流域堤防的渗透变形与处置方法

（一）堤基渗透变形

堤防工程渗透变形问题与土质坝基的渗透问题不完全相同。它主要研究堤基下第一含水层的渗透特性及其对堤防工程的影响。深层砂土的渗透，只要渗透压力不可能穿透上覆盖层，仅造成水量的损失，不是研究的重点。

堤防工程分布的平原地带，在地史上，主要以下沉为主。全新世以来黄河和淮河的泥砂及坡—洪积物大量沉积在广阔的平原洼地上，致使形成坡积、洪积、冲积、湖积、海积的地层。浅层（堤基下2倍堤高或河床主槽底以上地层）多有砂、粉质土成层分布，向下可能有细砂、中粗砂、砾质砂存在。粘性土层与这些砂土呈互层或夹层状分布，多形成双层结构。地层具有明显的韵律。浅层砂土自上游至下游有逐渐增多的趋势。流域堤防发生渗透及渗透变形的堤段，亦基本自上游向下游增多。

由于平原地区主要为冲—湖（淤）积相成因形成的地层，砂土的微细层理韵律明显，多夹有厚几个毫米至几个厘米的薄层粘性土，这些粘性土夹层致使地层垂直方向渗透性能与水平方向差异很大，可以起盖层的作用。其中砂、粉质土亦不均质，每个微细韵律的中部往往颗粒较粗，形成“千层饼”状结构，其中较粗颗粒的中心部位只要有一定的厚度（一般厚25cm以上），且延伸较远，就有可能对堤防渗透变形产生影响。

1.堤基渗透

据勘察资料，堤基浅层极细砂、粉土、砂壤土、轻粉质壤土渗透系数为i×10-4～i×10-3cm/s，弱—中等透水，不均匀系数一般1.5～7，基本为连续级配的砂土。在持续洪水作用下，堤内坡脚透水砂层可能保持40%～55%的渗压位势，临界水力比降一般为0.25～0.45。淮河堤防一般高3～7m，挡水高度约1～4.5m，若内坡脚下无沟塘、洼地，外滩地有一定宽度延长了渗径，在现有淮河堤防断面的情况下，可发生堤内坡下沼泽化、渗水，而且多数为清水明流的渗透现象。可能在一定渗透历时后仍未及时处置时，将可能出现浊水混流。这种以渗透为主的形式是淮河流域堤防工程中发生的主要形式。

2.渗透变形(www.xing528.com)

在外滩地狭窄（一般小于50m），堤内滩地低洼，有沟塘、深渊，透水砂层在河床中及堤后渊塘出露，挡水高度在4m以上，表层基本无粘性土盖层或受到破坏，且挡水历时较长时的情况下，堤基可能发生渗水混浊、涌沙、管涌等渗透变形。例如黑牛咀险段（涡下段7+000～7+550），沫河口周台子（涡下段34+550～34+900），淮南哑叭渡口（黑李段1+080～1+780），朱洪圩孜（颍左堤43+000～43+800）等处。

发生渗透变形或有渗透变形趋势的地段，既有厚层砂、粉质土的地段，亦有砂、粉质土只有几十厘米的地段。只要外滩较窄或狭窄，内滩低洼有沟塘，破坏了盖层的压渗作用，都有可能发生渗透变形。沫河口周台子，蚌埠市城市圈堤7+500等处的水井1991年都曾涌水涌沙。一般来讲，渗流出逸处渗压水头在1以下时，多发生清水明流的渗透，在1～1.5m以上，则多为浊水涌沙的渗透变形破坏。

（二）堤身渗透

过去筑堤，基本为人工就地挑土上堤，所以堤身土质与堤基浅层土基本类似。本流域堤防有50%左右的堤段，堤身土以砂、粉质土为主混杂粘性土，渗透系数多为i×10-4 cm/s，弱透水。而且堤防系多次施工填筑，往往存在软弱夹层，填筑材料杂乱或有渗透性强的砂土。亦有存在局部生物洞穴及堤身裂缝，如涡下段120+900～121+400有狗獾洞数十处；蚌埠市圈堤39号孔注水时，供水量40～60L/s，水头不回升，估算K值可达10-2cm/s。堤基接触面，特别是解放前施工的老堤及水下填筑的封堵段接触面，基本没有清基处理。这些堤身缺陷均有可能形成集中渗透通道，堤防挡水后，堤内坡或坡脚许多地段散浸、渗水或发软、陷人、沼泽化。这种堤身的渗透与堤基的渗透常复合在一起，很难区分。

从险情记录上看，淮河流域堤防发生渗透变形的记录不多，解放后淮河仅1954年、1957年、1975年、1991年发生了典型的洪涝灾害，堤防即使抵御洪水，历时亦较短，而且淮河堤防工程多系1957年以后竣工的，有些问题没有完全暴露出来。