土质堤坝常见险情及处理措施探讨

陶余苗

(合肥工大建设监理有限责任公司，合肥 230009)

土质堤坝常见险情及处理措施探讨

陶余苗

(合肥工大建设监理有限责任公司，合肥 230009)

在防汛抢险工作中，土质堤坝渗漏是我们经常遇到和面对的棘手问题。本文分析了土质堤坝渗漏产生的原因，同时结合工程实践，介绍了几种紧急状态时的处理措施。

土质堤坝;险情;处理措施

1 坝堤渗漏的主要原因

寿县位于淮河干流中游南岸，境内淮、淠河堤防总长133km，另有众多中小型水库及行蓄洪区保庄圩堤防，由于历史的原因，大多数堤防受基础、筑堤材料和施工质量控制不严等影响，普遍存在渗漏问题。产生渗漏的主要原因有以下几点：

a.土坝由单种或多种土料建成。由于土坝对地基的要求低，施工技术较简单，能就地取材，所以自古迄今，广为采用，是国内外蓄水坝中用得最多的一种坝型。这些工程在灌溉、防洪、发电、航运、养殖等方面发挥了巨大的作用，有力地促进了工农业的发展，由于土坝施工质量控制不严，筑坝土料不合标准，未经压实或局部漏压，透水性太大，或施工中分段、分层的部分结合面处理不好，坝基、坝头和山岩结合不良，填土压实达不到标准，基础嵌槽的缺陷处理不彻底，冬季坝面冻土没有清除干净，夏季施工坝面因干燥出现龟裂缝未经处理，或雨后坝面有粗砂层没有清除，都极易发生渗漏现象。此外土壤本身有一定渗水性，当堤坝挡水后，在上游水压力作用下，一部分水将渗透到土坝中去，土坝中的渗透水面从上游向下游逐渐降低(这个自上游向下游渗透而形成的水面线称为浸润线)，坝体内浸润线以下的土料处于含水饱和状态，如浸润线过高，出逸点在下游坝坡坡面上，即造成坡面渗水，即浸润线出溢部位高出地面，出逸点以下坝体因水分饱和而发软，渗水集中呈细流渗出，如果渗水进一步发展，不仅水量加大，而且由于渗水集中后流速加大，如这部分坝体基是透水性土料，则渗水会把砂砾中的小颗粒带走，从而形成坝堤的渗透破坏。

b.堤坝挡水后，由于坝体断面较大，除坝基有水平软弱夹层外，产生整体滑动的可能性较小，但在上、下游水位差的作用下，水流将经过坝身及坝基(包括两岸)向下游渗，在坝体与坝基(包括两岸)的结合面和坝体土与混凝土等建筑物的结合面更是渗流易于通过而产生集中渗透的地方。浸润线以下的土体全部被水饱和，饱和水区的土体受到水的浮力作用而减轻了土体的有效重量，并使土的内磨擦角和粘结力减小，同时，渗流还对土体作用有动水压力，以上这些都增加了坝体形成漏洞的可能性。

c.渗流在土壤中运动时，当渗透流速和渗透坡降超过一定界限，将会引起坝体和坝基上的渗透变形，严重时会招致堤坝的失事。

2 堤坝漏洞产生的原因

在汛期，洪水上涨，堤身挡水，由于水压力增大，堤坝渗漏量增大，最后渗水从背水坡脚渗出，这叫作散浸。水位越高、持续时间越长，散浸的范围就会沿背水坡上升而扩大，漏洞即集中在渗流通道。在汛期高水位下，堤防背水坡或堤脚附近出现横贯堤身或堤基的渗流孔洞，俗称漏洞。漏洞产生的原因是多方面的，一般有以下几个方面：

a.堤身填土质量不好，未夯实，有土块或架空结构，在高水位作用下，土块间部分细料流失。

b.堤身中夹有砂层等，在高水位作用下砂粒流失。

c.堤身内有白蚁、蛇、鼠等动物洞穴，在汛期高水位作用下，将平时的淤塞物冲开，或因渗水沿隐患、松土串连而成漏洞。

d.在持续高水位条件下，堤身浸泡时间长，土体变软，更易促成漏洞的生成，故有“久浸成漏”之说。

e.位于老口门和老险工部位的堤段、复堤结合部位处理不好或产生的裂缝处理不彻底，一但形成集中渗漏，即有可能转化为漏洞。

f.由于历史原因，堤身内遗留有房基、墓穴、沟塘、腐朽树根等，筑堤时未清除。

3 土坝渗漏的处理及方法

3.1 散浸渗漏的处理

在汛期高水位的作用下，堤坝散浸的范围会逐渐扩大。对于散浸渗水现象，经常采用在迎水坡做外障(群众称罩包)阻止或减少渗水;在背水坡开沟导渗，使渗水集中到沟内沿砂石层流出，以利堤坡稳定。所谓外障法，即在迎水坡脚或迎水坡腰打一排木桩或竹木间格桩，间距1～1.5m，再用长毛竹或竹片扎成横栏框架，框架背面扎一层芦席，然后在堤坡上向内倒土，随倒随踩实，外障横向宽度一般4～5m，纵向长度应超出严重散浸堤坡两端5m，填土与水面相平或略高出水面。开沟导渗法，即从浸润线顶点至堤脚开挖若干条横向沟(即垂直于堤身纵向轴线)，沟的间距一般5～8m，沟深0.5～1m，沟宽0.3～0.8m，沟内分层填放粗砂、瓜子片、碎石子，每层0.2～0.3m，缺乏砂石的地方也可采用砖碴、芦柴、草秸等作导渗材料。芦柴应扎成0.3～0.4m直径的把子，外层包捆稻草一层，厚约0.1m，防止土粒堵塞芦柴把子的空隙，芦柴把子大头向上，柴稍向下，从沟的下部往上铺，稍尘接头处要多搭着一些，稍尾要露出沟下，以利排水。在高水位上，沟与沟的间距可缩短到5m左右，沟深沟宽，地占沟密，也可以根据散浸的程度布置导渗沟，散浸厉害的地点沟密，轻微之处则稀些。也有在背水坡开挖人字形导渗沟的，这样沟沟相通导渗范围大，收效快。

3.2 漏洞的处理

漏洞是江河防汛最严重的险情之一。若发现和抢护不及时，很容易导致大堤溃决，给国家和人民生命财产造成不可估量的损失，一旦漏洞出水，险情发展很快，将迅速危及堤防安全，1998年长江九江大堤的决堤就是血的教训。所以当发现漏洞漏水时，特别是浑水漏洞，应迅速组织人力和筹集物资，抢早抢小，一气呵成。抢护漏洞应以外堵为主，内导为辅，首先找到洞口，抢堵进水口，切不可不去找进水洞口，而去强堵出水口。探查洞口的方法有三种：ⓐ看漩涡，洞口较大，水面会产生漩涡;ⓑ如洞口较小，漩涡不明显，可于怀疑地点水面附近撒墨水、石灰水、木屑、碎纸片等，观看这些东西是否会下沉，同时观察出水口，如发现迹象，即可沿着上游这一方位，派水手或水性好的人员下水摸探，下水时必须注意人员安全，如进水口不大，可派水手或水性好的人员直接下水摸探进水口;ⓒ用塑料布查洞，将塑料布的下端捆以重物投入水中，两人牵着上角贴近堤坡移动，如感觉拖拉费劲并辨明不是木桩或是树根挡住时，或出水口水流减弱，或水面有连续水泡冒出时，就说明这里有漏洞。

由于漏洞一般在迎水坡有洞口，所以抢护应以外堵为主，视情况在堤内出口用倒滤为辅，或两者兼施的原则。堵塞进水口法是抢护漏洞最常用的方法。在摸清洞口位置及口径大小等基本情况后，如洞口较小，周围土质较硬，可用大于洞口直径一倍的铁板挡住洞口，或用软楔(用绳结成圆锥形的网罩，内填稻草、麦秸草等)草捆等堵塞洞口，四周再围筑土袋。如洞口土质软化，又系多数小洞口，可用棉絮或塑料布顺坡铺盖洞口，上面再压土袋，漏水止住后再在外面用透水性较小的泥土，抢做外帮。如无明显洞口，也可用含水量较大的黏土做外帮，采用人工踩实，减少渗漏水量。在抢堵漏洞进口时，切忌乱抛砖石等块状料物，以免架空，致使漏洞继续扩大。软帘堵盖是最常见的有效措施之一，根据软帘所用的材料不同，效果也不一样，且都存在一个问题。从近几年进行的漏洞试验情况来看，洞口位置的探找，软帘的材料，抢堵的程序都十分重要，都决定了抢堵的成败。围井倒滤法是在迎水坡难以找到洞口的情况下，凭经验判断洞口部位，在此附近做黏土外帮，同时可在漏洞出口周围，用土袋做弧形围井依序辅放粗砂、碎石块等导渗材料，厚度各约0.2～0.3m，围井高度以能实现漏出的水中不挟带泥砂即可。另外，在抢护漏洞时应避免在漏洞进出水口附近打桩，否则会使土壤振动，加剧险情。

4 土坝渗漏的加固措施

以上介绍的均是汛期应急救护措施，不能从根本上解决坝堤的渗漏问题，寿县正南淮堤为砂基砂堤，未加固前，渗漏严重，每年汛期淮水上涨后，都会出现众多险情，翻砂鼓水、管涌等现象到处可见，近年来先后采取高压喷射垂直铺膜防渗、开槽垂直铺塑防渗、斜坡铺塑防渗、深层水泥土搅拌墙、锥探灌浆、高压摆喷灌水泥浆等防渗措施，并在背水坡渗漏严重的地段铺设砂石导滤沟，低洼段采取填塘压渗，取得了明显的效果。在2007年淮河正阳关水位高达26.40m时，治理堤段背水侧散浸渗漏，治理后很少出现翻砂鼓水现象。

5 结语

土坝渗漏的原因是多方面的，处理措施也是多种多样的，选用处理措施要根据土坝的填筑材料和内在质量，分析其渗漏原因，然后选择经济实用的处理方案，从而使之发挥防洪保安作用。

1 GB 50286—98堤防工程设计规范［S］．

2 SL 260—98堤防工程施工规范［S］．

3 SL 239—1999堤防工程施工质量评定与验收规程［S］．

4 牛运光.土坝安全与加固［M］.北京：水利电力出版社，1998：319 －322．

5 水利部水利管理司，等.防汛与抢险［M］.北京：水利电力出版社，1995：32 －83，125 －131．

6 张俊华，等.河道整治及堤防管理［M］.郑州：黄河水利出版社，1998：130 －156．

Discussion on Common Dangers and Treatment Measures of Soil Dams

TAO Yu-miao
(Hefei University of Technology Construction Supervision Co．，Ltd．，Hefei230009，China)

Soil dam seepage is the thorny problem that we often encounter and confront in flood control emergency control work．This paper analyzes the causes of soil dam seepage．Project practice is combined at the same time to introduce treatment measures during several states of emergency．

soil dam;dangers;treatment measures

TV871

A

1005-4774(2013)08-0063-03