堤坝中的穿堤涵闸外围防渗分析及加固

张爽

摘 要：穿堤涵闸是水利工程中的重要组成部分，其主要作用是防止堤坝受到洪水侵害。穿堤涵闸主要由贯穿堤坝的排水涵洞和分置于涵洞进出口处的防洪闸门所组成。穿堤涵闸在使用的过程中容易受到多种因素的侵袭而导致穿堤涵闸遭受一定的破坏，不同的影响因素将会对穿堤涵闸的运行产生不同程度的影响。在众多的影响因素中，穿堤涵闸外围渗透所导致的穿堤涵闸损坏现象较为突出和常见。

关键词：穿堤涵闸；外围渗透；防渗加固

中图分类号：TV54 文献标志码：A

0 前言

土筑堤坝是应用于我国防洪堤坝中的一种堤坝形式，土筑堤坝建造简单、成本较低，并能取得较为良好的防洪效果，因此在我国堤坝建筑中应用较多也较为广泛。在土筑堤坝的应用中容易受到河水渗透侵袭并导致堤坝稳定性下降。穿堤涵闸作为土筑堤坝中的重要组成部分，其是否能正常运行直接影响着堤坝的使用性能。由于受土筑堤坝自身结构和材料特性的影响其抗渗性较差，穿堤涵闸外围渗透将导致穿堤涵闸受到一定的破坏，甚至会影响穿堤涵闸的使用性能。在穿堤涵闸的应用中，需要积极做好穿堤涵闸的防渗加固工作，保障穿堤涵闸安全、可靠地运行。该文将以某土筑堤坝中的穿堤涵闸为例，对穿堤涵闸外围渗透给穿堤涵闸所造成的破坏进行分析，并就如何做好穿堤涵闸的防渗加固进行阐述。

1 穿堤涵闸的渗透破坏问题

穿堤涵闸是一种应用于防洪排涝作业的重要设施，做好对于穿堤涵闸的维护保养是保证堤坝安全运行的关键。通过对影响穿堤涵闸正常运行的各因素进行分析后发现，渗透破坏是对穿堤涵闸安全运行影响最大同时也是最严重的一个影响因素。穿堤涵闸渗透现象主要表现在以下几个方面。

1.1 穿堤涵闸与土筑堤坝接触面是渗漏

穿堤涵闸与土筑堤坝的接触面（涵洞外周）在长期的使用中将会产生渗漏问题，这是由于穿堤涵闸主要以混凝土为主要建材而土筑堤坝主要以土为主要材质。两者之间的特性差异较大，在内应力和其他外作用力的作用下所产生的收缩变形有所差异，进而导致在穿堤涵闸与土筑堤坝的接触处形成渗漏缝隙导致渗透问题的产生。渗透水多沿着涵洞与土筑堤坝的接触面集中通过而后在涵洞出口外围渗出，如未能对这一现象采取有效的防渗加固措施将容易因集中渗流而导致塌陷现象的产生。

1.2 涵洞裂缝或是涵洞老化破损所导致的渗漏

对于一些使用年限较长的土筑堤坝与穿堤涵闸，其在长期的使用过程中穿堤涵闸的涵洞老化破损并导致自身防渗效果下降，尤其是水流通过涵洞及入口两端的砌体裂缝渗入穿堤涵闸外围致使位于穿堤涵闸涵洞外围的纵向与横向渗流汇合进而导致大面积的渗透病害，严重影响穿堤涵闸的安全使用。

2 造成穿堤涵闸产生渗透破坏的原因

造成土筑堤坝中的穿堤涵闸产生渗透破坏的主要原因在于堤坝两侧存在着极大的水位差，在水压力的作用下水流将渗透入土体并容易导致渗流破坏。尤其是在一些建造时间较长的土筑堤坝中由于土筑堤坝自身结构与施工工艺的缺陷更容易产生渗漏病害。在穿堤涵闸与土筑堤坝的接触部分，由于受空间等因素的限制无法大规模的使用机械设备致使穿堤涵閘外围的填筑土体的密实度不足，土壤之间的间隙较大，水流容易通过间隙，造成管涌或是流土现象，影响穿堤涵闸使用的稳定性与可靠性。

3 做好穿堤涵闸外围土体的防渗加固

穿堤涵闸外围土体所形成的渗透破坏对于穿堤涵闸的安全运行影响较大，为保障穿堤涵闸的安全运行需要积极做好穿堤涵闸的防渗加固。在穿堤涵闸外围的渗透路径多集中在穿堤涵闸涵洞两侧，因此应当采取有效措施做好穿堤涵闸涵洞两侧的防渗加固，针对穿堤涵闸涵洞两侧的防渗加固可以分为应急处理和系统治理2种处理方法，应急处理主要是通过对穿堤涵闸出口端（迎水坡）进行处理用以降低穿堤涵闸所受到的渗透破坏。而系统处理则是通过对穿堤涵闸涵洞进出口两侧及其他一些易渗透部位采取措施进行系统性的防渗加固，保障穿堤涵闸的安全运行。在对穿堤涵闸进行应急防渗加固中可以采用以下的防渗加固方法。

3.1 钻孔灌浆法

在应用此方法进行防渗加固时，可以在穿堤涵闸涵洞出口端两侧范围内以品字型结构对堤坝进行钻孔，钻孔深度与穿堤涵闸涵洞地基基础持平，而后通过向钻孔内以一定的压力注入浆液从而使得浆液能够沿着土壤中的孔隙与土体形成良好的防渗帷幕，对沿着穿堤涵闸涵洞两侧的渗透进行充分的拦截，保障穿堤涵闸的安全运行。

3.2 堤坡铺盖混凝土

除了采取钻孔灌浆在土筑堤坝中形成防渗帷幕外，可以在穿堤涵闸出口端的易渗漏堤坡范围内构筑混凝土防渗层，以阻止江水渗入穿堤涵闸涵洞外围。在这一方法的应用中需要注意的是不仅需要对穿堤涵闸涵洞外围构筑防渗墙，对于穿堤涵闸涵洞出口拦墙也需要进行防渗处理。

3.3 换土回填处理法

由于穿堤涵闸涵洞外围渗透主要是由于土壤密实度不够导致的，可以通过采用明挖换土法将穿堤涵闸外围的土体用混凝土类、填夯灰土筑底并在上层覆盖回填黏土即可。这一处理方法能够打破或是截断在土筑堤坝中江水渗漏的管径，对于预防穿堤涵闸外围渗透有着极为良好的应用效果。

3.4 挖孔桩换土回填法

这一方法其基本原理与明挖土回填处理法基本相同，不同的是无需对整个穿堤涵闸外围两侧进行开挖而是通过开挖桩孔并在桩孔中注入混凝土或是夯填灰土，用以截断或是阻隔穿堤涵闸外围两侧的渗漏。相较于明挖换填土其施工更加简单、成本更低。

3.5 加注混凝土截水墙

针对穿堤涵闸外围渗漏问题可以在穿堤涵闸出口端加筑混凝土截水墙用以破坏穿堤涵闸外围的渗透路径，降低渗透对穿堤涵闸所造成的破坏。除了采用应急处理方法外在对穿堤涵闸进行系统性防渗处理中可以结合穿堤涵闸的渗漏特点制定系统性的防渗方案，在穿堤涵闸外围的渗漏路径中构建起完善、系统性的防渗截流墙，保障穿堤涵闸的安全运行。

3.6 在穿堤涵闸涵洞洞身段加设截水环

在穿堤涵闸涵洞洞身段加设截水环用以增强穿堤涵闸涵洞洞身的防渗性，所加设的截水环位置和伸出外壁的长度都需要经过详细的测算用以满足涵洞洞身的防渗需求。截水环应当设置在涵洞洞身2个伸缩缝之间并在其中加设防渗止水设施.对于破损的穿堤涵闸涵洞伸缩缝止水措施，可以采用在穿堤涵闸涵洞洞身伸缩缝内壁压条固定的方式对涵洞洞身的防水性进行优化加固，以提高穿堤涵闸涵洞洞身的防渗性。对于回填土条件较差的穿堤涵闸可以使用黏土防渗环对穿堤涵闸涵洞洞深的防渗性进行加固，对于涵洞洞身分段用黏土回填施工的，需要使其合理的沿布在所需要回填的长度范围内，用以最大限度地满足涵洞洞身防渗性。

4 结语

构筑于土筑堤坝上的穿堤涵闸因外围渗透所造成的变形问题严重影响着穿堤涵闸的安全运行，为提高穿堤涵闸运行的安全性需要对土筑堤坝的穿堤涵闸外围做好防渗加固，以确保穿堤涵闸具有良好的防渗效果减少因渗透所导致的变形损坏。该文在分析渗漏对穿堤涵闸所造成变形损坏的基础上对如何做好穿堤涵闸外围防渗加固进行了分析介绍，通过防渗加固避免穿堤涵闸的渗透变形问题，保障穿堤涵闸的运行安全。

参考文献

[1]刘川顺，王长德，刘金才，等.穿堤涵闸防渗帷幕的方案研究[J].人民长江，2000，31（6）：16-17.

[2]陈小平.关于穿堤涵闸发生渗透变形的原因分析与加固技术探讨[J].四川水泥，2017（2）：307.

[3]荆旭春，孔令惠.旋喷桩在穿堤涵闸工程地基处理中的应用[J].黄河水利职业技术学院学报，2006，18（4）：8-10.