雷思

（安乡县安造大垸水利管理委员会 湖南常德 415000）

在我国，堤防工程主要修建于冲积型地基，此种地基整体上呈现出双层结构，在强透水层的上方有弱透水层覆盖。当覆盖层厚度较薄且水位相对较高时，坡脚周围易产生渗透变形的现象。对于穿堤涵闸，它在河堤中具有重要作用，是特殊部分之一，同时也是工程当中的薄弱环节，汛期时，与堤坝相比，更易产生渗透破坏。

1 穿堤涵闸产生渗透变形的主要原因

根据以往工程实践，穿堤涵闸产生渗透变形的主要原因包括下列几个方面。

1.1 涵闸的建造减弱了堤防自身防渗功能

在建造涵闸的过程中，因对进水口和出水口进行开挖，不但降低了堤身强度，使渗径变短，而且还会使覆盖层揭露，对地基土造成不同程度的破坏，打破原本的渗透水压力和土体自重保持的平衡关系，继而使穿堤涵闸产生一定程度的渗透变形。此外，在建造涵闸的过程中，如果涵洞外壁的填土未能达到密实，或未采取有效的截流措施，则极易造成渗透变形，引起集中渗流现象[1]。

1.2 勘测设计不到位，导致防渗设施存在先天缺陷

工程施工前的勘测设计不到位，对地质条件的了解不够充分。当前很多穿堤涵闸都始建于90年代，因工程规模并不大，所以在建造涵闸以前很少进行深入的地质勘探，未能充分了解地质条件，进而无法有针对性的进行渗流控制设计。另外，对涵闸自身渗流特点也缺少深刻的理解与认识，渗流控制的设计难以满足实际要求。相较于开敞式水闸，穿堤涵闸为典型的窄长构造物，其两侧渗流会对闸基渗流造成明显影响；与此同时，穿堤涵闸还属于地下建筑物，如果堤身产生渗流，则也会对闸基的渗流造成影响，所以闸基渗流并不属于有压流。然而，当前还没有针对穿堤涵闸的专门渗流计算要求与规范，一般是视作开敞式水闸，按渗流系数来确定纵向上的防渗长度，在对地下轮廓进行合理布置，通过直线比例法等的应用，或对阻力系数法进行改进，验算渗透的坡降情况，此时，并未对两侧发生的绕渗给足重视，所用防渗板向两侧的展布不足，根本无法向两侧进行延伸，此渗透控制设计无法达到预期效果。此外，涵闸进行垂直防渗时，由于防渗体所在位置不科学，难以发挥预期作用[2]。

以某穿堤涵闸工程为例，它处于强透水层之上，为对闸后管涌的问题进行有效处理，在闸前的地板下，修筑一条防渗帷幕，其长度为64m，但实际的防渗效果却未能达到预期，在汛期出现一定程度的管涌。由于此闸基砂层实际埋藏深度较浅，加之防渗帷幕结构又设置在坡脚处，所以河水极易通过帷幕的顶部，到达强透水层的内部。

1.3 施工不当，使闸基留下渗透变形隐患

涵闸工程施工中，对基坑进行开挖施工前，没有对基坑中的地下水进行降水，或采用排水措施进行排水，导致在开挖的过程中造成流砂，在流失了大量的细颗粒以后，闸基局部被完全掏空，使闸基留下渗透变形隐患。此外，为有效增强闸基自身承载能力，现场施工人员经常在底部加铺一道碎石，如果没有采取直截流措施，则碎石层会在底部形成若干条渗流通道。

1.4 老化损坏

在工程持续运行多年以后，洞身上的止水设施将严重老化，进而失效，或堤身上的荷载不均匀，导致闸基出现差异沉降，致使止水断裂。因洞身止水失去应有的功能，在汛期时，堤身的渗水会携带大量泥沙以射流状不断向洞中渗透，在开闸防水的过程中，洞中水流由开始向洞外发生渗漏。以上两种情况仅会造成土体冲蚀，产生集中渗流的通道。

2 穿堤涵闸防渗加固技术

2.1 反压工程

目前，很多穿堤涵闸都在背水侧布置了反压闸，在汛期时，反压闸和穿堤涵闸充水，抵消因水位产生的较大水头。然而，因反压闸设于渠道，其底部弱透水层的覆盖较薄，局部甚至无覆盖层，所以反压闸可以承受的水头是有限的，汛期时，反压闸仍然可能产生渗透变形，对此，应在渠道上新建反压坝。通过反压措施的应用，能保证度汛安全，但并不能完全消除渗透变形隐患，同时反压坝还是重要的抢险设施，为避免对灌溉等造成影响，在主汛期以后，应将反压坝拆除。基于此，当洪水频率较高时，建设反压工程需要的费用远远高于穿堤涵闸，同时还可能对穿堤涵闸造成影响，因此反压工程仅适用于部分工程，主要作为备用措施[3]。

2.2 防渗帷幕

当强透水层的厚度较薄，且埋藏深度相对较浅时，采用防渗帷幕将强透水层完全截断（图1），这样除了能起到良好的防渗作用，成本低廉，而且工程量相对较少，可在很短的时间内成型。然而，防渗帷幕不能在有深厚强透水层的闸基中使用，由于防渗帷幕如果要完全截断强透水层，则会很大的施工难度，质量难以保证，而且还会增大造价；同时，采用悬挂式结构，其防渗结构并不显著。为使防渗帷幕能和涵闸的外壁充分结合，并为施工提供方便，建议采用高压喷射的方法进行施工。在进行防渗帷幕施工时，还应对渠段周围施做反滤护砌。考虑到防渗帷幕主要作用为降低渗透压力，在渗流出口周围依然有很大的渗透坡降，所以要在出口处采用减压井，以此降低水头，避免绕渗[4]。

图1 防渗幕墙

2.3 接长涵洞

在水位相对较低的一端采用接长涵洞，同时予以回填，除了能使渗径延长，还能压渗，功效与盖重压渗相似。此渗透控制措施，在由于透水层较厚而难以进行垂直防渗的涵闸中十分适用。然而，当强透水层的实际埋深相对较浅时，其防渗长度应足够，而涵洞如果过长，则不仅会增大造价，而且还会对检修及清淤造成影响。因此，建议在涵洞出口处进行减压处理。

3 结束语

综上所示，穿堤涵闸产生渗透变形的主要原因包括涵闸的建造减弱了堤防自身防渗功能、勘测设计不到位，导致防渗设施存在先天缺陷、施工不当，使闸基留下渗透变形隐患、老化损坏，为避免穿堤涵闸产生渗透变形，可采用反压工程、防渗帷幕及接长涵洞等加固技术。