关于堤坝渗流控制设计措施的探析
【摘要】堤坝的渗漏是不可避免的，对于不会引起土体发生渗透破坏的正常渗漏是允许的。但是在一定的外界条件下，正常渗漏也可转化为异常渗漏，必须经常检查观测、研究分析，防止转化为异常渗漏。异常渗漏能引起土体的渗透破坏和过大的渗流量而影响蓄水兴利。本文简要分析了堤坝渗漏的原因以及不同堤坝地基的渗流特点，对堤坝渗流控制设计的措施进行了探讨分析。
【关键词】堤坝；渗流；原因；特点；控制设计措施
在水利工程的建设与管理中，如何提高堤坝防渗设计一直以来都是水利工程技术人员研究的重点课题。这是因为水利工程中堤坝作为主要的设施，其正常的运行和质量的保证是关系着水利工程建设充分发挥职能的关键。
1 堤坝渗流的原因
1.1设计上的缺陷。在八十年代前建立了一些水利工程，由于当时的水利工程技术水平，加上片面地追求高速度，导致许多小型水利工程采取一边勘测、一边施工的办法，导致许多水利工程严重的造成了特别多的工程缺乏规范性的图纸，在思想上片面追求要快而且省的想法，盲目地采用了坝下涵管、经济管径和经济边坡的办法，没有考虑放水、检修、泄洪和电站扩容等需求，造成了溢洪道和放水涵管尺寸减小，坝身单薄，有一些水库防渗体断面偏狭小等现象。同时也使一部分的小型水库在坝后设置没有反复考虑采取措施，致使逸点偏高、大面积散浸和漏水等现象发生。
1.3地质上的缺陷。第一，在受经费和开工期限约束下，很多小型水库和重要山塘在营建前没有做地质勘探工作，由于一些水库建在溶岩或覆盖层很深的地方，开工的时候也没有好的挖掘或无法挖到新鲜基岩。第二，发现有问题时没有及时采取修筑防渗铺盖或实施帷幕灌浆办法，致使坝基渗漏和坝后沼泽化。第三，有的水库堤防为了降低填筑方量和节省投资，经常将严重风化或节理发育破碎的部分山包、岗垅没有做处理或稍微处理一下，就作为坝体的一部分，严重导致坝体渗漏。
2 不同堤坝地基的渗流特点
3 堤坝渗流控制设计的措施
3.1表层为厚度不大的透水地基宜采用黏性土截水槽截渗。厚度较大时采用垂直防渗措施，直达相对不透水层。在深厚且均匀透水地基中，未达相对不透水层的悬挂式垂直防渗措施可用于处理浅层管涌、接触冲刷，对增加渗径长度、降低扬压力有一定作用，但对减少渗水量和降低逸出梯度，只有截渗墙相对深度超过80%，才有较显著效果。而堤防地基的透水层迎水面往往直接出露于河床中，截渗墙相对深度必须超过90%～95%以上，才有较显著效果。
3.2双层地基的表层黏性土较薄，下埋的粉细砂层下部有强透水沙、砂砾层，可采用悬挂帷幕，穿过渗透稳定性极差的粉细砂层，直到相对隔水层或砂砾层，以防内部管涌和接触冲刷，还应核算逸出梯度，应在允许梯度范围内。表层黏性土不厚，下卧砂性土层均匀，且较厚，可采用排水减压沟。
3.3双层地基表层为相对不透水层，下部为深厚透水层时，一般在堤内表层土的薄弱处铺设透水盖重，用黏性土填土封闭至满足水平渗径要求，或填筑宽30～50m、厚1.5～3m的二坡台、压浸台，以增强表层土的抗渗能力，且尽可能靠近堤坡设置排渗设备（排渗沟、排渗垫层、外填滤料的减压井）将渗流导走，从而降低地基内承压水头。当临水侧有宽且稳定滩地时，尽可能利用天然铺盖防渗，背水侧设置导渗设备。
3.4多层地基表层有较厚的弱透水层时，宜采用"导压兼施，以导为主"方案。若表层为透水层或表层弱透水层薄时，可采用垂直防渗措施穿过浅层透水层，。弱透水层下卧的透水层比较厚或呈层状沉积，且强透水层位于地基下部或其间夹有黏土薄层，可采用排水减压井，排出透水层中承压水，降低渗透压力，防止土粒流失。
3.5堤后铺设盖重土的渗透系数小于地基表层土的渗透系数时，会增加堤厚位势，不能显著降低逸出梯度。当其渗透系数仅为地基表层土的2～3倍时，渗控效果亦不显著。因此，盖重土的渗透系数至少要大于被保护土层渗透系数10倍以上，才基本不改变堤基原有的渗压分布状态，降低相对不透水层中的渗流逸出梯度，增加相对不透水层的抗突涌破坏能力。若附近缺乏这类砂性土，则应在渗透系数较小的相对不透水盖重下，增设排水滤料或盲沟等导渗减压设施。若堤后为砂层外露或表层黏性土很薄，也可采用黏性土作为堤后铺盖，以延长渗径，防止浅层管涌或流土破坏，但其厚度应满足防止突涌要求，并设置导渗减压设施。
3.6已填筑的堤身防渗，可用劈裂灌浆、多头小直径深层搅拌桩、板桩灌注墙或高喷形成防渗体。在堤顶用射水法形成开槽防渗墙，易造成堤身开裂或损坏堤身填料；采用锯槽或抓斗法开槽时，应确保固壁泥浆质量，宜采用优质膨润土制浆，控制泥浆黏度不小于30s，尽可能控制固壁泥浆面低于堤顶2～3m，防渗墙轴线距堤顶边线距离不宜小于3m，以防止或减小堤身开裂。
4 结束语
江河堤防是防洪工程体系的基础，是防洪保安的重要屏障，但多数堤防系人力填筑，坝身及堤基缺乏可靠的渗流控制措施，这些都是历年汛期产生险情的主要原因。因此必须对加强堤坝渗流的控制设计。