穿堤涵管滲漏的處理措施

1、T 量童 韭塑 Q】 5年 第 2期 穿堤涵管滲漏的處理措施 口楊 常青( 山西省汾河 中下游水務(wù) 管理局 )摘 要 ： 堤 防工程 的建設(shè)過(guò)程 中， 穿堤 涵管是最容 易留下隱患的部位 。穿堤涵管 由于數(shù) 量多、 管理難 ， 剛 出現(xiàn)問(wèn)題 時(shí)不易發(fā)現(xiàn) ， 等 到發(fā)現(xiàn) 時(shí)往往 已經(jīng)很嚴(yán)重甚至 已 造成重 大損失。 另外 穿堤涵管滲漏 多 數(shù)情 況下由于地質(zhì)、 施工和設(shè)計(jì)不 當(dāng) 原 因引起 的， 如 涵管質(zhì)量問(wèn)題 引起 的 自身滲漏 ，

2、 由于地基沉 降引 起接 口 滲 漏、 涵管損毀問(wèn)題 ， 還有的是施 工不 當(dāng)引起涵管與堤 防土體 間的接觸滲漏 。處理這 些滲 漏問(wèn)題 ， 也要仔 細(xì)查明滲 漏的原 因， 對(duì)癥下藥 ， 如 涵管的 自身滲漏問(wèn)題 ， 在能滿足 流量要 求下用套管法處理即可， 如不 能滿足 流量要 求還 需要頂 管換管處理 ； 如果是 因?yàn)楹芘c壩體 間接觸位置引起 的滲漏， 則采取換填 粘土或灌漿的 辦法處理 ， 必要 時(shí)通過(guò)增加截 滲環(huán) 處理 ； 對(duì)

3、于安 有閘門的涵管 ， 如 因?yàn)殚l門運(yùn)行 多年損毀后 引起 的滲漏還需加 固閘門或更新處理。關(guān)鍵詞 ： 堤 防 ； 穿堤涵管 ； 滲 漏種類 ； 處理措施 中圖分類號(hào) ： T V 6 7 2 + 2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ： A文章編號(hào)： 1 6 73 - 8 8 53 ( 2 O 15 ) 0 2 - 0 0 2 2 — 0 21引言 我 國(guó)已建堤防達(dá) 2 7 萬(wàn) k m ，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 ，

4、 這些堤防絕大部分 是 2 0 世 紀(jì) 5 0 — 7 0 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

5、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)問(wèn) 、 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

6、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)模 ” 的原則僅僅對(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 的幾牢 。2 ． 2 沒(méi)計(jì)不符合要求 ；； ； 、： 萱 ： ； 、；： ； ； ： ；作者 簡(jiǎn)介 ： 楊常青( 19 7 2 一 ) ， 男， 工程師 ，

7、 主要 從事 工程 的建設(shè) 與 管理 工作 。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

8、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 四周滲人壩體 ， 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

9、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 1 5 ％～ 3 0 ％) ， 也可采取水泥土( 土料摻 5 ％ 一 1 5 ％ 水泥 ) ， 為 了避 免結(jié) 合 面出現(xiàn)集 中滲漏 ， 在

10、 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 ～ 5m m 。同時(shí)注意涵管兩側(cè)分層( 每層虛鋪 厚 度 1 5 — 2 0c m) 回填 ， 同步上 升 ， 超 出涵管頂 部 1m范 圍后 方 可進(jìn)行碾壓 。河南水 利 與南 水 北調(diào)) 2 01 5年 第 2期 m 3 ． 1 ． 2 涵管周邊充填灌漿 如果堤防斷面尺寸較大換填土

11、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 ． 5 0— 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 ． 1 0M P a ， 為保證 灌漿 效果 ， 要 求每 孔

12、復(fù)灌 3 次 ， 每 次間歇 時(shí)間 ≥5d ， 灌漿 材料可采 用粘土水 泥漿 ， 水泥用量 為干料量 的 2 0 ％。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

13、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 ． 5 0 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

14、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 、

15、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 P E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){ 液于縮后形成裂縫 ， 漿 液 中應(yīng)適

16、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 斷面減小 ， 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

17、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 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) 誡化施 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

18、， 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