郭艷春
摘要:河道堤防采用何種維修加固措施要根據(jù)堤身的土質(zhì)、建筑、堤基地質(zhì)條件以及地形條件進(jìn)行綜合考慮,同時(shí),對滲透破壞危害的程度也要進(jìn)行綜合考慮,對維修加固措施的經(jīng)濟(jì)性也要進(jìn)行分析,可以采用一種或者多種的方式來進(jìn)行治理,這樣能夠起到更好的效果。
關(guān)鍵詞:河道堤防;維修;加固;措施
1 堤防在防洪體系中的重要性
江河防洪工程體系的建設(shè),應(yīng)該遵循“上攔下排、兩岸分滯”的原則,防洪工程措施應(yīng)包括堤防、河道整治以及干支流水庫攔洪。當(dāng)洪水發(fā)生時(shí),防汛決策部門應(yīng)該首先考慮利用河道排洪;當(dāng)洪水要超過河道排洪能力時(shí),則利用水庫攔洪或利用滯洪區(qū)削減洪峰。洪峰過后滯洪區(qū)滯蓄的洪水及水庫蓄水還要靠堤防約束的河道排泄入海。然而,我國實(shí)際防洪情況是:
1)水庫調(diào)洪能力是有限。由于水庫設(shè)計(jì)時(shí),其防洪庫容受到庫區(qū)移民的限制。汛期水庫過多超蓄洪水時(shí),會(huì)給庫區(qū)造成很大的淹沒損失。如果發(fā)生超長歷時(shí)的高水位洪水,將造成水庫暴滿而使水庫調(diào)度十分困難。
2)河道下泄能力有限。我國大江大河中下游平原河道長、比降平緩,通過河道整治來擴(kuò)大下泄能力,工程量大而收效小。而且主河槽的淤積又使河道排洪能力下降,漫灘機(jī)率增加。以黃河為例,進(jìn)入90年代以來,主槽的嚴(yán)重淤積使得下游河道形成“二級(jí)懸河”,并且是“槽高、灘低、堤根洼”,漫灘機(jī)率和范圍不斷增大。洪水到來時(shí),極其容易形成橫河、斜河,河道排洪能力下降,同時(shí)也威脅大堤的安全。
3)兩岸分洪困難重重。分滯洪區(qū)內(nèi)人口多,工廠林立。而且缺少可靠的安全措施。一旦實(shí)施主動(dòng)分洪,分滯洪區(qū)將遭受較大的經(jīng)濟(jì)損失。更重要的是鐵路、公路、通汛等設(shè)施的破壞,影響范圍將會(huì)更大。因此,堤防工程作為一種現(xiàn)實(shí)的、長期的防洪措施仍是抗御洪水的根本屏障。所以說,堤防在我國防洪工程體系中占有極其重要的地位。
2 堤防不穩(wěn)定的原因
在堤防的運(yùn)用過程中,會(huì)遇到像汛期水流沖刷、生物洞、河湖水漲落、暴雨浸入等因素的影響,造成堤防邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)的情況。
堤防堤坡的失穩(wěn)破壞的原因:由于汛期河水上漲,河流滲流的原因,在一定高度上持續(xù)的時(shí)間較長時(shí),在浸潤線以下的堤身土將呈飽和狀態(tài),使得堤身自重增加,其抗剪強(qiáng)度降低,相應(yīng)的下滑力就增大了。此外,滲流力的產(chǎn)生進(jìn)一步加大了堤身的滑動(dòng)力。綜上,滲流作用下堤身滑動(dòng)體重量的增加,產(chǎn)生滑坡的重要原因是滲透力的增加和抗剪強(qiáng)度的降低等。當(dāng)退水速度過快時(shí),會(huì)導(dǎo)致堤身內(nèi)的水無法及時(shí)排出,加上浸水飽和后堤身強(qiáng)度降低且自重增加,從而產(chǎn)生反向滲透力,可能產(chǎn)生退水滑坡。其次由于河流凹岸臨水岸坡易受水流沖刷浸襲,水流沖刷浸襲原因,當(dāng)岸腳防護(hù)設(shè)施抵抗不住水流的沖刷力時(shí),岸腳的坡度將逐漸被破壞而變陡,直至失去平衡而破壞。這種破壞多發(fā)生在河勢復(fù)雜、河道彎曲的凹岸堤段,在汛期漲水和枯水期過程中均有發(fā)生。最后引起滑坡的原因是由于堤基的原因,地基的天然強(qiáng)度不夠,從而引起滑坡;當(dāng)截水設(shè)施失效時(shí),滲水量過大形成管涌,從而引起堤防破壞坍塌。造成這些問題的原因是多方面的,其中最典型的是在軟粘土地基上修筑堤防,由于施工過快,致使地基強(qiáng)度降低,這在我國現(xiàn)有堤防中相當(dāng)常見。還有一些由于堤身質(zhì)量太差,沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),有些是人為因素,例如在堤防腳下挖池塘,造成雨水或河水沁入堤身的裂縫處,引起堤防發(fā)生滑坡現(xiàn)象。
3 對堤防加固的一些措施
3.1 堤基防滲加固措施
通過對滲流水量的計(jì)算,如果堤基,背水坡或者是堤后的地面滲出的數(shù)量不能達(dá)到正規(guī)要求,或者在汛前期間發(fā)生嚴(yán)重的滲漏和水土流失的危險(xiǎn)的話,就應(yīng)該對它加以穩(wěn)固。要根據(jù)實(shí)際的狀況進(jìn)行考慮,選擇將填塘固堤,臨水側(cè)防滲鋪蓋,堤基垂直的防止?jié)B透,背水測壓滲蓋重,排水減壓溝井,水平排水褥墊等方法共同結(jié)合。
3.2 首先是對堤防防滲的加固措施
堤身要是漏水會(huì)有很多的麻煩,比如說背水坡的滑落,水土的流失,沖刷,還有可能造成土地的淪陷和漏洞。如果遇到有危險(xiǎn)的堤防漏水的話,就要使用機(jī)械吹填,用淤泥充填,以及填筑壓實(shí)的方法將它做透水的后堵以及加寬,或采用垂直鋪塑、錐探灌漿、劈裂灌漿等可以在臨水坡外幫增建防滲斜墻。對于那些堤坡沖刷的滲水,只是有可能產(chǎn)生水土的丟失,就可以將透水的后堵和貼坡反復(fù)過濾相互結(jié)合。采用垂直防滲墻的方式的前提是要和堤基的防護(hù)滲透的方法一起運(yùn)用,通常導(dǎo)致堤身的跌窩和漏洞發(fā)生的原因是生物洞穴的形成,而且在汛前不容易被察覺。由于生物洞穴在汛期的期間是發(fā)展的非常迅速,而且堤身的斷面對其有限制作用,因此對它的破壞就更加大,如果要想避免這種危險(xiǎn)的發(fā)生,一般可以運(yùn)用釀成潰口的方法來解決。在汛前,首先應(yīng)該對跌窩的漏洞和漏洞進(jìn)行徹底的檢查,采用灌漿的方法或者開挖回填來處理。為了防止?jié)B透,要是堤身的建筑物的表面大面積漏水,就可以用靜壓注漿以及高噴的辦法在臨水的邊上進(jìn)行垂直的保護(hù),或者是在接觸的表面采用靜壓注漿的方法,必須的時(shí)候要做反復(fù)的過濾。如果出現(xiàn)穿堤建筑物中間和堤身滲水問題,要使用的的辦法就是在接觸表面靜壓注漿。對于那些新舊堤身結(jié)合的水面的漏水情況,就要使用臨水側(cè)開挖回填封堵和接觸面填充灌漿的方式。然后如果在堤防分段的部分產(chǎn)生滲水,就要將臨水坡的部位進(jìn)行阻截,或者是在接合區(qū)進(jìn)行灌漿,在一些必要時(shí)刻,還要再它的背水坡進(jìn)行反復(fù)的過濾來進(jìn)行保護(hù)。
3.3 鋪蓋防滲
當(dāng)?shù)袒鄬Σ煌杆畬勇癫剌^深,透水層較厚,同時(shí)臨水側(cè)有穩(wěn)定灘地的堤基宜采用鋪蓋防滲。鋪蓋的長度和厚度通過計(jì)算確定。當(dāng)利用天然弱透水層及下臥透水層的分布、厚度、級(jí)配、滲透系數(shù)和允許的滲透坡降等情況,在天然鋪蓋不足的部位應(yīng)采用人工鋪蓋補(bǔ)強(qiáng)措施確保鋪蓋起到設(shè)計(jì)的作用。
3.4 對堤基的加固措施
可以運(yùn)用多種方法進(jìn)行加固,如灌漿補(bǔ)強(qiáng)法,利用專用機(jī)械,將水泥漿以一定的壓力強(qiáng)行灌入需要補(bǔ)強(qiáng)的部位,水泥與補(bǔ)強(qiáng)部位共同形成復(fù)合地基,使地基強(qiáng)度大大提高。振沖法是利用專用機(jī)械,將碎石強(qiáng)行擠入軟弱土體中,形成碎石樁,與周圍土體形成復(fù)合地基,大大增大了地基的強(qiáng)度,達(dá)到加固目的。另外,在碎石樁形成的過程中,專用機(jī)械對地基施加周期性的振動(dòng)力,振動(dòng)力可以有效提高砂基的密度和抗液化能力。
3.5 對坡身的防護(hù)
堤坡坡面的防護(hù)十分重要,如果不重視,就會(huì)被較大的風(fēng)浪或暴雨破壞。對坡身的加固可以采用混凝土護(hù)坡,用碎石墊層填充被河水沖刷掏空的坡腳,然后再做護(hù)坡。清除已開裂的部分,新舊混凝土接頭的部位需鑿毛,清潔干凈。用與舊護(hù)坡同等標(biāo)號(hào)的混凝土進(jìn)行填補(bǔ)。施工時(shí)采用泵送商品混凝土,嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量,確保施工質(zhì)量,對于厚度不夠的混凝土護(hù)坡,將其表面鑿毛洗干凈,再自下而上的加做混凝土蓋面,混凝土護(hù)坡具有抗沖刷能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),但消浪作用較差,一般應(yīng)用于抵御較大風(fēng)浪的堤防,對于遭受較大流速水流沖刷和很大風(fēng)浪襲擊的重要堤段,采用模袋混凝土護(hù)坡,模袋混凝強(qiáng)度高、整體性好、抗水流淘刷和風(fēng)浪沖刷的能力強(qiáng)、消浪作用好;對于汛期遭受很大風(fēng)浪襲擊的大江大河大湖堤防,還可以采用漿砌石護(hù)坡,由于干砌石護(hù)坡具有消浪作用明顯,堅(jiān)固耐沖刷的優(yōu)點(diǎn),可抵御一般較大的風(fēng)浪;在背水坡設(shè)計(jì)時(shí)常用草皮護(hù)坡,有較高、較寬灘地的一般性堤段的臨水坡也可采用,草皮護(hù)坡價(jià)格便宜、施工簡單,具有保持水分、防止水土流失的作用。
結(jié)語
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,堤防工程維修加固技術(shù)越來越多,材料也越來越多,水利部門必須看到堤防工程維修加固和管理的需求,從除險(xiǎn)加固、管理機(jī)制、綠化管理、工程管理等方面確保堤防工程功能的發(fā)揮,保護(hù)老百姓生命財(cái)產(chǎn)安全。
參考文獻(xiàn)
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(作者單位:河南省周口市項(xiàng)城市沙河管理段)