B流途徑延長(zhǎng)，可以以起到壓滲效果。采用這種防滲措施，主要用于強(qiáng)透水性地基較深的地基形式，但假如強(qiáng)透水性較淺，還必須有更長(zhǎng)的防滲長(zhǎng)度，在很大程度上會(huì)增加工程整體的造價(jià)，也會(huì)對(duì)以后清淤、建筑檢修工作增加難度，所以還需要通過減排減壓的方式進(jìn)行輔助。4結(jié)束語通過上述分析可知，穿堤涵閘是防汛工程中重要的工程，對(duì)防汛工作具有重大的作用。然而由于地基、汛情因素的影響，導(dǎo)致穿堤涵閘發(fā)生浸透現(xiàn)象，給防汛工作帶來重大的影響，給人民的生命安全造成威脅。這就需要針對(duì)工程地基實(shí)際情況，選擇適宜的防滲加固方式，并通過相應(yīng)的措施加以輔助，提高穿堤涵閘防汛能力，為人民安全提供保障。以下為參考文獻(xiàn)：[1]張儒生，關(guān)向軍，李先珍。穿堤涵閘浸透毀壞及其防治[J].黑龍江水專學(xué)報(bào)，2020,15〔8〕。[2]