堤防破坏形式成因及除险措施分析论文_张鹏

堤防破坏形式成因及除险措施分析论文_张鹏

水利部漳卫南局德州水利水电工程集团有限公司 山东 德州 253000

摘要:本文简单介绍了渗透破坏和下陷的成因及除险方案。

关键词:渗透破坏;下陷;成因;加固

一、堤防常见破坏形式的成因和分类

(一)土堤堤身渗透破坏的成因和分类

堤身的渗透破坏包括三种类型:渗水(散浸)造成的堤坡冲刷、漏洞和集中渗流造成的接触冲刷。分述如下:

1.堤坡冲刷

堤坡冲刷系由背水堤坡渗水所致。一种是堤坡的出逸比降大于允许比降而产生的渗透破坏,另一种是渗水集中后造成对坡面的水流冲刷。应当说,对背水侧地下水位(或水头)较高的情况,当发生持续高水位时堤坡渗水是必然的。关键是出逸点不应过高,渗流量不应过大,以免造成堤坡的渗透破坏和水流冲刷,甚至导致滑坡,对这种有害渗水必须采取措施进行除险。造成出逸点过高的主要原因有:堤身断面宽度不够,堤坡偏陡;堤身尤其是后加高的堤身透水性强,或填筑层面明显,导致堤身的水平向渗透系数偏大;新老堤身、堤段施工接头处存在薄弱结合面。

2.堤身漏洞

堤防背水坡及堤脚附近出现横贯堤身的流水孔洞称为漏水洞。由于漏水洞中的集中水流对土体的冲刷力很强,因此对堤防的危害性极大。产生漏洞的主要原因有:堤身质量差,土料含砂量高,有机质多;有生物洞穴或其它易腐烂的物料;其它隐患,如旧涵洞、坑窖、棺木等。

3.堤身接触冲刷

当堤身发生集中渗流且冲刷力大于土体的抗渗强度时,在集中渗流处就会产生接触冲刷破坏。造成堤身集中渗流的主要原因有:穿堤建筑物与堤身间出现裂缝;新老堤身结合面未清基或清基不彻底;堤防分段建设的结合部填筑密度低等。由于接触冲刷的发展速度往往较快,因此对堤防的威胁很大,必须对其进行除险加固。

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(二)抛石基础+沉箱+混凝土挡墙堤身破坏的成因和分类

堤面下陷堤面下陷的成因主要是:(1)混凝土挡墙之间的分缝漏砂;漏砂住要是分逢间的止水片老化、腐蚀、脱落造成的;分逢漏砂使堤身填充无流失,堤身由下至上掏空,在堤身内部形成空洞,从而造成下陷;由于堤身内部掏空,从表面观察无法及时发现(特别是对于堤顶有铺设地砖的堤段),其出现的时间具有无法预测性,并且是突然性下陷,丝毫没有征兆;此类下陷在珠江堤岸十分常见,并且对堤身及堤面上的行人都存在很大的安全隐患。

(2)回填物密实度不够或者回填物中存在易腐烂物料造成的下陷 当堤岸局部回填物密实度不够会造成比较大的沉降,从而会形成陷坑;回填物中有易腐烂物料也是会形成局部下陷;此类下陷是属于堤岸施工不够规范造成的,在堤岸建成后的短期内容易出现。

二、堤岸破坏除险方案的选择

(一)土堤堤身渗透破坏除险方案的选择堤身渗透破坏包括渗水(散浸)漏洞和集中渗流三种类型。根据其不同特点,应选择各自适宜的除险加固措施。

1.渗水除险方案的选择

渗水往往会导致背水坡的脱坡、冲刷、流土甚至形成漏洞和陷坑,应根据其产生的原因和危害程度,采取相应的工程措施进行除险加固。

a.对威胁背水坡抗滑稳定的严重有害渗水,可采用填筑压实法、机械吹填法或放淤固堤法加宽培厚堤身或做透水后戗,也可以在临水坡外邦或增建防渗斜墙,或采用劈裂灌浆、锥探灌浆、垂直铺塑等做垂直防渗。

b.对不至于威胁堤坡抗滑稳定,但可能产生堤坡冲刷、流土破坏的渗水,可采用贴坡反滤、透水后戗的方法进行除险。

2.漏洞和跌窝除险方案的选择

堤身漏洞和跌窝往往由生物洞穴产生,汛前较难发现,但这种险情在汛期往往发展很快,加之堤身断面有限,对堤身的危害很大,汛期抢险困难,酿成溃口者有之。为防患于未然,汛前应首先对漏洞和跌窝隐患进行巡视、探查。对洞穴应采取开挖回填的方法进行除险,如果开挖回填困难可以采取充填灌浆的办法进行处理。

3.集中渗流除险方案的选择

a.对堤身与穿堤建筑物基础接触面的集中渗流,可采用高喷或静压注浆在临水侧做垂直防渗,也可以在接触面采用静压注浆的办法进行处理,必要时在背水侧做反滤保护。对堤身与穿堤建筑物侧墙间的集中渗流,可以采用接触面静压注浆的方法进行处理。

b.对新老堤身结合的水平层面产生的集中渗流,可采用临水侧开挖回填封堵或接触面充填灌浆的方法进行处理。

c.对堤防分段建设的结合部产生的集中渗流,可采用临水坡截渗或结合部挤密灌浆的方法进行处理,必要时在背水坡采取反滤保护措施。

(二)抛石基础+沉箱+混凝土挡墙堤身破坏除险措施

1.混凝土挡墙之间的分缝漏砂

对于止水片已老化、腐蚀、脱落的分缝,应采用相应的工程措施进行除陷修复。

a对于未造成漏砂的分缝止水片已老化、腐蚀、脱落的应清除分缝内老旧的填充物及其它杂物;并采用SBS改性沥青水乳型涂料混合一定比例的砂、水泥制成混合料,填充缝隙,进行防水防漏处理。

b对于水片老化、腐蚀、脱落并已经出现漏砂但未出现下陷的分缝,应当分2步进行处理:(1)从漏砂对应的堤面进行开挖,开挖至漏砂处,并在分缝出铺设土工膜,再按照设计规范回填、压实。(2)清除分缝内老旧的填充物及其它杂物;并采用SBS改性沥青水乳型涂料混合一定比例的砂、水泥制成混合料,填充缝隙,进行防水防漏处理。

c对于已经出现漏砂并且出现下陷的;应当分2步进行处理:(1)从漏砂对应的堤面进行开挖,开挖至漏砂处,并在分缝出铺设土工膜,再按照设计规范回填、压实。(2)清除分缝内老旧的填充物及其它杂物;并采用SBS改性沥青水乳型涂料混合一定比例的砂、水泥制成混合料,填充缝隙,进行防水防漏处理。

2.回填物密实度不够或者回填物中存在易腐烂物料造成的下陷由于堤顶无其他建筑物,所以对回填物的处理相对简单;a对于回填不密实处应按照设计要求重新进行回填,压实。b对于回填物中存在易腐烂物料的,一般需要对下陷处进行开挖,挖出易腐烂物后再按照设计标准回填、压实。

参考文献:

[1]渠道防渗工程技术规范(SL18-2004).

[2]聚工烯(PE)土工膜防渗工程技术规范(L/T231-98).

[3]堤防工程施工质量评定与验收规程(SL239-1999)

论文作者:张鹏

论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期

论文发表时间:2018/11/9

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