超滲水

滲水現象是指汛期高水位歷時較長時，在滲壓作用下，堤前的水向堤身內滲透的現象。長時間滲水可能對堤壩帶來巨大的破壞，因而如何預防滲水是重要的研究課題。

基本介紹

• 中文名：超滲水
• 外文名：Super water seepage
• 概念：水向堤壩內滲透
• 危害：破壞堤壩結構
• 相關概念：滲水
• 學科：水利工程

堤壩滲水防護的意義

自從20世紀50—70年代以來，我國堤壩建設所用的材料大部分都是就近取材，大多數的堤壩都是一種形式。在這種情況下，堤壩建設質量無法得到保證。除此之外，在進行堤壩的選址時科學性也有所欠缺，沒有對建設工程進行嚴格的檢測和規劃，再加上受到當時環境、經濟以及技術的影響，導致存在很多安全方面的問題。對於目前的堤壩而言，主要存在以下幾點問題：防洪標準缺乏保障依據、無法按照規定以及相關政策開展相應工作，因此堤壩的整體質量相對來說比較差。再有，因為一些堤壩建設的時間比較長，導致出現了滲水的現象，這對堤壩的安全造成了非常嚴重的影響。由此可見，堤壩滲水問題的防護和解決就顯得異常重要。

原因分析

堤壩產生滲水的主要原因有：①超警戒水位持續時間長；②堤防斷面尺寸不足；②堤身填土含沙量大，臨水坡又無防滲斜牆或其他有效控制滲流的工程措施；④由於歷史原因，堤防多為民工挑土而築，填土質量差，沒有正規的碾壓，有的填築時含有凍土、團塊和其他雜物，夯實不夠等；⑤堤防的歷年培修，使堤內有明顯的新老結合面存在；⑧堤身隱患，如蟻穴、蛇洞、暗溝、易腐爛物、樹根等。

搶護原則

滲水的搶護原則應是“前堵後排”，“前堵”即在堤臨水側用透水性小的粘性土料做外幫防滲，也可用蓬布、土工膜隔滲，從而減少水體入滲到堤內，達到降低堤內浸潤線的目的；“後排”即在堤背水坡上做一些反濾排水設施，用透水性好的材料如土工織物、沙石料或稻草、蘆葦做反濾設施，讓已經滲出的水，有控制地流出，不讓土粒流失，增加堤坡的穩定性。背水坡反濾排水只緩解了堤坡表面土體的險情，而對於滲水引起的滑動效果不大，需要時還應做壓滲固腳平台，以控制可能因堤背水坡滲水帶來的脫坡險情。

搶護方法

臨水截滲

為減少堤防的滲水量，降低浸潤線，達到控制滲水險情發展和穩定堤防邊坡的目的，特別是滲水險情嚴重的堤段，如滲水出逸點高、滲出渾水、堤坡裂縫及堤身單薄等，應採用臨水截滲。①複合土工膜截滲。堤臨水坡相對平整和無明顯障礙時，採用複合土工膜截滲是簡便易行的辦法。具體做法是：在鋪設前，將臨水坡面鋪設範圍內的樹枝、雜物清理乾淨，以免損壞土工膜。土工膜順坡長度應大於堤坡長度lm，沿堤軸線鋪設寬度視堤背水坡滲水程度而定，一般超過險段兩端5—10m，幅間的搭接寬度不小於50cm。每幅複合土工膜底部固定在鋼管上，鋪設時從堤坡頂沿坡向下滾動展開，土工膜鋪設的同時，用土袋壓蓋，以免土工膜隨水浮起，同時提高土工膜的防沖能力,也可用複合土工膜排體作為臨水面截滲體。②拋粘土截滲。當水流流速和水深不大且有粘性土料時，可採用臨水面拋填粘土截滲。將臨水面堤坡的灌木、雜物清除乾淨，使拋填粘土能直接與堤坡土接觸。拋填可從堤肩由上向下拋，也可用船隻拋填。當水深較大或流速較大時，可先在堤腳處拋填土袋構築潛堰，再在土袋潛堰內拋粘土。粘土截滲體一般厚2—3m，高出水面1m，超出滲水段3—5m。

背水坡反濾溝導滲

當堤背水坡大面積嚴重滲水，而在臨水側迅速做截滲有困難時，只要背水坡無脫坡或滲水變渾情況，可在背水坡及其坡腳處開挖導滲溝，排走背水坡表面土體中的滲水，恢復土體的抗剪強度，控制險情的發展。①導滲溝的布置形式。導滲溝的布置形式可分為縱橫溝、“Y”字形溝和“人”字形溝等。以“人”字形溝的套用最為廣泛，效果最好，“Y”字形溝次之；②導滲溝尺寸。導滲溝的開挖深度、寬度和間距應根據滲水程度和土壤性質確定。一般情況下，開挖深度、寬度和間距分別選用30—50cm、30—50cm和6—10m。導滲溝的開挖高度，一般要達到或略高於滲水出逸點位置。導滲溝的出口，以導滲溝所截得的水排出離堤腳2—3m外為宜，儘量減少滲水對堤腳的浸泡；③反濾料鋪設。邊開挖導滲溝，邊回填反濾料。反濾料為沙石料時，應控制含泥量，以免影響導滲溝的排水效果；反濾料為土工織物時，土工織物應與溝的周邊結合緊密，其上回填碎石等一般的透水料，土工織物搭接寬度以大於20cm為宜；回填濾料為稻糠、麥秸、稻草、柳枝、蘆葦等，其上應壓透水蓋重。反濾導滲溝對維護堤坡表面土的穩定是有效的，而對於降低堤內浸潤線和堤背水坡出逸點高程的作用相當有限。要徹底根治滲水，還要視工情、水情、雨情等確定是否採用臨水截滲和壓滲因腳平台。

背水坡貼坡反濾導滲

當堤身透水性較強，在高水位下浸泡時間長久，導致背水坡面滲流出逸點以下土體軟化，開挖反濾導滲溝難以成形時，可在背水坡作貼坡反濾導滲。在搶護前，先將滲水邊坡的雜草、雜物及鬆軟的表土清除乾淨；然後，按要求鋪設反濾料。根據使用反濾料的不同，貼坡反濾導滲可以分為三種：土工織物反濾層；沙石反濾層；梢料反濾層。

透水壓滲平台

當堤防斷面單薄，背水坡較陡，對於大面積滲水，且堤線較長，全線搶築透水壓滲平台的工作量大時，可以結合導滲溝加間隔透水壓滲平台的方法進行搶護。①沙土壓滲平台：首先將邊坡滲水範圍內的雜草、雜物及鬆軟表土清除乾淨，再用沙礫料填築後戧，要求分層填築密實，每層厚度30cm，頂部高出浸潤線出逸點0．5—1．0m，頂寬2—3m，戧坡一般為1：3—1：5，長度超過滲水堤段兩端至少3m；②梢土壓滲平台。當填築砂礫壓滲平台缺乏足夠料物時，可採用梢土代替沙礫，築成梢土壓浸平台。其外形尺寸以及清基要求與沙土壓滲平台基本相同，梢土壓滲平台厚度為l～1．5m。貼坡段及水平段梢料均為三層，中間層粗，上、下兩層細。

土工膜截滲

在水位比較低、缺少黏土的情況下，可以選擇土工膜截滲法，這種方法不僅施工簡單，而且投入成本較低，可以從以下幾方面開展防滲工作：一是進行土工膜的選擇，將坡面、壩基附近清理乾淨，防止造成土工膜破裂。二是分析滲水程度，明確土工膜的寬度，提前進行黏結和焊接，鋪在坡面上，最好超出迎水坡腳1m以上。三是在正式鋪設之前，要將土工膜纏在8～10m的滾筒上面，放在迎水坡肩上，在鋪設時將土工膜下邊與滾筒進行粘結，確保土工膜平鋪在坡面上，起到良好的防滲效果。四是當土工膜鋪好之後，要在上面壓上一層土袋，不要留下縫隙。

反濾層導滲

如果堤壩滲水情況非常嚴重，背水坡上面的土體又比較鬆軟，這時要想挖反濾導滲溝可能會存在一定的難度。在這種情況下，可以通過修建反濾層的方式來實現反濾導滲，有效控制堤壩滲水情況。按照反濾材料的不同，具體的方法有以下幾種：一是砂石料反濾層。在進行砂石料反濾層的修建時，要先清理表層的雜物和垃圾，之後在的滲水區域中開挖深度在20cm左右的溝渠，將砂石料鋪設在裡面，壓上石塊，防止滲水問題愈發嚴重。二是土工織物反濾層。確保背水坡滲水區域內的垃圾清理乾淨之後，鋪設一層土工織物，土工織物的尺寸一定要準確無誤，在土工織物上面還要鋪設透水材料，其厚度應該在50cm左右。然後蓋上席片、草袋等，並用石塊壓嚴實。三是梢料反濾層。砂石料可以用梢料來代替，在下細上粗的要求下，細梢料的鋪設厚度要大於10cm，粗梢料的鋪設厚度應該在40cm左右，具體的方法可以參照砂石料反濾層的修築方法，有效解決堤壩滲水問題。