穿堤涵管渗漏的处理措施

□杨常青（山西省汾河中下游水务管理局）

1 引言

我国已建堤防达27万km，这些堤防工程在每年的汛期发挥着巨大的社会和经济效益，但是，这些堤防绝大部分是20世纪50-70年代建成的，由于当时的技术和认识水平，加上片面追求高速度和“土法上马”，并且大量采用了坝下涵管，经过多年运行，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，这些极容易引起涵管渗漏，工程隐患十分突出，严重的会危及堤防安全。

近年来国家虽然加大了对江河治理的投入，包括对旧河道的疏浚拓宽，对原有堤防的加高培厚；但是，在加高培厚堤防过程中，对原堤防穿堤涵管的处理是关键，特别是新、旧堤防结合处仍是这些穿堤涵管的薄弱环节，处理不当仍容易留下隐患。

2 穿堤涵管渗漏原因分析

2.1 地基不均匀沉陷

堤防加宽培厚时，由于新、老堤防填筑时间、材料、填筑工艺不同，在结合面上极容易形成沉降不均匀、引起涵管沿长度方向荷载大小不同，基础未做较好处理，极容易因地基沉陷不均而出现环向裂缝或引起断裂，造成涵管渗漏甚至大量漏水。再加上多数堤防加宽培厚设计中，为了节省资金，本着“原尺寸、原结构、原规模”的原则仅仅对原有涵管进行加长延续，更加大了结合面出现渗漏的几率。

2.2 设计不符合要求

部分涵管设计时，设计人员重视程度不够，简单地照搬市政上的标准图，存在考虑因素不全、设计强度不足，如砌石涵由于管壁受压及渗水后最容易出事；还有设计时对荷载突变处未作分缝处理，运行时出现裂缝；有的分缝间距过大，当管壁混凝土因温度变化或干缩等原因发生收缩时，涵管周围土体将以摩擦力形式阻止涵管做纵向收缩，最后涵管可能出现环向裂缝。

2.3 施工质量差

施工质量差主要表现在两个方面:一是涵管本身施工不当；二是涵管周围土体回填质量控制不好、如回填土料差、粘粒含量低、压实度不足，渗透系数相对大，在河道内高水位时，水流在压力作用下会沿穿堤涵管外壁四周渗入坝体，形成渗漏通道，同时引起坝体内部结构变化、上部塌陷。

3 处理要点及办法

3.1 防止涵管管壁与坝体间接触渗漏

3.1.1 换填粘土

不少老堤防建设时就地取材，直接利用滩内土料上坝，这些滩地土料质量良莠不齐，有的土料粘性差或颗粒粒径偏大，压实度不达标，回填质量差，为了保证涵管周围坝体的质量，可以对涵管周围局部进行土料换填，土料选择粘性土（粘粒含量15%～30%），也可采取水泥土（土料掺5%～15%水泥），为了避免结合面出现集中渗漏，在涵管埋设后，先将涵管表面湿润，边涂泥浆边铺土，同时人工或轻型夯实机械夯实，涂浆高度与铺土厚度应一致，涂层厚度3～5mm。同时注意涵管两侧分层（每层虚铺厚度15～20 cm）回填，同步上升，超出涵管顶部1m范围后方可进行碾压。

3.1.2 涵管周边充填灌浆

如果堤防断面尺寸较大换填土料费用较高，也可用充填灌浆处理，充填灌浆首先要确定涵管的所处位置和空洞或裂隙的范围，根据涵管缺陷情况确定孔位布置、灌浆压力、浆液材料及浓度等设计指标。一般从堤防临水一侧开始沿涵管左右外侧（距离涵管边0.50～1m）布置灌浆孔，孔位间排距一般取3～4m，孔深至涵底以下1m，灌浆压力0.10MPa，为保证灌浆效果，要求每孔复灌3次，每次间歇时间≥5 d，灌浆材料可采用粘土水泥浆，水泥用量为干料量的20%。

3.1.3 涵管外壁增设截水环

对于一些堤防、回填土料质量较好，断面尺寸较小或者条件有限不适于灌浆处理的，也可在涵管长度方向上增设截水环，可增大渗流半径，减小涵管外壁的接触渗漏，截水环的位置和伸出外壁的长度应满足渗流计算防渗长度、防渗效果要求；还应考虑截水环对管身伸缩变形的约束作用及施工条件。采用这种方法施工时，从临水一侧开挖，涵管两侧开挖宽度≥1m，开挖长度为1.50倍水深，在距堤身1m处的涵管上设一道截水环（沿涵管两侧及顶部），截水环采用混凝土浇筑；回填土料与筑堤土料相同，逐层填筑夯实。

3.1.4 设闸门涵管的处理

对于涵管进水口处设置闸门及启闭设施的，虽然涵管没有出现大的结构性不足，但是进口闸门及启闭设施运行多年后锈蚀老化，这样的涵管处理时主要采用维修加固的方式。如果这种情况下，渗漏情况不明显时可以不作防渗处理，而是将涵管出口、堤防背水一侧做好反滤，保证堤防渗透稳定；同时应在条件允许的情况下尽快更新闸门及启闭设施。

3.2 防止涵管自身渗漏引起堤防破坏

3.2.1 套管法处理

对于小管径管涵、如果只是出现管身横向裂缝、小的纵向裂缝、伸缩缝裂开或管节之间小错缝，可采用套管法处理。套管法是在原涵管内安装一根直径小于原涵管、且能满足过流要求的钢管；如果涵管轴线方向有轻微变形的情况也可采用PE塑料管，以克服钢管不易弯曲的缺点。

套管安装后，进行端头封堵，并在原涵管顶部预留灌浆孔和出气孔，利用灌浆设备在原涵管与套管之间的充填水泥砂浆，砂浆须充满管壁间的空隙，为了防止浆液干缩后形成裂缝，浆液中应适当添加微膨胀剂。

套管法施工具有如下优点：技术简单，不需要大量开挖土方，施工期短，度汛风险小，工程投资少，能有效地解决小型涵管的安全隐患问题，对于涵管局部变形弯曲也能适应，缺点是过水断面减小，对于过水流量要求高的涵管在施工前需进过计算，能满足要求才能实施。另外对于对于砌石涵管管内破损严重、变形或错位明显的涵管不宜采用。

3.2.2 顶管法重建

顶管施工原理是利用外力加于管身，使管节向土体推进排出管内渣土，并使管与管之间连续就位，在接缝处进行防渗处理，达到过水要求的一种施工工艺。目前顶管施工主要有三种工艺：第一种是泥水加压平衡顶管施工工艺，这种方法全机械化施工、设备先进，但技术复杂、费用较高，一般适用于堤防级别较高、涵管断面较大的情况；第二种是土压平衡施工，相对较简单；第三种是人工使用简单机械顶管，此方法适用于工程规模较小、管径较小，进尺较短的工程，Ⅲ～Ⅵ级堤防适用该种方法。采用顶管法施工后，新涵管是对原涵管的替代，必须对原涵管封堵，防止汛期高水位时发生意外。

4 结论

堤防工程是战线长，保护面积大，受益范围广，工程质量情况复杂，出险几率高，而穿堤涵管是影响堤防工程质量和运行的关键因素，能高度重视堤防工程的缺陷和不足，特别是科学、经济、合理地处理好这些穿堤涵管的问题，是当前及今后水利工作的一项重要任务。

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

[2]王志明.水库放水涵洞除险加固处理办法[J].中国水运,2007(2).