[发明专利]利用三维复合滤垫抢护堤防背水坡渗水险情的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种汛期防汛抢险的方法及设备，特别是一种利用三维复合滤垫抢护汛期堤防背水坡渗水险情的方法，以及该方法所使用的设备。 

背景技术

我国现有堤防25×10⁴km，其中主要堤防6.57×10⁴km。由于当时筑堤条件的限制，造成目前的堤防特点是堤基条件和堤身填筑质量差。在汛期高水位作用下，堤防易产生滑坡和漏洞等险情，从而引起堤防背水坡渗水险情的发生和发展。 

对堤坝渗水险情的抢护，应以临水截渗、背水导渗为原则，从而达到减少水体入渗、降低浸润线和稳定堤身的目的。同时，在抢护渗水险情之前，应查明发生渗水的原因和险情的危险程度，结合险情和水情，决定采用截渗、导渗单一措施或截渗导渗并重的综合措施及时抢护。一般根据临水的深度、流速，风浪的大小，取土的难易等决定采取何种截渗方法，传统的方式主要有：（1）土工膜截渗。当缺少粘性土料时，在水深较浅时，可采用土工膜加保护层的办法，达到截渗的目的。具体做法是：①在铺设前，应清理铺设范围内的边坡和坡脚附近地面，以免造成土工膜的损坏；②土工膜沿边坡的长度可根据具体尺寸预先粘结好，以满铺渗水段边坡并深入临水坡脚以外1m以上为止。顺边坡宽度不足可以搭接，但搭接长应大于0.5m；③铺设前一般在临水堤坝肩上将土工膜卷在8～10m的滚筒上，在卷滚前，土工膜的下边折叠粘牢形成卷筒，并插入直径4～5cm的钢管加重（如无钢管可填充土料、石块等），使土膜能沿坡紧贴展铺；④土工膜铺好后，应在其上满压1～2层内装沙石的土工袋，由坡脚下端压起，逐层错缝向上压，不留空隙，作为土工膜的保护层，同时起到防风浪的作用。（2）抛粘土截渗。当临水不太深，风浪不大，附近有粘性土料，而且取土较易，可采用此法。具体做法是：①根据堤坝渗水范围和渗水严重程度确定抛筑尺寸。一般顶宽3～4m，长度至少超过渗水段两端各3m，前戗顶可视背水坡渗水最高出逸点的高度决定，一般高出水面约1m；②抛土前应将边坡上杂草、树木尽量清除，以免抛填不实，影响戗体截渗效果；③在临水堤坝肩准备好粘性土料，然后集中力量沿临水坡由上而下，由里而外，向水中缓慢推下。由于土料入水后的崩解、沉积和固结作用，即成截渗戗体。如临水较深或土坝有防浪墙，也可使用船只抛土。（3）土袋前戗截渗。当临河水流较急或风浪较大，土料易被冲失，可在水面以下堤坝坡脚以外先用土袋筑一隔墙，然后再抛填土料。具体做法是：在临水堤坝脚以外用土袋筑一道防冲墙，其厚度及高度以能防止水流和波浪冲刷戗土为度。导渗主要是  当堤坝背水坡大面积严重渗水时，开挖导渗沟、铺设反滤料。土工织物和加筑透水后戗等方法，引导渗水排出，降低浸润线，但必须避免水流带走土料颗粒，使险情趋于稳定。传统的做法主要有：  （1）沙石导渗沟。堤坝背水坡导渗沟的形式一般有纵横沟、Y字形沟和人字型沟等。沟的尺寸和间距应根据渗水程度和土壤性质确定。顺堤坝边坡的竖沟一般每隔6～10m开挖一条沟深一般不小于0.5m。在施工时，可沿坡脚稍下游开挖一条排水纵沟，填好反滤料。纵沟应与附近地面原有排水沟渠连通，将渗水排至远离坡脚外。然后在边坡上开挖导渗竖沟，与排水纵沟相连。逐段开挖，逐段填反滤料，一直挖填到边坡出现渗水的最高点稍上。开挖时严禁停工待料，导致险情恶化。导流竖沟底坡一般与堤坝边坡相同，边坡以能使土体站得住为宜，其沟底要求平整顺直。如开沟后排水仍不显著时，可于竖沟之间增加密度或开斜沟，以改善排渗效果。导渗沟内要按反滤层要求分层填放粗沙、小石子（卵石或碎石，一般粒径0.5～2.0cm）、大石子（卵石或碎石，一般粒径4～10m），每层厚度要大于20cm。沙石料可用天然料或人工料，但务必洁净，否则要影响反滤效果。反滤料铺筑时，要严格掌握下细上粗，两侧细中间粗，分层包住，切忌粗料（石子）与导渗沟底沟壁土壤接触，并粗细不能掺合。为防止泥土掉入导渗沟内，阻塞渗水通道，可在导渗沟的沙石料上铺草袋或土工织物，然后压上土袋、块石保护。（2）反滤层导渗。   当堤坝透水性较强，背水坡土体过于稀软，经挖沟实验，采用导渗沟确有困难。同时反滤料又比较容易取得，可采用此法抢护。该法是在渗水边坡上满铺反滤层，使渗水排出。一般背水坡导渗上部压块石保护，并延至堤脚以外，起镇脚作用，以防滑坡。根据使用反滤材料不同，主要有沙石反滤层和土工织物反滤层等方法。①沙石反滤层。  当堤身单薄、背水坡较陡、外滩狭窄、内坡产生严重散浸时，可用此法。即先将背水坡渗水范围的软泥、草皮杂物等清除，其开挖深度10～20厘米，然后采用比堤坝透水性大的砂料填筑，要密实。压浸台一般高出浸润线出逸点0.5～1.0m，顶宽2～4m，外坡一般1:3～1:5，长度应超过散浸堤段两端各3米以上。堤脚以外挖一排水沟，将渗水导排到低洼之处。反滤料的质量要求，铺填方法以及保护措施与沙石导渗反滤料相同。 ②土工织物反滤层。按沙石反滤层的要求，在渗水边坡清好后，先铺设一层符合滤层要求的土工织物。铺设时应保持搭接宽度不小于20cm。然后再满铺一般透水料，其厚度不小于40～50cm。上面铺盖草袋等压土，最后再压块石或土袋保护。