堤防施工中的防渗流和防护技术

□郭浩鹏（广东省普宁市练江水闸电灌工程管理处）

堤防施工中的防渗流和防护技术

□郭浩鹏（广东省普宁市练江水闸电灌工程管理处）

近年来，对于混凝土防渗墙技术的研究呈现出百花齐放、百家争鸣的局面，专家和学者都将混凝土防渗墙技术作为一项基础技术。在堤防工程中，防渗流和防护技术是堤防施工中的重要施工技术，对提高堤防的施工质量，确保堤防的安全运行具有十分重要的作用。文章阐述了堤防工程的定义及种类，对堤防施工中的防渗流技术和防护技术进行了详细的分析及介绍，旨在为堤防工程的施工提供参考。

堤防；防渗流；防护技术

0 引言

随着中国社会经济的快速发展，对基础设施的建设日益重视，水利水电工程的建设力度也越来越大。堤防工程作为水利水电工程的重要组成部分，是世界上最早得到广泛应用的防洪工程，其防渗流施工和防护施工直接关系到堤防工程的施工质量及安全，并与人们的生命财产安全息息相关。因此，对堤防施工中的防渗流技术和防护技术展开研究具有十分重要的意义。

1 堤防工程概述

堤防工程是指在江河湖海等自然水域沿岸或者水库沿岸所修建的堤坝防水工程。堤防工程最大的作用就是防洪，当水域中水位上涨时，堤防工程可以有效防止洪水泛滥，保障沿岸居民的人身财产安全。在堤防工程修建完成以后，可以把洪水控制在某一特定的洪道内，这样可以加强水流的压力与冲击力，从而提高水流流动的速度，加速行洪。而海岸边所修建的堤防主要作用是抵御浪潮，防止海水涨潮时覆盖海岸地区，影响海岸居民正常生产生活。根据堤防修建的位置，可以将堤防工程分为江堤、河堤、海堤、围堤等；根据堤防的具体功能，可以将堤防工程分为行洪堤、防洪堤、主堤、支堤、隔堤等；根据修建堤防的原材料，可以将堤防工程分为混凝土堤、石堤等。

2 堤防工程当中所应用防渗技术

渗漏问题是堤防工程当中比较常见的问题，所以防渗技术的应用是堤防工程施工当中必不可少的一部分。由于自然水域当中水流的流速、流向、流量等条件都是频繁变化的，所以使用传统的防渗技术无法达到堤防工程防渗漏的要求。对此，可以使用背水侧防渗技术，在堤防工程未与水接触的一侧采取减压防渗措施，修建减压防渗设施，比如减压防渗井、减压防渗沟、滤沟、排水沟等。

2.1 减压防渗沟

堤防工程的地基一般都是双层的，所以，在修建防渗设施时，如果待覆盖的土层厚度比较薄而且透水性比较差，那么可以在堤防工程的背水侧修建减压防渗沟，防渗沟的深度需要达到砂层以下，这样可以降低水头，防止出现管涌问题；减压防渗沟开挖的位置一般是在堤防工程背水侧的坡脚，防渗沟的类型为矩形沟，最窄部分的宽度约为1.20 m，内部的回填材料为粗砂砾石；在防渗沟的底部还设有专门的集水管，在设计集水管时，为了避免回填材料进入集水管，可以使用特制的砂砾材料将集水管包围，形成一道防护层。在某些堤防工程当中，防渗沟设置在内坡下方位置，然后加入排水褥垫，将渗流引出。

2.2 减压防渗井

在堤防工程建设时期，会遇到透水性比较差的土层，而且平均厚度都在4 m以上。即便在厚土层覆盖面积比较大的条件，依然可能存在堤防渗水的问题。此时最好是通过修建减压防渗井的方式来解决问题。减压防渗井作用的原理与减压防渗沟相类似，都是通过降低水头的方式，但是不同点在于，减压防渗井位置的选择通常在堤岸坡脚的位置，相邻防渗井之间的距离大约为0.20 m。

在减压防渗井施工时，有以下几个注意事项：钻孔时需要使用保护材料保护孔壁，最为常用的钻孔保护材料是泥浆，但是在减压防渗井施工时最好不要使用泥浆，因为泥浆会削弱减压防渗井的减压排水效果；钻孔前要探明钻孔位置的土层结构；如果减压井管设计位置在粒度比较小的细粉层当中，那么切忌使用开孔的管道，防止细粉涌入管道内，使管道无法正常使用。

2.3 滤沟或排水沟

如果堤防工程的浅层地基存在透水性很强的薄层，那么就可以在堤防工程背水侧的底部修建滤沟或者排水沟进行排水。如图1就是一种较为常见的堤防滤沟结构，在用砂砾将集水管包围以后，再填上一层黏土，从而达到防渗的效果。

图1 堤防滤沟结构图

2.4 压土防渗设施

修建压土防渗设施是堤防工程防渗技术中一种十分有效的方式，这种防渗措施使用起来十分简单，且效果也十分明显，其主要作用是防止堤防后的土层发生管涌问题，工作原理是通过压土的方式降低土层下方的水头，防止管涌。这种防渗措施一般是应用于泥沙资源比较丰富的江河沿岸或者泥土资源比较丰富的农村地区，压土的宽度及厚度根据实际情况再进行详细计算。堤防压土防渗设施结构图如图2所示。

图2 堤防压土防渗设施结构图

2.5 防渗墙施工技术

防渗墙的防渗效果比减压防渗沟、减压防渗井以及排水沟等防渗措施的防渗效果要更好。而在不同类型的防渗墙当中，垂直防渗墙比水平防渗墙的防渗性能要更好。如果在透水性较差的土层下方存在透水性较强的砂层，那么最好使用悬挂式防渗墙，其既能起到防渗作用，又不会影响地下水与河道的连通，在面对洪水时也能保持稳定，具有很高的实用性。

图3即为典型的悬挂式防渗墙结构，有四个修建位置可供选择，每个位置都有其独特的作用。如果是在位置1修建防渗墙，在该位置将会经常与水流发生接触，所以要注意采取保护措施，减少水流冲刷对防渗墙造成的影响；如果防渗的主体是堤身，那么可以选择位置2；如果在坡中或坡脚位置施工不太方便，那么可以选择坡顶位置，也就是位置3；而在位置4修建防渗墙主要是为了降低承压水头，防止管涌，防渗的效果最好。

图3 悬挂式防渗墙修建位置的选择图

3 堤防护坡技术

由于大型河流在汛期水流流量比较大、流速比较快，所以会对堤防工程产生较大的冲击力，如果堤防工程的防护措施做得不到位，内部结构又存在一定的缺陷，在多次强力水流冲击之下，很可能会出现堤防工程崩坡事故，对沿岸居民的人身财产安全造成巨大的威胁。因此，必须要做好堤防工程的安全防护措施，保证堤防工程的稳定性。

3.1 抛石护坡工程

抛石护坡工程一般是用于岸坡出现损坏以后的紧急抢险工作，单纯地使用抛石只是作为暂时性的紧急应对措施，抛石以后水流仍然会透过石缝继续流动，只是流动速度大幅度降低，冲击力也大大减小，所以在抛石以后还需要再添加一层垫层。垫层使用土工织物，用于维持护坡土层的稳定性。抛石层的厚度约为0.60 m，而土工织物的厚度约为0.12 m。

3.2 砌块石笼护坡工程

充分利用开采的石料，将石料制作成人工砌块或者将石料制作成网筋石笼的方式，然后应用到护坡工程当中，不仅可以起到较好的防护效果，还有效节约了石料资源。

人工砌块护坡工程与抛石护坡工程相比，其护坡表面更加平整，通过砌块夹缝的水流流速更小，水流对堤岸的冲击力也更小，但是波浪爬高比较大。砌块护坡工程有许多种，其中最常见的就是单层砌块护坡工程，首先用尺寸较大的砌石铺设在表面，保持表面平整，然后在各砌石的夹缝内填入一些碎石料，进一步降低水流对堤岸的冲击，对堤岸起到了良好的保护效果。

浆砌块石是目前比较常用的一种堤岸护坡材料，其主要是将水泥浆料等强度较高且会自动凝固的材料灌入已经铺设好的砌石夹缝当中，将整个砌石护坡工程连接成一个整体，进一步加强堤岸的抗冲刷能力。如果还需要做封堵防水处理，那么应保留部分孔洞。具体使用方法为：用干质浆料填充到砌石的夹缝当中，只留出砌石表面，然后将稀浆注入夹缝当中，最后在每个填充缝的表面进行勾缝处理，使得护坡工程表面平整、美观，且具有强大的抗冲击能力。

4 结语

当前，中国已经建有大量堤防工程，但是其中的很大一部分都存在不同程度的渗漏以及内部结构稳定性差等问题，对堤防工程使用的安全性造成较大的影响，也对沿岸居民的人身财产安全造成了巨大的威胁。因此，必须要采取合适的防渗措施及安全防护措施，加强堤防工程的质量，提高堤防工程的稳定性，保证堤防工程能够正常发挥作用。

［1］黄纠正.堤防工程存在的问题与实例分析［J］.黑龙江水利科技，2014，42（02）.

［2］祝珺.防渗技术在渠道节水工程上的应用［J］.河南水利与南水北调，2016（10）.

［3］张晓东，郭瑞亮.浅谈混凝土防渗墙施工技术［J］.内蒙古水利，2013（03）.

［4］王廷华.水利堤防工程施工技术探讨［J］.水利建设与管理，2016（10）.

［5］丁文建，王严.城固县堰沟河水库大坝混凝土防渗墙施工方法探讨［J］.陕西水利，2016（05）.

TV871.1

：A

：1673-8853（2017）02-0070-02

2016-12-12

编辑：左英勇

郭浩鹏（1968-），男，工程师，主要从事水利工程管理工作。