摘要: 摘要:河道堤防工程是防洪减灾和水资源安全保障的重要基础设施,其防渗能力直接关系到堤身稳定、堤基安全和沿岸区域防洪安全。受长期水流冲刷、渗流作用、土体老化、施工质量差异及极端降雨影响,部分堤防容易出现渗漏、管涌、滑坡、裂缝和沉降等病害。本文围绕河道堤防...
  • DOI:

    10.13738/j.cnki.acc.qklw60536

  • 专辑:

    科学Ⅰ辑;信息科技

  • 专题:

    信息、科学;综合科技

  • 分类号:

    G90;N92

摘要:河道堤防工程是防洪减灾和水资源安全保障的重要基础设施,其防渗能力直接关系到堤身稳定、堤基安全和沿岸区域防洪安全。受长期水流冲刷、渗流作用、土体老化、施工质量差异及极端降雨影响,部分堤防容易出现渗漏、管涌、滑坡、裂缝和沉降等病害。本文围绕河道堤防工程防渗加固处理技术展开研究,分析常见渗漏成因、技术类型、施工控制和管理优化措施,以期为堤防安全治理提供参考。

关键词:河道堤防;防渗加固;渗流控制;管涌治理;施工技术

引言

河道堤防承担拦洪、导流、护岸和保护沿岸生产生活安全的重要功能。随着部分堤防服役年限增长,加之河流水位频繁涨落、雨洪过程增强和外部建设活动影响,堤防渗漏隐患逐渐显现。若防渗处理不及时,渗流可能削弱堤身土体强度,诱发管涌、流土、塌陷甚至溃堤风险。因此,研究堤防工程防渗加固处理技术,对于提高防洪安全水平和延长工程使用寿命具有重要意义。

一、河道堤防渗漏病害类型及形成原因

河道堤防渗漏病害具有隐蔽性、渐进性和突发性并存的特点。常见表现包括堤背坡散浸、坡脚冒水、堤基管涌、堤身裂缝渗水、接触面渗漏和涵闸穿堤建筑物周边渗漏等。堤身散浸多与填筑土料透水性偏大、压实度不足、分层碾压不均和施工接缝处理粗糙有关,水位升高后渗流沿薄弱层逐渐扩散,使堤坡局部潮湿、软化甚至出现滑塌。堤基管涌则常发生在砂性土、粉细砂或透水夹层发育区域,当渗透坡降超过允许范围时,细颗粒被水流带出,形成冒砂、浑水和空洞,若不及时处置,可能发展为重大险情。裂缝渗漏多与干湿循环、温度变化、堤身不均匀沉降和动物洞穴有关,裂缝一旦贯通或与内部孔隙连通,便会形成集中渗流通道。穿堤涵闸、管线和旧堤加高接合部也是防渗薄弱区域,结构物与土体之间若回填不密实或止水措施不足,容易出现绕渗和接触冲刷。河道长期冲刷、岸坡淘刷和水位骤降还会改变堤防受力状态,使堤坡稳定性下降。由此可见,堤防渗漏并非单纯由水位上涨引起,而是土体性质、结构缺陷、地基条件、施工质量和运行维护多因素共同作用的结果,治理前必须准确查明渗漏通道和危险程度。

二、河道堤防防渗加固主要技术方法

河道堤防防渗加固技术应根据病害类型、地质条件、水位变化和施工环境合理选择。对于堤身渗透性较强或局部填筑质量不足的堤段,可采用黏土斜墙、复合土工膜、混凝土防渗墙、水泥土搅拌墙和高压喷射灌浆等方式构建防渗屏障。黏土斜墙适用于土料来源稳定、施工空间较充足的工程,具有材料适应性强、成本相对较低的特点,但对压实质量和含水率控制要求较高。复合土工膜防渗效果较好,施工速度快,适用于堤坡或堤身表层防渗处理,但应重点保护膜材不被尖锐石块、植物根系和施工机械损伤。垂直防渗墙常用于堤基透水层较厚或管涌风险较高区域,通过切断渗流通道降低渗透坡降,适合重要堤段和险工险段治理。灌浆技术可用于裂缝、孔洞、松散土层和接触渗漏处理,通过浆液填充和固结改善土体密实度。对于坡脚冒水和堤基渗压过大的情况,单纯堵水未必合理,还应结合反滤排水措施,通过铺设反滤层、减压井、排水沟和导渗沟,将渗水有序排出,防止细颗粒被带走。护坡加固技术可与防渗处理结合使用,如采用浆砌石护坡、混凝土预制块、生态护坡和格宾石笼等方式减轻水流冲刷。不同技术各有适用范围,工程实践中常需多种方法组合应用,形成“截、堵、排、护”协调统一的防渗加固体系。

三、防渗加固施工过程中的质量控制

防渗加固施工质量直接决定治理效果,必须从材料、工艺、检测和现场管理等方面严格控制。施工前应开展详细勘察与复核,查明堤身填土结构、堤基地层分布、地下水条件、渗漏位置和历史险情记录,避免在病因不清的情况下盲目施工。采用土工膜防渗时,应先整平坡面,清除尖石、树根和杂物,铺设垫层后再展开膜材,焊接部位应保证搭接宽度、焊缝强度和连续性,施工完成后进行充气检测或真空检测,发现破损应及时修补。采用水泥土搅拌墙或高压喷射灌浆时,应控制桩位偏差、成墙深度、浆液配比、提升速度和搭接宽度,确保防渗墙连续闭合,不出现断墙、薄弱段和夹泥现象。灌浆施工应根据地层渗透性确定浆液浓度、压力和分序,压力过低难以充填空隙,压力过高则可能造成劈裂破坏或冒浆失控。黏土斜墙施工应控制土料塑性指数、含水率、铺土厚度和碾压遍数,分层压实后检测干密度和渗透系数,保证防渗体均匀密实。反滤排水工程应特别重视级配材料质量,反滤层粒径必须与被保护土体相匹配,既能排水,又能阻止细颗粒流失。施工期间还应加强水位、渗压、沉降和裂缝观测,对异常冒水、坡面变形和局部塌陷及时处置。防渗加固属于隐蔽性较强的工程,过程记录、影像资料、检测报告和验收文件应完整保存,为后期运行管理提供依据。

四、堤防防渗加固技术优化与长效管理

河道堤防防渗加固不仅是单次工程治理问题,更需与长期运行维护和风险管理紧密结合,以实现堤防安全的可持续保障。在技术优化方面,应根据堤防等级、保护对象、渗漏风险及资金条件,采取分区分类治理策略。对重要城市防洪堤、险工险段以及历史管涌多发区,应优先采用可靠性高、耐久性强的防渗墙、灌浆加固及监测预警组合措施,确保关键防护设施安全有效;而对于一般堤段,可结合堤坡整修、表层防渗和排水改善等经济适用型治理手段,实现投入产出平衡。设计阶段需避免单纯追求“全封闭堵水”,因堤防内部水压力若无法合理释放,可能引发新的稳定性问题。较优方案应在截渗与导渗之间取得平衡,使水流路径、渗透坡降及排水出口处于可控状态,从而减少渗漏和冲刷风险。管理层面,应建立科学的堤防安全巡查制度,重点检查堤背坡湿斑、坡脚冒水、动物洞穴、裂缝、沉降、护坡破损及穿堤建筑物周边变化。汛前应开展专项检查,汛期根据水位变化适时增加巡查频次,汛后及时复查渗漏和冲刷损伤,确保堤防各环节处于良好状态。信息化技术的应用能够显著提升堤防管理能力,通过渗压计、沉降观测、无人机巡查、视频监控及GIS管理平台,对重点堤段进行动态监测,及时发现隐患变化趋势,提高风险预警水平。对于已实施防渗加固的堤段,应定期评估治理效果,通过观测渗流量、浑水现象及堤坡稳定情况,防止病害复发,保障工程长期有效性。综合来看,堤防防渗加固工作应将工程技术措施、监测预警系统及日常养护管理紧密结合,实现“预防为主、治理为辅、监控到位”的长效管理模式。通过科学设计、分区分类、信息化监控与规范巡查的协同作用,堤防防渗加固才能真正形成长效安全保障,为河道防洪和沿河地区的社会经济安全提供坚实支撑,实现技术、管理和运行效益的有机统一。

五、结语

河道堤防工程防渗加固处理是保障防洪安全和堤防稳定运行的重要措施。针对堤身散浸、堤基管涌、裂缝渗漏和结构物接触渗漏等问题,应在查明成因基础上合理选择黏土斜墙、土工膜、防渗墙、灌浆、反滤排水和护坡加固等技术。实践中还需加强施工质量控制、隐蔽验收和运行监测,推动防渗治理由单点修补向系统加固、由事后抢险向主动预防转变。

参考文献

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