伦冠贵 （安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司，安徽 合肥 230000）

1 工程概况

安徽省淠史杭灌区是淠河、史河、杭埠河三个毗邻灌区的总称，总面积13130 km2（不含河南省灌区），灌区设计灌溉面积73万hm2。沣西干渠是位于安徽省中西部六安市境内的史河灌区的四大干渠之一，以其位于沣河之西而得名，干渠于1958年开工，1969年全部建成，自渠首闸起，经石庙闸、彭店闸，止于赵庄节制闸，全长77.12 km。

沣西干渠经过几十年的运行及续建工程配套，大部分渠系及渠系建筑物已基本完善，但部分渠段现状仍存在堤身渗漏问题，部分区段在汛期险情频发，漏水严重。为保护堤防安全，改善农业生产条件，提高水资源利用率，促进项目区农村经济可持续发展，需对渗漏段堤防进行加固处理。

2 工程地质概况及堤防渗漏原因分析

2.1 工程地质概况

工程区地层属皖北（华北）地层区两淮分区长丰小区。区内河湖相沉积较为发育，新生代以来，新构造运动以间歇性交替升降运动为主，形成了各级阶地以及复杂的第四纪地层。工程区出露及钻孔揭露地层叙述如下。

新近人工堆积层（Qml4）：人工填土，主要成分为重粉质壤土，灰黄色，局部为灰色，可塑，土质较为松散，含少量铁锰质矿物，中等偏高压缩性。主要分布于填方段，切岭段顶部多有堆积，来源于附近渠道开挖弃土或堤后就近取土，土性一般与附近堤基上部土层相近。

第四系上更新统冲积层（Qal3）：②层重粉质壤土～粉质粘土，灰黄～褐黄色，可塑～硬塑，含少量铁锰质结核及高岭土，中等压缩性，弱～中膨胀潜势。

2.2 堤防渗漏原因分析

沣西干渠填方段堤身由人工填筑土组成，填土主要来源于附近渠道开挖弃土或堤后就近取土，填土成分以重粉质壤土～粉质粘土为主，局部为中粉质壤土。由于堤防大都建于上世纪五六十年代，施工质量差，原堤防内部填筑质量不均衡，土质松散，压实度未达到设计要求，且未对堤身、堤基做任何防渗处理，造成部分渠段堤防渗漏严重，特别是高水位运行时，渗漏现象更为突出，不仅给堤防安全留下较多隐患，而且造成了严重的水资源浪费，导致渠系水利用系数降低。

3 堤防加固处理前渗漏稳定计算分析

3.1 计算断面

根据历年统计的险情和对勘探资料进行分析，结合地形、堤高及历年险情发生位置，本文选取陈老庄渗漏段桩号4+209断面作为计算典型断面。

3.2 计算方法

依据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）中有关渗流及渗透稳定计算的规定，选用河海大学力学研究所编制的《水工结构有限元分析系统（AUTOBANKv7.07）》堤防渗流场计算程序，对选取的典型断面进行渗流稳定计算。

3.3 计算参数选取

各土层参数依照该渗漏段的地质资料选取，详见表1。

3.4 计算工况

根据《堤防设计规范》（GB50286-2013）中有关渗流及渗透稳定计算的规定，渗流稳定按以下两种工况进行计算。

①正常运行期：临水侧为设计水位，背水侧为无水。

高校传统的教学方法是填鸭式，加上工程结构试验课程的特点，教学效果不太理想。很难达到培养学生综合能力的目标。使其从“要我学”转变为“我要学”。

②水位降落期：临水侧24 h内由设计水位降3 m，背水侧无水。

3.5 计算结果

陈老庄渗漏段渗流稳定计算结果详见表2及图1、图2。

由计算结果可知，各工况下出逸点渗透比降计算值均大于允许值，出逸点高程也较高。加之考虑到渠道填方段堤

渗流稳定计算参数表 表1

加固前堤防渗流稳定计算结果表 表2

图1 加固前正常运行期水力坡降等值线图

图2 加固前水位降落期水力坡降等值线图

身填筑年代久远，填筑质量较差，现状堤身渗漏也较严重，因此对渠道堤防填方渗漏段进行防渗加固处理。

4 堤防防渗加固处理方案

结合工程区地质情况及目前的施工技术水平，堤防渗漏加固处理可选择的技术措施主要有土工膜防渗以及多头小直径水泥土防渗墙。

4.1 土工膜防渗

复合土工膜分为一布一膜和两布一膜，抗拉、抗撕裂、顶破等物理力学性能指标高，产品强度高，延伸性能较好，变形模量大，耐酸碱、抗腐蚀，耐老化，防渗性能好，能满足水利、市政、建筑等工程建设中的防渗、隔离、补强、防裂加固等工程需要。

4.2 多头小直径防渗墙

多头小直径防渗墙是以水泥作为固化剂，通过桩基在地基深处将土体和固化剂强制搅拌，利用固化剂将土体和水所产生的一系列物理化学反应，使土体硬结成具有良好的整体性、水稳定性、不透水性并具有一定强度的水泥土防渗墙，达到截渗目的。适用于处理饱和软黏土、淤泥、淤泥质土、黏性土、素填土等地基的加固。

参照灌区已建工程经验，土工膜防渗造价最低、防渗效果明显，但易老化，使用寿命短；多头小直径防渗墙施工造价较高压喷射灌浆低，且较高压喷射灌浆施工方便，近年来应用在淠史杭灌区淠河总干、史河总干滁河干渠等多处渠道除险加固中，防渗效果较好。因此，本工程对堤防渗漏段处理选用多头小直径防渗墙的加固方案。

加固后堤防渗流稳定计算结果表 表3

5 多头小直径防渗墙设计

本次设计多头小直径防渗墙水灰比0.8:1～1:1，水泥掺入量不小于12%，水泥新鲜无结块，过4900孔筛余量不大于5%，防渗墙伸入堤基重粉质壤土层不小于1.5 m，且不小于渠底以下0.5 m。

墙体抗渗厚度按下式确定：

T=ΔH/i

式中：T——墙厚(m)；ΔH——上、下游水头差；i——水泥土允许坡降，取i=60。

经计算得水泥土防渗墙厚度为8 cm～9 cm时即可满足抗渗要求，本次设计考虑到施工连续性、均匀性和竖向偏差，初拟成孔孔径30 cm，桩体间水平向搭接长度10 cm，则多头小直径墙体有效理论厚度可达22.4 cm，满足抗渗要求。

图3 防渗墙平面布置示意图(单位:mm)

6 堤防加固处理后渗漏稳定计算分析

对堤防进行防渗加固处理后，仍对选取的陈老庄渗漏段断面作为渗流复核计算断面。计算参数、方法及工况同加固前，计算结果见表3及图4、图5。

图4 加固后正常运行期水力坡降等值线图

图5 加固后水位降落期水力坡降等值线图

由计算结果可知，对堤防渗漏段进行多头小直径防渗墙加固处理后各工况下出逸点渗透比降计算值均小允许值，出逸点高程也较处理前降了1 m左右，渗流稳定满足要求防渗效果明显。

7 结语

沣西干渠堤防渗漏段采用多头小直径防渗墙加固处理后，经过1年多运行，未再发现渗漏现象，防渗效果显著。根据此次堤防渗漏加固处理的工程经验，堤防存在渗漏现象时，首先应找出渗漏原因，然后通过地质勘查查明堤身、堤基土质，因地制宜，制定经济合理、施工简便、技术可行、防渗效果明显的处理方案，力求一步治理到位，彻底根治渗漏现象。