7.软弱夹层的抗渗强度 软弱夹层的渗透破坏不同于无粘性土,也不同于粘性土,而是介于两者 之间。其渗透破坏的特征为: (1)泥夹碎片层,当结构发生破坏时,沿层面出水,出口细粒跳动,形成 小洞眼,直至出现渗透通道 (②)含泥沙砾层,当结构破坏时,渗流出口有细粒移动并呈浑水,直至破 坏。软弱夹层的抗渗强度应通过试验得到。 堤防渗透破坏的成因和分类 堤防工程中对渗透破坏的分类主要是从宏观现象考虑。比如,由于堤基 的渗透破坏在后期多表现为集中渗流对土体的冲刷,并往往冒水翻砂,形如管中 涌水(砂),因此在堤防工程中统称为管涌(亦称泡泉),这是宏观上的体验。 其实,堤防工程中常说的管涌基本上都是土力学中的流土破坏 (一)堤身渗透破坏的成因和分类 堤身的渗透破坏包括三种类型:渗水(散浸)造成的堤坡冲刷、漏洞和 集中渗流造成的接触冲刷。分述如下 1堤坡冲刷 堤坡冲刷系由背水堤坡渗水所致。一种是堤坡的出逸比降大于允许比降 而产生的渗透破坏,另一种是渗水集中后造成对坡面的水流冲刷。 应当说,对背水侧地下水位(或水头)较高的情况,当发生持续高水位 时堤坡渗水是必然的。关键是出逸点不应过高,渗流量不应过大,以免造成堤坡 的渗透破坏和水流冲刷,甚至导致滑坡,对这种有害渗水必须采取措施进行除险 造成出逸点过高的主要原因有:堤身断面宽度不够,堤坡偏陡;堤身尤其是后加 高的堤身透水性强,或填筑层面明显,导致堤身的水平向渗透系数偏大;新老堤 身、堤段施工接头处存在薄弱结合面。如清基不彻底或根本未清基,堤段结合部 压实不密等:堤身裂缝并被雨水灌入;堤身存在其它隐患。如洞穴、冻土块等。 2堤身漏洞 堤防背水坡及堤脚附近出现横贯堤身的流水孔洞称为漏水洞。由于漏水 洞中的集中水流对土体的冲刷力很强,因此对堤防的危害性极大 产生漏洞的主要原因有:堤身质量差,土料含砂量高,有机质多;有生 物洞穴或其它易腐烂的物料:其它隐患,如旧涵洞、坑窖、棺木等
7.软弱夹层的抗渗强度 软弱夹层的渗透破坏不同于无粘性土，也不同于粘性土，而是介于两者 之间。其渗透破坏的特征为： (1)泥夹碎片层，当结构发生破坏时，沿层面出水，出口细粒跳动，形成 小洞眼，直至出现渗透通道; (2)含泥沙砾层，当结构破坏时，渗流出口有细粒移动并呈浑水，直至破 坏。软弱夹层的抗渗强度应通过试验得到。 三、堤防渗透破坏的成因和分类 堤防工程中对渗透破坏的分类主要是从宏观现象考虑。比如，由于堤基 的渗透破坏在后期多表现为集中渗流对土体的冲刷，并往往冒水翻砂，形如管中 涌水（砂），因此在堤防工程中统称为管涌（亦称泡泉），这是宏观上的体验。 其实，堤防工程中常说的管涌基本上都是土力学中的流土破坏。 （一）堤身渗透破坏的成因和分类 堤身的渗透破坏包括三种类型：渗水（散浸）造成的堤坡冲刷、漏洞和 集中渗流造成的接触冲刷。分述如下： 1.堤坡冲刷 堤坡冲刷系由背水堤坡渗水所致。一种是堤坡的出逸比降大于允许比降 而产生的渗透破坏，另一种是渗水集中后造成对坡面的水流冲刷。 应当说，对背水侧地下水位（或水头）较高的情况，当发生持续高水位 时堤坡渗水是必然的。关键是出逸点不应过高，渗流量不应过大，以免造成堤坡 的渗透破坏和水流冲刷，甚至导致滑坡，对这种有害渗水必须采取措施进行除险。 造成出逸点过高的主要原因有：堤身断面宽度不够，堤坡偏陡；堤身尤其是后加 高的堤身透水性强，或填筑层面明显，导致堤身的水平向渗透系数偏大；新老堤 身、堤段施工接头处存在薄弱结合面。如清基不彻底或根本未清基，堤段结合部 压实不密等；堤身裂缝并被雨水灌入；堤身存在其它隐患。如洞穴、冻土块等。 2.堤身漏洞 堤防背水坡及堤脚附近出现横贯堤身的流水孔洞称为漏水洞。由于漏水 洞中的集中水流对土体的冲刷力很强，因此对堤防的危害性极大。 产生漏洞的主要原因有：堤身质量差，土料含砂量高，有机质多；有生 物洞穴或其它易腐烂的物料；其它隐患，如旧涵洞、坑窖、棺木等
即使漏洞没有贯穿堤身,也将大大缩短渗径,从而加大了出口渗透比降, 增加了渗透破坏的可能性,同时漏洞中的集中水流还将造成对土体的水流冲刷, 使漏洞长度加长,直径变大,最终贯穿堤身,导致堤防溃决。因此,对堤身漏洞 隐患必须进行除险加固 3堤身接触冲刷 当堤身发生集中渗流且冲刷力大于土体的抗渗强度时,在集中渗流处就 会产生接触冲刷破坏。造成堤身集中渗流的主要原因有:穿堤建筑物与堤身间出 现裂缝;新老堤身结合面未清基或清基不彻底;堤防分段建设的结合部填筑密度 低等。由于接触冲刷的发展速度往往较快,因此对堤防的威胁很大,必须对其进 行除险加固 (二)堤基渗透破坏的成因和分类 堤基的渗透破坏常表现为泡泉、沙沸、土层隆起、浮动、膨胀、断裂等, 通常统称为管涌。一般来讲,堤防堤基的表土层一般极少是砂砾层,因此,堤基 的渗透破坏一般均为土力学中的流土破坏。产生的原因是,随着汛期水位的升高, 背水侧堤基的渗透出逸比降增大,一旦超过堤基的抗渗临界比降就会产生渗透破 坏。渗透破坏首先在堤基的薄弱环节岀现,如坑塘或表土层较薄的位置。对近似 均质的透水堤基,渗透破坏首先发生的堤脚处。堤基管涌,尤其是近堤脚的管涌, 发展速度快,容易形成管涌洞,一旦抢险不及时或措施不得当,就有溃堤灾难发 生的危险。因此,对管涌堤段必须进行除险加固 另外,如果堤身直接座落在砂砾石强透水层上,或座落在强风化的岩基 上,则在堤身与堤基的结合面也可能发生接触冲刷或接触流土破坏 第二节渗透破坏除险方案的选择 堤防除险加固的实践表明,渗透破坏是堤防工程中最普遍且难以治愈的 心腹之患,选择有效、合理、经济的除险加固方案是一项技术性很强的工作,是 堤防渗透破坏除险加固工作的关键环节。 渗透破坏的除险加固应从两方面入手:一方面是提高堤身和堤基本身抵 抗渗透破坏的能力,如采取提髙堤身密实度、消除堤身堤基隐患、放缓边坡、贴 坡排水、透水后戗或盖重等措施;另一方面是降低渗流的破坏能力,即降低渗流 出口比降和堤身的浸润线,这方面应遵循“前堵后排、反滤料保护渗流出口”的 渗流控制原则,并根据工程地质条件、出险情况和堤防的重要程度选择合理的渗 流控制措施。“前堵”就是在临水侧采取防(截)渗措施,如防渗铺盖、防渗斜 墙和垂直防渗幕(墙)等,“后排”即在背水侧采取导渗和排水减压措施,如导 渗沟、排水褥垫、排水减压沟、减压井等 、堤身渗透破坏除险方案的选择
即使漏洞没有贯穿堤身，也将大大缩短渗径，从而加大了出口渗透比降， 增加了渗透破坏的可能性，同时漏洞中的集中水流还将造成对土体的水流冲刷， 使漏洞长度加长，直径变大，最终贯穿堤身，导致堤防溃决。因此，对堤身漏洞 隐患必须进行除险加固。 3.堤身接触冲刷 当堤身发生集中渗流且冲刷力大于土体的抗渗强度时，在集中渗流处就 会产生接触冲刷破坏。造成堤身集中渗流的主要原因有：穿堤建筑物与堤身间出 现裂缝；新老堤身结合面未清基或清基不彻底；堤防分段建设的结合部填筑密度 低等。由于接触冲刷的发展速度往往较快，因此对堤防的威胁很大，必须对其进 行除险加固。 （二）堤基渗透破坏的成因和分类 堤基的渗透破坏常表现为泡泉、沙沸、土层隆起、浮动、膨胀、断裂等， 通常统称为管涌。一般来讲，堤防堤基的表土层一般极少是砂砾层，因此，堤基 的渗透破坏一般均为土力学中的流土破坏。产生的原因是，随着汛期水位的升高， 背水侧堤基的渗透出逸比降增大，一旦超过堤基的抗渗临界比降就会产生渗透破 坏。渗透破坏首先在堤基的薄弱环节出现，如坑塘或表土层较薄的位置。对近似 均质的透水堤基，渗透破坏首先发生的堤脚处。堤基管涌，尤其是近堤脚的管涌， 发展速度快，容易形成管涌洞，一旦抢险不及时或措施不得当，就有溃堤灾难发 生的危险。因此，对管涌堤段必须进行除险加固。 另外，如果堤身直接座落在砂砾石强透水层上，或座落在强风化的岩基 上 ，则在堤身与堤基的结合面也可能发生接触冲刷或接触流土破坏。 第二节 渗透破坏除险方案的选择 堤防除险加固的实践表明，渗透破坏是堤防工程中最普遍且难以治愈的 心腹之患，选择有效、合理、经济的除险加固方案是一项技术性很强的工作，是 堤防渗透破坏除险加固工作的关键环节。 渗透破坏的除险加固应从两方面入手：一方面是提高堤身和堤基本身抵 抗渗透破坏的能力，如采取提高堤身密实度、消除堤身堤基隐患、放缓边坡、贴 坡排水、透水后戗或盖重等措施；另一方面是降低渗流的破坏能力，即降低渗流 出口比降和堤身的浸润线，这方面应遵循“前堵后排、反滤料保护渗流出口”的 渗流控制原则，并根据工程地质条件、出险情况和堤防的重要程度选择合理的渗 流控制措施。“前堵”就是在临水侧采取防（截）渗措施，如防渗铺盖、防渗斜 墙和垂直防渗幕（墙）等，“后排”即在背水侧采取导渗和排水减压措施，如导 渗沟、排水褥垫、排水减压沟、减压井等。 一、堤身渗透破坏除险方案的选择
堤身渗透破坏包括渗水(散浸)、漏泂和集中渗流三种类型。根据其不 同特点,应选择各自适宜的除险加固措施 (一)渗水除险方案的选择 渗水往往会导致背水坡的脱坡、冲刷、流土甚至形成漏洞和陷坑,应根 据其产生的原因和危害程度,采取相应的工程措施进行除险加固 1.对威胁背水坡抗滑稳定的严重有害渗水,可采用填筑压实法、机械吹 填法或放淤固堤法加宽培厚堤身或做透水后戗,也可以在临水坡外邦或増建防渗 斜墙,或采用劈裂灌浆、锥探灌浆、垂直铺塑等做垂直防渗 2.对不至于威胁堤坡抗滑稳定,但可能产生堤坡冲刷、流土破坏的渗水, 可采用贴坡反滤、透水后戗的方法进行除险。 (二)漏洞和跌窝除险方案的选择 堤身漏洞和跌窝往往由生物洞穴产生,汛前较难发现,但这种险情在汛 期往往发展很快,加之堤身断面有限,对堤身的危害很大,汛期抢险困难,酿成 溃口者有之。为防患于未然,汛前应首先对漏洞和跌窝隐患进行巡视、探査。对 洞穴应采取开挖回填的方法进行除险,如果开挖回填困难可以采取充填灌浆的办 法进行处理。 (三)集中渗流除险方案的选择 1.对堤身与穿堤建筑物基础接触面的集中渗流,可采用高喷或静压注浆 在临水侧做垂直防渗,也可以在接触面采用静压注浆的办法进行处理,必要时在 背水侧做反滤保护。对堤身与穿堤建筑物侧墙间的集中渗流,可以采用接触面静 压注浆的方法进行处理。 2.对新老堤身结合的水平层面产生的集中渗流,可采用临水侧开挖回填 封堵或接触面充填灌浆的方法进行处理。 3.对堤防分段建设的结合部产生的集中渗流,可采用临水坡截渗或结合 部挤密灌浆的方法进行处理,必要时在背水坡采取反滤保护措施。 、堤基渗透破坏除险方案的选择 修建于双层和多层地基、透水地基、岩石地基上的堤防,经渗流计算 堤基、背水坡或堤后地面渗流出逸比降不能满足规范要求,或者汛期曾经出现过 严重渗漏、管涌或流土破坏险情时,应采取除险加固措施。所用措施包括:填塘 固堤、临水侧防渗铺盖、地基垂直防渗、背水侧压渗盖重、排水减压沟井、水平 排水褥垫等。应根据具体情况选择一种或多种措施来达到除险加固的目的。应该 指出的是,防汛抢险的实践表明,堤基管涌大部分发生在坑塘等薄弱环节,因此
堤身渗透破坏包括渗水（散浸）、漏洞和集中渗流三种类型。根据其不 同特点，应选择各自适宜的除险加固措施。 （一）渗水除险方案的选择 渗水往往会导致背水坡的脱坡、冲刷、流土甚至形成漏洞和陷坑，应根 据其产生的原因和危害程度，采取相应的工程措施进行除险加固。 1.对威胁背水坡抗滑稳定的严重有害渗水，可采用填筑压实法、机械吹 填法或放淤固堤法加宽培厚堤身或做透水后戗，也可以在临水坡外邦或增建防渗 斜墙，或采用劈裂灌浆、锥探灌浆、垂直铺塑等做垂直防渗。 2.对不至于威胁堤坡抗滑稳定，但可能产生堤坡冲刷、流土破坏的渗水， 可采用贴坡反滤、透水后戗的方法进行除险。 （二）漏洞和跌窝除险方案的选择 堤身漏洞和跌窝往往由生物洞穴产生，汛前较难发现，但这种险情在汛 期往往发展很快，加之堤身断面有限，对堤身的危害很大，汛期抢险困难，酿成 溃口者有之。为防患于未然，汛前应首先对漏洞和跌窝隐患进行巡视、探查。对 洞穴应采取开挖回填的方法进行除险，如果开挖回填困难可以采取充填灌浆的办 法进行处理。 （三）集中渗流除险方案的选择 1.对堤身与穿堤建筑物基础接触面的集中渗流，可采用高喷或静压注浆 在临水侧做垂直防渗，也可以在接触面采用静压注浆的办法进行处理，必要时在 背水侧做反滤保护。对堤身与穿堤建筑物侧墙间的集中渗流，可以采用接触面静 压注浆的方法进行处理。 2.对新老堤身结合的水平层面产生的集中渗流，可采用临水侧开挖回填 封堵或接触面充填灌浆的方法进行处理。 3.对堤防分段建设的结合部产生的集中渗流，可采用临水坡截渗或结合 部挤密灌浆的方法进行处理，必要时在背水坡采取反滤保护措施。 二、堤基渗透破坏除险方案的选择 修建于双层和多层地基、透水地基、岩石地基上的堤防，经渗流计算， 堤基、背水坡或堤后地面渗流出逸比降不能满足规范要求，或者汛期曾经出现过 严重渗漏、管涌或流土破坏险情时，应采取除险加固措施。所用措施包括：填塘 固堤、临水侧防渗铺盖、地基垂直防渗、背水侧压渗盖重、排水减压沟井、水平 排水褥垫等。应根据具体情况选择一种或多种措施来达到除险加固的目的。应该 指出的是，防汛抢险的实践表明，堤基管涌大部分发生在坑塘等薄弱环节，因此
应首先考虑填塘措施进行除险。堤基渗透破坏除险方案的选择主要根据地基的工 程地质情况确定 (一)双层或多层地基 这种地基在堤防工程中非常普遍,渗透破坏险情多且治愈困难。 1.对由于临水侧铺盖、背水侧表土层或压渗盖重缺陷(池塘、人为挖坑、 天然缺失等)造成的险情,应首先采取回填的方法恢复铺盖和表土层的完整性。 临水侧铺盖回填的范围为铺盖的有效长度范围以内,背水侧表土层或盖重的回填 范围应根据险情和地形地质条件、渗流计算以及堤防的重要程度等确定,可在距 堤脚50~200m之间选择。临水侧用粘性土材料,背水侧用渗透系数比原土层大 的材料进行回填,但应满足反滤要求。 2.对背水侧地基覆盖层较薄且透水层较深的情况,可以采用压实填筑法 或吹填法增加盖重,也可以采用在背水堤脚外适当位置设置减压沟或减压井的方 法。同时也可以考虑盖重和排水减压沟井联合使用的形式,以达到根治地基渗透 破坏的目的。 3.对覆盖层较厚且下卧强透水层较深的地基,宜采用盖重措施进行处理 盖重宜采用比覆盖层渗透系数大的透水材料。也可以在背水堤脚外适当位置设置 减压井,达到减小扬压力和除险的目的,参见图3-17。 4.对地基下卧透水层不深、隔水层较浅的情况,应首先考虑采用垂直封 闭式防渗措施(参见图3-16)。也可以采用盖重或盖重结合减压沟井的方法。 5.对多层地基且存在浅层弱透水层的情况,宜采用压渗盖重或结合减压 措施进行除险参见图3-22。也可以考虑采用半封闭式垂直防渗措施(参见图3 18),但必须在勘察资料充分并经渗流计算充分论证后方可采用 (二)透水地基 1.浅层透水地基宜采用封闭式垂直防渗措施进行处理,并与堤身防渗体 连成统一的防渗体系 2.相对不透水层埋藏较深、透水层较厚时,可以采用背水侧压渗盖重进 行处理。当临水侧有稳定滩地时,也可以采用临水侧铺盖进行防渗处理。 (三)岩石地基 1.对强风化造成岩基或堤身渗透破坏的情况,可以采用地基帷幕灌浆的 方法进行处理,对临水侧有外滩的情况也可以使用铺盖防渗,必要时可在背水堤 脚附近采取反滤保护措施。 2.当岩溶或其它原因使岩基渗水量过大,以致危机堤防安全时,可采用 模袋灌浆或充填灌浆堵塞漏水通道,必要且有条件时可加设防渗铺盖
应首先考虑填塘措施进行除险。堤基渗透破坏除险方案的选择主要根据地基的工 程地质情况确定： （一）双层或多层地基 这种地基在堤防工程中非常普遍，渗透破坏险情多且治愈困难。 1.对由于临水侧铺盖、背水侧表土层或压渗盖重缺陷（池塘、人为挖坑、 天然缺失等）造成的险情，应首先采取回填的方法恢复铺盖和表土层的完整性。 临水侧铺盖回填的范围为铺盖的有效长度范围以内，背水侧表土层或盖重的回填 范围应根据险情和地形地质条件、渗流计算以及堤防的重要程度等确定，可在距 堤脚 50～200m 之间选择。临水侧用粘性土材料，背水侧用渗透系数比原土层大 的材料进行回填，但应满足反滤要求。 2.对背水侧地基覆盖层较薄且透水层较深的情况，可以采用压实填筑法 或吹填法增加盖重，也可以采用在背水堤脚外适当位置设置减压沟或减压井的方 法。同时也可以考虑盖重和排水减压沟井联合使用的形式，以达到根治地基渗透 破坏的目的。 3.对覆盖层较厚且下卧强透水层较深的地基，宜采用盖重措施进行处理， 盖重宜采用比覆盖层渗透系数大的透水材料。也可以在背水堤脚外适当位置设置 减压井，达到减小扬压力和除险的目的，参见图 3－17。 4.对地基下卧透水层不深、隔水层较浅的情况，应首先考虑采用垂直封 闭式防渗措施（参见图 3－16）。也可以采用盖重或盖重结合减压沟井的方法。 5.对多层地基且存在浅层弱透水层的情况，宜采用压渗盖重或结合减压 措施进行除险参见图 3－22。也可以考虑采用半封闭式垂直防渗措施（参见图 3 －18），但必须在勘察资料充分并经渗流计算充分论证后方可采用。 （二）透水地基 1. 浅层透水地基宜采用封闭式垂直防渗措施进行处理，并与堤身防渗体 连成统一的防渗体系。 2. 相对不透水层埋藏较深、透水层较厚时，可以采用背水侧压渗盖重进 行处理。当临水侧有稳定滩地时，也可以采用临水侧铺盖进行防渗处理。 （三）岩石地基 1.对强风化造成岩基或堤身渗透破坏的情况，可以采用地基帷幕灌浆的 方法进行处理，对临水侧有外滩的情况也可以使用铺盖防渗，必要时可在背水堤 脚附近采取反滤保护措施。 2.当岩溶或其它原因使岩基渗水量过大，以致危机堤防安全时，可采用 模袋灌浆或充填灌浆堵塞漏水通道，必要且有条件时可加设防渗铺盖
第三节渗透破坏除险方案的复核 为了达到技术上可靠、经济上合理的目的,需要对除险方案进行复核。 、除险方案复核的任务 对初步选定的除险方案必须进行复核。复核的主要任务是:论证除险方 案的效果;通过比较,选择经济合理的除险方案。 (一)除险效果的复核 对初步选定的除险方案,通过渗流计算分析,了解堤身和堤基的水头(水 压力)、渗透比降、渗流量等水力要素,据此进行渗透稳定和抗滑稳定复核,论 证是否能够达到除险加固的要求 (二)除险方案优化 对初步拟定的几种除险方案进行渗流及渗透稳定计算,在保证除险效果 的前提下,从工程管理、环境影响、经济指标等几个方面进行综合评价,选定最 为经济合理的除险方案。 二、除险方案的渗流计算要求 除险方案的效果应通过渗流计算确定。渗流计算应满足以下要求: (一)渗流计算的内容要求 通过渗流计算应得到堤身渗流场的水头(浸润线、出逸点、水压力等)、 渗透比降和渗流量等水力要素。对河、湖堤防,计算方案包括: 1.临水侧为设计洪水位,背水侧为相应水位情况的稳定渗流计算 2.临水侧为设计洪水位,背水侧为最低水位或无水情况的稳定渗流计算; 3.洪水降落时的非稳定渗流计算。 (二)计算剖面选择和地层概化的要求 选择计算剖面时应综合考虑堤身、堤基的工程地质和水文地质条件,取 有代表性的、结果偏于安全的剖面进行渗流计算。对在洪水期发生过较大险情的 地段应重点考虑
第三节 渗透破坏除险方案的复核 为了达到技术上可靠、经济上合理的目的，需要对除险方案进行复核。 一 、除险方案复核的任务 对初步选定的除险方案必须进行复核。复核的主要任务是：论证除险方 案的效果；通过比较，选择经济合理的除险方案。 （一）除险效果的复核 对初步选定的除险方案，通过渗流计算分析，了解堤身和堤基的水头（水 压力）、渗透比降、渗流量等水力要素，据此进行渗透稳定和抗滑稳定复核，论 证是否能够达到除险加固的要求。 （二）除险方案优化 对初步拟定的几种除险方案进行渗流及渗透稳定计算，在保证除险效果 的前提下，从工程管理、环境影响、经济指标等几个方面进行综合评价，选定最 为经济合理的除险方案。 二、除险方案的渗流计算要求 除险方案的效果应通过渗流计算确定。渗流计算应满足以下要求： （一）渗流计算的内容要求 通过渗流计算应得到堤身渗流场的水头（浸润线、出逸点、水压力等）、 渗透比降和渗流量等水力要素。对河、湖堤防，计算方案包括： 1.临水侧为设计洪水位，背水侧为相应水位情况的稳定渗流计算； 2.临水侧为设计洪水位，背水侧为最低水位或无水情况的稳定渗流计算； 3.洪水降落时的非稳定渗流计算。 （二）计算剖面选择和地层概化的要求 选择计算剖面时应综合考虑堤身、堤基的工程地质和水文地质条件，取 有代表性的、结果偏于安全的剖面进行渗流计算。对在洪水期发生过较大险情的 地段应重点考虑