□楊常青（山西省汾河中下游水務(wù)管理局）

1 引言

我國(guó)已建堤防達(dá)27萬(wàn)km，這些堤防工程在每年的汛期發(fā)揮著巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，但是，這些堤防絕大部分是20世紀(jì)50-70年代建成的，由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)和認(rèn)識(shí)水平，加上片面追求高速度和“土法上馬”，并且大量采用了壩下涵管，經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，工程老化、失管失修；而且有一部分涵管是堤防建成后附近居民擅自破堤埋管，這些極容易引起涵管滲漏，工程隱患十分突出，嚴(yán)重的會(huì)危及堤防安全。

近年來(lái)國(guó)家雖然加大了對(duì)江河治理的投入，包括對(duì)舊河道的疏浚拓寬，對(duì)原有堤防的加高培厚；但是，在加高培厚堤防過(guò)程中，對(duì)原堤防穿堤涵管的處理是關(guān)鍵，特別是新、舊堤防結(jié)合處仍是這些穿堤涵管的薄弱環(huán)節(jié)，處理不當(dāng)仍容易留下隱患。

2 穿堤涵管滲漏原因分析

2.1 地基不均勻沉陷

堤防加寬培厚時(shí)，由于新、老堤防填筑時(shí)間、材料、填筑工藝不同，在結(jié)合面上極容易形成沉降不均勻、引起涵管沿長(zhǎng)度方向荷載大小不同，基礎(chǔ)未做較好處理，極容易因地基沉陷不均而出現(xiàn)環(huán)向裂縫或引起斷裂，造成涵管滲漏甚至大量漏水。再加上多數(shù)堤防加寬培厚設(shè)計(jì)中，為了節(jié)省資金，本著“原尺寸、原結(jié)構(gòu)、原規(guī)?！钡脑瓌t僅僅對(duì)原有涵管進(jìn)行加長(zhǎng)延續(xù)，更加大了結(jié)合面出現(xiàn)滲漏的幾率。

2.2 設(shè)計(jì)不符合要求

部分涵管設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員重視程度不夠，簡(jiǎn)單地照搬市政上的標(biāo)準(zhǔn)圖，存在考慮因素不全、設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足，如砌石涵由于管壁受壓及滲水后最容易出事；還有設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)荷載突變處未作分縫處理，運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)裂縫；有的分縫間距過(guò)大，當(dāng)管壁混凝土因溫度變化或干縮等原因發(fā)生收縮時(shí)，涵管周圍土體將以摩擦力形式阻止涵管做縱向收縮，最后涵管可能出現(xiàn)環(huán)向裂縫。

2.3 施工質(zhì)量差

施工質(zhì)量差主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是涵管本身施工不當(dāng)；二是涵管周圍土體回填質(zhì)量控制不好、如回填土料差、粘粒含量低、壓實(shí)度不足，滲透系數(shù)相對(duì)大，在河道內(nèi)高水位時(shí)，水流在壓力作用下會(huì)沿穿堤涵管外壁四周滲入壩體，形成滲漏通道，同時(shí)引起壩體內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化、上部塌陷。

3 處理要點(diǎn)及辦法

3.1 防止涵管管壁與壩體間接觸滲漏

3.1.1 換填粘土

不少老堤防建設(shè)時(shí)就地取材，直接利用灘內(nèi)土料上壩，這些灘地土料質(zhì)量良莠不齊，有的土料粘性差或顆粒粒徑偏大，壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)，回填質(zhì)量差，為了保證涵管周圍壩體的質(zhì)量，可以對(duì)涵管周圍局部進(jìn)行土料換填，土料選擇粘性土（粘粒含量15%～30%），也可采取水泥土（土料摻5%～15%水泥），為了避免結(jié)合面出現(xiàn)集中滲漏，在涵管埋設(shè)后，先將涵管表面濕潤(rùn)，邊涂泥漿邊鋪土，同時(shí)人工或輕型夯實(shí)機(jī)械夯實(shí)，涂漿高度與鋪土厚度應(yīng)一致，涂層厚度3～5mm。同時(shí)注意涵管兩側(cè)分層（每層虛鋪厚度15～20 cm）回填，同步上升，超出涵管頂部1m范圍后方可進(jìn)行碾壓。

3.1.2 涵管周邊充填灌漿

如果堤防斷面尺寸較大換填土料費(fèi)用較高，也可用充填灌漿處理，充填灌漿首先要確定涵管的所處位置和空洞或裂隙的范圍，根據(jù)涵管缺陷情況確定孔位布置、灌漿壓力、漿液材料及濃度等設(shè)計(jì)指標(biāo)。一般從堤防臨水一側(cè)開(kāi)始沿涵管左右外側(cè)（距離涵管邊0.50～1m）布置灌漿孔，孔位間排距一般取3～4m，孔深至涵底以下1m，灌漿壓力0.10MPa，為保證灌漿效果，要求每孔復(fù)灌3次，每次間歇時(shí)間≥5 d，灌漿材料可采用粘土水泥漿，水泥用量為干料量的20%。

3.1.3 涵管外壁增設(shè)截水環(huán)

對(duì)于一些堤防、回填土料質(zhì)量較好，斷面尺寸較小或者條件有限不適于灌漿處理的，也可在涵管長(zhǎng)度方向上增設(shè)截水環(huán)，可增大滲流半徑，減小涵管外壁的接觸滲漏，截水環(huán)的位置和伸出外壁的長(zhǎng)度應(yīng)滿足滲流計(jì)算防滲長(zhǎng)度、防滲效果要求；還應(yīng)考慮截水環(huán)對(duì)管身伸縮變形的約束作用及施工條件。采用這種方法施工時(shí)，從臨水一側(cè)開(kāi)挖，涵管兩側(cè)開(kāi)挖寬度≥1m，開(kāi)挖長(zhǎng)度為1.50倍水深，在距堤身1m處的涵管上設(shè)一道截水環(huán)（沿涵管兩側(cè)及頂部），截水環(huán)采用混凝土澆筑；回填土料與筑堤土料相同，逐層填筑夯實(shí)。

3.1.4 設(shè)閘門涵管的處理

對(duì)于涵管進(jìn)水口處設(shè)置閘門及啟閉設(shè)施的，雖然涵管沒(méi)有出現(xiàn)大的結(jié)構(gòu)性不足，但是進(jìn)口閘門及啟閉設(shè)施運(yùn)行多年后銹蝕老化，這樣的涵管處理時(shí)主要采用維修加固的方式。如果這種情況下，滲漏情況不明顯時(shí)可以不作防滲處理，而是將涵管出口、堤防背水一側(cè)做好反濾，保證堤防滲透穩(wěn)定；同時(shí)應(yīng)在條件允許的情況下盡快更新閘門及啟閉設(shè)施。

3.2 防止涵管自身滲漏引起堤防破壞

3.2.1 套管法處理

對(duì)于小管徑管涵、如果只是出現(xiàn)管身橫向裂縫、小的縱向裂縫、伸縮縫裂開(kāi)或管節(jié)之間小錯(cuò)縫，可采用套管法處理。套管法是在原涵管內(nèi)安裝一根直徑小于原涵管、且能滿足過(guò)流要求的鋼管；如果涵管軸線方向有輕微變形的情況也可采用PE塑料管，以克服鋼管不易彎曲的缺點(diǎn)。

套管安裝后，進(jìn)行端頭封堵，并在原涵管頂部預(yù)留灌漿孔和出氣孔，利用灌漿設(shè)備在原涵管與套管之間的充填水泥砂漿，砂漿須充滿管壁間的空隙，為了防止?jié){液干縮后形成裂縫，漿液中應(yīng)適當(dāng)添加微膨脹劑。

套管法施工具有如下優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)簡(jiǎn)單，不需要大量開(kāi)挖土方，施工期短，度汛風(fēng)險(xiǎn)小，工程投資少，能有效地解決小型涵管的安全隱患問(wèn)題，對(duì)于涵管局部變形彎曲也能適應(yīng)，缺點(diǎn)是過(guò)水?dāng)嗝鏈p小，對(duì)于過(guò)水流量要求高的涵管在施工前需進(jìn)過(guò)計(jì)算，能滿足要求才能實(shí)施。另外對(duì)于對(duì)于砌石涵管管內(nèi)破損嚴(yán)重、變形或錯(cuò)位明顯的涵管不宜采用。

3.2.2 頂管法重建

頂管施工原理是利用外力加于管身，使管節(jié)向土體推進(jìn)排出管內(nèi)渣土，并使管與管之間連續(xù)就位，在接縫處進(jìn)行防滲處理，達(dá)到過(guò)水要求的一種施工工藝。目前頂管施工主要有三種工藝：第一種是泥水加壓平衡頂管施工工藝，這種方法全機(jī)械化施工、設(shè)備先進(jìn)，但技術(shù)復(fù)雜、費(fèi)用較高，一般適用于堤防級(jí)別較高、涵管斷面較大的情況；第二種是土壓平衡施工，相對(duì)較簡(jiǎn)單；第三種是人工使用簡(jiǎn)單機(jī)械頂管，此方法適用于工程規(guī)模較小、管徑較小，進(jìn)尺較短的工程，Ⅲ～Ⅵ級(jí)堤防適用該種方法。采用頂管法施工后，新涵管是對(duì)原涵管的替代，必須對(duì)原涵管封堵，防止汛期高水位時(shí)發(fā)生意外。

4 結(jié)論

堤防工程是戰(zhàn)線長(zhǎng)，保護(hù)面積大，受益范圍廣，工程質(zhì)量情況復(fù)雜，出險(xiǎn)幾率高，而穿堤涵管是影響堤防工程質(zhì)量和運(yùn)行的關(guān)鍵因素，能高度重視堤防工程的缺陷和不足，特別是科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理地處理好這些穿堤涵管的問(wèn)題，是當(dāng)前及今后水利工作的一項(xiàng)重要任務(wù)。

[1]白小玲.渭河大堤渭城段穿堤涵管的施工及管理建議[J].陜西水利,2013(2).

[2]王志明.水庫(kù)放水涵洞除險(xiǎn)加固處理辦法[J].中國(guó)水運(yùn),2007(2).