[发明专利]一种抑制堤基管涌的除险加固措施的设计及施工方法

说明书

本发明公开了一种抑制堤基管涌的除险加固措施的设计及施工方法，在背水侧的堤基内部设置屏障结构，其用于抑制堤基内部集中渗漏通道的产生及扩展；其中，对于所述单层堤基，所述屏障结构设置在背水侧堤脚；对于所述双层堤基和所述多层堤基，所述屏障结构设置在所述弱透水覆盖层和其下层所述强透水层之间，所述屏障结构位于背水侧的弱透水覆盖层的薄弱部位的迎水侧；所述屏障结构的材料，保证其既具有足够的透水性，又能够有效防止强透水层的土体中的颗粒流失；通过计算确定屏障结构的材料粒径；屏障结构生态环保，成本低廉；施工方便，加固效果好。

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，特别涉及一种抑制堤基管涌的除险加固措施的设计及施工方法。

背景技术

堤防工程是我国防洪体系的重要基础，而管涌是堤防工程最常见且最主要的险情。据统计，1998年长江发生的流域性大洪水期间，中下游堤防发生险情总数73825 处，管涌占35.2%，其中较大险情1702处，管涌占51.2%；管涌抢险耗费了巨大的人力、物力；堤防抢险和除险加固的实践表明，管涌是我国堤防工程存在最普遍且难以治愈的心腹大患。

垂直防渗墙、减压井、堤内盖重等传统的除险加固措施虽有较好的加固效果，但也存在诸多问题；如垂直防渗墙造价过高，还可能会切断堤内地下水与外界交换途径，对堤内地下水环境带来不利影响；减压井容易发生淤堵，长期运行管理成本也较高；堤内盖重会造成大量耕地浪费，同时还可能涉及征地和移民等问题，实施难度巨大。

因此，迫切需要一种生态环保的、成本低廉、施工方便的、加固效果好的堤防除险加固措施。

发明内容

为解决以上问题，本发明提出了一种抑制堤基管涌的除险加固措施的设计及施工方法，其通过设置合理的屏障结构，抑制堤基内部集中渗漏通道的产生及扩展，该设计及施工方法具有广阔的应用前景。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种抑制堤基管涌的除险加固措施的设计方法，所述堤基分为单层堤基、双层堤基和多层堤基，其中，所述单层堤基为一层强透水层；所述双层堤基，包括一层强透水层和覆盖在所述强透水层上的弱透水覆盖层；所述多层堤基，包括多层间隔设置的强透水层、设置在两层所述强透水层之间的弱透水层和最上层的弱透水覆盖层，进一步的，在背水侧的堤基内部设置屏障结构，其用于抑制堤基内部集中渗漏通道的产生及扩展；其中，对于所述单层堤基，所述屏障结构设置在强透水层内，其位于背水侧堤脚处；对于所述双层堤基和所述多层堤基，所述屏障结构设置在所述弱透水覆盖层和其下层所述强透水层之间，所述屏障结构位于背水侧弱透水覆盖层的薄弱部位的迎水侧；所述屏障结构的材料，保证其既具有透水性，又能够防止所述强透水层的土体中的颗粒流失。

进一步的，所述屏障结构的材料，包括粗砂或者满足孔径要求的土工合成材料。

进一步的，所述屏障结构的材料选用粗砂时，粗砂颗粒级配按照反滤层准则进行设计，所述屏障结构为反滤层，所述强透水层的土体为被保护土体；当所述强透水层的土体的不均匀系数≤5-8时，所述屏障结构的材料的颗粒级配的计算方法为：

D₁₅/d₈₅≤4-5；

D₁₅/d₁₅≥5；

其中，D₁₅表示所述屏障结构中质量百分含量为15%所对应的颗粒粒径；d₁₅表示强透水层的土体中质量百分含量为15%所对应的颗粒粒径；d₈₅表示强透水层的土体中质量百分含量为85%所对应的颗粒粒径；