河道堤防工程的養(yǎng)護與維修研究

王寧春

（陜西省西安市高陵區(qū)渭河管理站，陜西 西安 710200）

堤防工程在水利工程中是一類常見的建筑物，一般是沿河、渠、湖、海等邊緣位置所修建的擋水建筑物，從本質(zhì)上來說是一種防洪工程。修筑堤防的根本目的，就是對水體邊緣進行提升和加固，從而對大量水流形成約束和限制，避免水流跨越邊界，影響到周邊的農(nóng)田、房屋等，不僅保護人們的生命財產(chǎn)安全，同時也保證水體本身的安全。堤防工程在長時間的運行中，受到自然因素、人為因素等方面的影響，會逐漸產(chǎn)生一些問題。因此，就需要做好維修和養(yǎng)護工作，及時排除堤防工程存在的質(zhì)量問題，通過養(yǎng)護降低質(zhì)量問題發(fā)生概率，從整體上維護堤防工程的安全和穩(wěn)定。

1 河道堤防工程的常見問題分析

1.1 裂縫問題

在堤防工程修建中，會使用到混凝土，表面會通過混凝土澆筑進行硬化處理。而混凝土這種工程材料，就容易發(fā)生裂縫問題。從裂縫發(fā)生的形式來說，一般在堤防頂部或是坡面上發(fā)生的與堤身相垂直的裂縫，被稱之為橫縫，而與堤身平行的裂縫，被稱之為縱縫。此外，還會產(chǎn)生一些復雜的、網(wǎng)絡(luò)狀裂縫，這被稱為網(wǎng)狀裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因很多：首先是施工方面的原因，在施工階段澆筑混凝土的過程中，混凝土未能均勻攪拌，或者是澆筑后養(yǎng)護不到位等，就容易因為混凝土內(nèi)外部溫差過大而引起裂縫。其次是自然因素影響。河道堤防在運行過程中，會遭遇一些自然因素的影響，比如發(fā)生洪澇，大量水體沖擊堤防，在外部水體沖擊下，就可能產(chǎn)生裂縫。另外發(fā)生地震，也可能造成裂縫問題[1]。

1.2 滑坡問題

對于河道堤防工程而言，滑坡問題也是一類較為常見的問題?；?，是堤防局部土體失去穩(wěn)定而產(chǎn)生位移滑動，進而表現(xiàn)為堤防下部隆起、上部不均勻的情況。堤防的滑坡問題，一般具有漸變性，也就是逐步發(fā)生的，并不是突然出現(xiàn)，有一個演變過程。滑坡問題的出現(xiàn)，具有較大的安全性威脅。如果有人員在河道堤防附近活動，那么發(fā)生滑坡就可能直接造成人員傷亡。如果在發(fā)生漲水時出現(xiàn)滑坡，那么就可能導致堤防被沖毀，進而無法控制水流，發(fā)生洪水問題。

1.3 滲漏問題

除了裂縫和滑坡之外，河道堤防還存在滲漏問題。河道堤防的主體一般都是由土料筑成，通過強夯密實，形成堤防主體，再在表面進行混凝土澆筑硬化。土料本身具有滲水性，如果表面混凝土產(chǎn)生裂縫，那么就會導致水流滲入堤防內(nèi)部，讓堤防產(chǎn)生下濕上干的情況，干濕部分的分界線，被稱為浸潤線。在河道漲水時，持續(xù)保持高水位，滲漏問題逐漸加重，浸潤線逐步抬高，并在背水坡滲水出逸點滲出。滲水是一種非常危險的標志，如果發(fā)現(xiàn)背水坡滲水，那說明堤防內(nèi)部已經(jīng)被浸濕，土體力學性能下滑，進一步可能發(fā)展成更為嚴重的問題。

1.4 管涌和流土

對于河道堤防工程，還存在管涌和流土的問題。在河道堤防保持較高水位運行時，滲漏的水流可能會導致在堤防坡腳的位置發(fā)生管涌或是流土。出現(xiàn)這類問題，一般是因為地基之上覆蓋有弱透水層，地基之下有強透水層，當河道處于高水位時，滲漏坡降變陡，滲流速度增大，當超過地基上覆弱透水層的滲漏坡降時，就會引起管涌和流土。

2 河道堤防工程的維修措施

2.1 裂縫的維修處理

河道堤防的裂縫問題維修處理，可以采取的方法較多，對于管理人員而言，可以結(jié)合實際情況來進行選擇。

一是開挖回填。對于堤防的裂縫問題，如果裂縫尺寸較大，說明裂縫的發(fā)育較深，內(nèi)部影響較大。為了能夠徹底處理此類裂縫，可以采取開挖回填的方法。首先，在進行開挖之前，需要對裂縫的深度和走向予以確定，這可以通過灌石灰水的方法來進行標識，開挖時根據(jù)石灰的顏色，確定開挖范圍。需要注意，開挖一般要采用梯形斷面，并且保持超挖，要挖到裂縫之下0.3m-0.5m，底寬至少要保持0.5m，而在長度方面，要超過裂縫兩端2m。其次，進行回填，在做好開挖的基礎(chǔ)上，要將準備好的材料進行回填，填補裂縫[2]。

二是裂縫修補。對于尺寸較小的裂縫，在進行維修時，可以采取相對較為簡單的方法，那就是直接進行裂縫修補，裂縫修補也有不同的方法形式可以使用，比如可以直接通過修補材料對裂縫進行灌注，達到填補裂縫的效果，這種方法一般適合用于尺寸很小的裂縫。如果是稍大一些的裂縫，那么可以對裂縫進行開槽處理，在槽內(nèi)設(shè)置鋼筋骨架，之后再灌注混凝土或是環(huán)氧樹脂進行修補。

2.2 滑坡的處理

滑坡問題的處理需要從多角度進行把握。滑坡問題，很多時候和工程建設(shè)環(huán)節(jié)存在關(guān)系，在施工建設(shè)時沒有做好控制，導致堤防本身存在質(zhì)量隱患。因此，在河道堤防工程的運行階段，首先就要做好預防工作。在河道處于高水位的時候，應當在堤防坡腳壓重固腳阻滑，同時配合防滲、導滲措施的使用，盡可能降低浸潤線和地基滲透壓力。這樣一來，當遭遇大量水體沖擊時，堤防具備了一定的抗性，在出現(xiàn)滑坡征兆時，能夠爭取到更多的時間來采取預防和搶險措施，從而減少滑坡帶來的危害。

其次，對于加高培厚的堤防，要針對性地進行處置。從實際來說，容易發(fā)生滑坡的地方往往是通過加高培厚的老舊堤防。這些舊堤防因為修建時間早，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代防汛要求，因此進行了加高培厚。然而加高培厚必然會導致舊堤防和新施工部分難以形成完美的一體化結(jié)合，導致新舊坡面之間的力學效應不強，進而在遭遇外力沖擊時，可能會發(fā)生滑坡問題。對于這類情況，可以采取機械剝離的方法，對堤防的新老結(jié)合面進行清除，然后重新回填新土，并進行分層碾壓，達到密實要求。這樣一來，就加強了新老結(jié)合面的一體化程度，從而降低了發(fā)生滑坡的可能性。

2.3 滲漏的處理

對于河道堤防滲漏問題，在進行處置維修之前，需要先對發(fā)生滲漏的根本原因進行調(diào)查，要充分掌握滲漏的部位和原因等信息，然后再制定相應的維修方案。同時還需要結(jié)合水情變化，確定維修時間，以免滲漏維修發(fā)生危險。

第一，灌漿處理。堤防滲漏，和內(nèi)部土體密實程度不足存在關(guān)系，內(nèi)部土體不夠密實，較為松散，會增大滲漏的可能性。因此，就可以采取灌漿法，利用泵設(shè)備向堤防的空洞處進行灌漿，并且通過加壓將漿液壓入松散的土體當中，對土體形成擠壓，從而增加土體的密實程度。同時，也可以對堤防內(nèi)部的空洞、裂縫形成填補，從整體上提升堤防的密實度，提高其防滲性能[3]。

第二，開溝導滲。除了對堤防進行灌漿之外，還可以通過開溝導滲的方法，將滲水引流，從而弱化其對堤防造成的影響。具體來說，根據(jù)堤防本身條件，選擇適宜的防滲土工膜。對堤防邊坡和坡腳進行清理，根據(jù)坡面滲水尺寸，確定土工膜的鋪設(shè)范圍，土工膜周邊需要超出滲水范圍至少1m 以上。如果順坡方向土工膜的長度不足，那么可以搭接，搭接長度需要超過0.5m。在鋪設(shè)土工膜之后，需要在上邊設(shè)置1-2 層裝有沙石的土工膜袋，緊密堆疊，不留空隙，起到防風擋浪、保護土工膜的作用。

2.4 管涌和流土的處置

對于河道堤防的管涌和流土問題，這類問題的產(chǎn)生，一般會導致一些關(guān)聯(lián)性問題的出現(xiàn)。因此在出現(xiàn)管涌和流土時，就應該及時進行維修處理，以免問題擴大給堤防帶來更大的損害。在具體的處置實踐中，可以從以下幾個方面著手：

第一，反濾圍井。根據(jù)使用材料的不同，可以分為砂石反濾圍井、土工織物反濾圍井、梢料反濾圍井這些類型。比如砂石反濾圍井，在修筑時，先將施工范圍的雜物全面清除，確保施工范圍內(nèi)干凈。然后用土袋壘堆成圍井。對于圍井高度的控制，要以水流不攜帶泥沙從井口冒出作為標準。根據(jù)管涌出水口的數(shù)量多少和范圍，可以設(shè)置多個圍井。至于另外形式的圍井，在施工方法上大致相同，主要是使用的材料有所差別。

第二，反濾壓蓋。這種方法就是先利用磚頭、石塊等拋填到涌水涌砂較為嚴重的出水口，消殺水勢。然后對相應地面進行清理，清除雜物，再蓋壓一層粗砂，厚度控制在20cm，之后再蓋壓一層石塊。

第三，減壓圍井。在出現(xiàn)翻沙鼓水的區(qū)域，用土袋壘堆出一個無慮層圍井，隨著圍井內(nèi)部的水位轉(zhuǎn)升高，對應逐步加高圍井的高度，直到制止涌水帶沙。

3 河道堤防工程的養(yǎng)護管理

3.1 加強堤防工程的汛前檢查

對于河道堤防工程，在汛期來臨之前，需要落實汛前檢查工作，組織專業(yè)技術(shù)人員，對河道堤防工程展開全面檢查，主要包括外部結(jié)構(gòu)、斷面、滲漏等方面。

第一，對于堤防外部結(jié)構(gòu)進行檢查。具體來說：要檢查堤防本身的完整性，管護范圍內(nèi)各種設(shè)施、界樁、標點的完整性；對堤防是否存在雨淋溝、浪窩、脫坡、塌坑等進行檢查；對是否存在人為挖土、埋坑、穿堤等進行檢查；對護岸工程的險工弱段進行檢查；對防浪林木、植物護坡等進行檢查；對防汛物料、設(shè)備等資源進行檢查；對防汛通信設(shè)施進行檢查。

第二，對堤防斷面進行檢查。在汛前檢查中，要特別注意對堤防斷面做好檢查，這是確認堤防安全性與抗洪能力的關(guān)鍵。一是要檢查堤防高程是否達到防洪設(shè)計水位。二是檢查堤防頂部安全超高是否符合規(guī)范。三是檢查河床沖淤是否存在變化，要對水位和水流進行實測。四是對邊坡穩(wěn)定和滲漏進行檢查。

第三，對堤防滲漏情況進行檢查。一是要根據(jù)以往的堤防滲漏情況，針對以往的滲漏部位重點檢查。二是沿著堤防兩側(cè)，檢查是否存在水塘、取水坑、穿透覆蓋層等情況。三是檢查堤防附近是否存在鉆探、打井、開采地下水等活動。四是檢查是否存在墊坑、開裂、上下游水頭差增大等問題。

對于河道堤防工程的養(yǎng)護管理，做好檢查工作是最為重要的，這是發(fā)現(xiàn)安全隱患的基本前提。而在具體落實檢查工作的過程中，要制定完善的檢查方案，并且要合理配置檢查人員和相關(guān)的儀器設(shè)備，確保檢查工作可以發(fā)揮出切實的效應[4]。

3.2 利用現(xiàn)代化手段進行堤防管理

在河道堤防的養(yǎng)護管理中，如果只是局限于傳統(tǒng)方法，那么會導致工作效率處于不高的水平。隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多先進的、新穎的技術(shù)，這些技術(shù)對于河道堤防工程養(yǎng)護管理能夠起到積極的作用。因此，對于河道堤防工程的管理人員而言，就要采取合理措施，將現(xiàn)代化手段利用起來，投入堤防工程的管理當中，確保提升管理效果。

第一，依托無人機輔助管理。從目前社會發(fā)展的角度來說，機械無人化是一個大趨勢，其中以無人機的發(fā)展最為迅速。在民用領(lǐng)域，我國無人機發(fā)展處于世界前列，產(chǎn)品銷量在全世界占據(jù)了很大的份額比例，其中以大疆無人機最為典型。無人機目前有很多不同的尺寸，并且已經(jīng)投入物流、交通、通信、攝影、環(huán)保、消防等諸多領(lǐng)域當中。對于河道堤防工程而言，也可以將無人機利用起來，通過無人機搭載檢測設(shè)備，對堤防工程進行檢測，這樣可以大大提升檢測效率。

第二，引入大數(shù)據(jù)技術(shù)輔助管理。對于河道堤防工程的養(yǎng)護管理，需要注意做好預測方面的工作。根據(jù)河道堤防以往的問題，結(jié)合當前的水文情況，再加上對河道堤防的監(jiān)測，可以對河道堤防可能出現(xiàn)的一些問題進行預測，以便提前進行防范。而要實現(xiàn)這一目的，就可以將大數(shù)據(jù)技術(shù)利用起來，通過數(shù)據(jù)技術(shù)，建立大數(shù)據(jù)分析中心，將河道堤防工程相關(guān)的各項數(shù)據(jù)都匯總起來，然后依托大數(shù)據(jù)進行分析，對相關(guān)問題的發(fā)生概率進行預測。

3.3 構(gòu)建完善的堤防工程養(yǎng)護機制

在河道堤防工程的養(yǎng)護中，需要構(gòu)建起完善的養(yǎng)護機制，這樣才能確保養(yǎng)護工作落到實處。

首先，要科學制定養(yǎng)護方案。對于河道堤防工程的養(yǎng)護，需要有科學合理的方案作為指導，這樣才能讓養(yǎng)護工作發(fā)揮出實際效果。具體來說，一是要摸清情況。對于河道堤防工程養(yǎng)護方案的制定，需要先對地質(zhì)水文、氣候因素、降水情況、河道汛期、最大水量等信息全面調(diào)研，形成全面掌握。二是要合理制定養(yǎng)護方案。這需要秉持技術(shù)性、經(jīng)濟性相結(jié)合的原則，堅持高標準、嚴要求，結(jié)合汛期變化，合理安排人工、材料等資源，在恰當?shù)臅r機進行堤防養(yǎng)護作業(yè)。

其次，完善養(yǎng)護制度構(gòu)建。養(yǎng)護工作的落實，還需要有相應的制度來進行引導和規(guī)范。一是要完善責任制度，將責任層層落實，確保各級人員能夠承擔起自身責任，落實具體工作。二是完善檢查制度，對河道堤防的養(yǎng)護、管理等都要做好檢查，落實考核。

4 結(jié)語

河道堤防工程作為重要的防洪設(shè)施，需要將維修和養(yǎng)護工作有效落實，針對堤防工程出現(xiàn)的隱患問題，要及時進行維修處理。在此基礎(chǔ)上，要加強養(yǎng)護管理，讓河道堤防工程處于安全可靠的狀態(tài)。