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【摘要】近几年我国自然灾害发生的较为频繁，特别是洪涝灾害的发生，给人们的生命和财产的安全性带来了较大的威胁。堤防作为水利工程的重要一部分，其起到档水的作用。目前在水利工程中堤防的堤基分为三种类型，分别为土基、双层地基和砂基。而在这三种地基当中，双层地基最容易产生渗流，而导致地基受到破坏。本文从堤防堤基及渗透入手，分析了堤防双层地基的破坏机理及发生险情的原因，并进一步对防止双层地基渗透破坏的控制措施进行了具体的阐述。
【关键词】堤防；堤基类型；双层地基；破坏机理；控制措施
1、堤防堤基及渗流
在进行堤防工程建设中，其堤基南大要根据不同的地层岩性来进行划分，通常有土基、砂基和双层地基三种。当堤基表翅为弱透水层时，或是弱透层厚度大于二米时则为土基，而通常下弱透水层的岩性的都黏性土。而当表层弱透水层厚度在半米和二米之间，而下部为强透水层，其地层岩性以砂粒和砂砾石为主，这样的堤基为双层地基。而当表层厚度小于半米时，或是强透水层直接露出地表时则为砂基。由于堤基类型的不同，所以其渗流破坏形式、防渗措施都会存在着较大的差异性。在这三种堤基当中，土基不存在着渗流破坏的问题，而砂基发生渗流冲刷时主要关系于堤脚基础出口处渗流的稳定问题，所以在解决时可以利用堤脚压渗、加强堤脚排水及延长堤基渗径长度来进行解决。而在堤基当中，其双层地其具有最不可预见性，特别容易受到渗流的破坏，特别是对于存在着缺陷的双层地基。这就需要在实际勘探过程中，要对地基的类型进行有效的划分，从而针对不同的地基类型来制定具体的防渗流措施。所以在坝体基础设计时需要对渗流量进行有效的控制，多采用垂直防渗或是水平铺盖来对渗流量进行控制，在对渗流量进行控制时还要使其满足渗流稳定的要求。如果双层地基的渗流控制措施做的不到位，那么在洪水来临时则极易趣发生险性，造成较大的危害。
2、堤防双层地基的破坏机理
当发生洪水时，堤防上流水位则会较平时水位有较大的上升空间，由于水位高涨，这样在双层地基的弱透水层下作用的承压水头的薄弱环节上则会发生穿孔，因为在弱透水层下必然会存在着土层不均匀、植物根系及动物巢穴等容易发生穿孔的环节，一旦穿孔发生，则会在此处产生泉涌，即我们所说的管涌，管涌通常都会伴有砂环。其在堤防后侧的地表面上隆起后产生裂缝或是穿孔，而随着管涌及砂环的出现，则会使孔径不断的扩大，多而形成涌砂坑。管涌的发生，则为弱透水层打开了一道输砂的通道，这就导致防渗流的覆盖层被承压水顶穿成泉涌孔。管涌的发生可以说是渗流受到破坏的开始阶段，管涌发生是否会接着对双层地基进行渗透破坏则完合取决于第二控制条件，通常将第二控制条件称之为渗径比条件。这主要是指沿地基水平向的渗流比降是否小于地基透水层水平向允许比降的要求。而当渗径比能够满足条件要求时，则管涌则会停止在发生部位，不会再向上流发展通道，不会导致渗流破坏的再发生，而当渗径比无法满足条件时，则会导致管涌继续向前，直到最后贯通，从而导致双层地基发生严重的渗流破坏。因此当双层地基发生管涌情况时，需要慎重对待。因为管涌是发生渗流破坏的先兆，即使一个小的管涌也可以在极短的时间内导致溃堤的可能，所以当发生管涌时要采取切实可行的措施进行处理，以避免灾难性的后果发生。
3、造成双层地基的险情的原因
地基中若表层土透水性较弱，下部土层透水性较强，两层的渗透系数之比>100即可称双层地基。相对不透水层的天然表土层受其底部衰减很慢的承压水头作用，当其自重不足以抵抗所受的承压水头作用时便会被顶穿或隆起，产生翻砂、泉涌群和管涌险情。堤防双层地基中的堤基险工，常因以下几个方面原因所致：
3.1双层地基的天然表土层厚度不能满足设计情况下堤后承压水头作用下的抗浮起或抗渗透破坏要求；
3.2虽然设计有盖重，但人工盖重的设计宽度、厚度不足，仍不满足渗透稳定要求，对透水盖重有时渗流出口没有做反滤设计；
3.3由于江河洪水水流紊乱，冲淘破坏堤外天然弱透水表土层，致使其缺失不连续或厚度减薄，导致堤外天然弱透水表土层的有效长度变短，从而使堤脚处承压水头增高造成险情；
3.4在进行堤防工程施工过程中，其取土基本都是就近来进行，这样就极易导致上部天然透水层的连续性受到破坏，这样透水层的局部则会出现薄弱环节，从而导致险情的发生；
3.5由于在堤防周围百姓的生产活动所导致的堤内外坑塘的形成，也是导致天然透水表土层出现缺乏、变薄的主要因素，从而引出双层地基出现管涌及流土险情的发生；
3.6堤防靠近江河岸边，尤其靠近凹岸的堤段，由于冲刷塌岸使堤外天然弱段表土层的长度缩短，从而使堤内天然弱透水层的承压水头增加，导致险情发生。
4、防止双层地基渗透破坏的控制措施
4.1对于主流靠岸或凹岸顶冲点附近的双层地基堤防工程，可采用护岸工程措施，避免冲刷退岸，从而保证堤外弱透水表土层的长度不因塌岸缩小即稳定住堤前的不透水铺盖，延长渗径。
4.2对邻水侧铺盖、背水侧弱透水表层或压渗盖重缺陷（如池塘、人为挖坑、天然缺失等）造成的险情，应首先采取回填方法恢复铺盖和表土层的完整性。临水侧铺盖回填的范围在铺盖的有效长度内，背水侧表土层或盖重的回填范围应根据堤高、作用水头地形、地质条件、渗流计算成果以及堤防的重要程度等因素综合分析确定，一般在10～20m。临水侧用粘性土材料回填；背水侧用渗透系数与表层相当或比表土层大的透水性材料回填，但后者要求两层之间要做好反滤设计。
4.3对背水侧地基覆盖较薄且其下卧透水层又较深厚的情况，可以采用压实填筑法或吹填法增加盖重；也可以采用在背水侧靠近堤脚的适当位置设置减压沟（井）的方法消减承压水头；或者采用盖重与减压沟（井）联合作用的形式。
4.4对覆盖层较厚而下卧透水层较深的情况，宜优先采用盖重措施进行处理，盖重材料最好用透水性材料。透水性盖重能够使透过弱透水层的地下水顺畅排出，它不增加堤后弱透水层有效长度，不改变地下水的压力分布。
4.5对地基下卧透水层不深、隔水层较浅的情况，应首先考虑采用封闭式垂直防渗措施，也可以采用盖重或盖重与减压沟（井）相结合的处理方式。
4.6对下卧透水层深厚的双层地基，由于采用封闭式垂直防渗方案难度大且造价高，宜采用减压井、盖重等其它防渗工程措施。
5、结束语
由此可知，导致双层地基发生险情的原因较多，任何一种险情的存在都可能导致双层地基发生渗流，所以在实际对双基地基渗流的控制措施中，多数情况下都会采用工程措施来进行控制，同时也可以利用一些加固的方法，确保双层地基的安全性，从而确保堤防充分发挥其应用的作用。
参考文献
[1]乔双全.王吉永.伏世红.嫩江干流齐富堤防双层地基渗流稳定分析.水利科技与经济，2011年07期.
[2]刘承新.房艳国.柳晓春.汉口龙王庙险段堤基渗透破坏形式分析及防治措施[J].水利规划与设计，2011年04期.
[3]郭成宝.刘铁银.堤防不同地基类型的防渗方案.黑龙江水利科技，2008年03期.
【关键词】堤防；堤基类型；双层地基；破坏机理；控制措施
1、堤防堤基及渗流
在进行堤防工程建设中，其堤基南大要根据不同的地层岩性来进行划分，通常有土基、砂基和双层地基三种。当堤基表翅为弱透水层时，或是弱透层厚度大于二米时则为土基，而通常下弱透水层的岩性的都黏性土。而当表层弱透水层厚度在半米和二米之间，而下部为强透水层，其地层岩性以砂粒和砂砾石为主，这样的堤基为双层地基。而当表层厚度小于半米时，或是强透水层直接露出地表时则为砂基。由于堤基类型的不同，所以其渗流破坏形式、防渗措施都会存在着较大的差异性。在这三种堤基当中，土基不存在着渗流破坏的问题，而砂基发生渗流冲刷时主要关系于堤脚基础出口处渗流的稳定问题，所以在解决时可以利用堤脚压渗、加强堤脚排水及延长堤基渗径长度来进行解决。而在堤基当中，其双层地其具有最不可预见性，特别容易受到渗流的破坏，特别是对于存在着缺陷的双层地基。这就需要在实际勘探过程中，要对地基的类型进行有效的划分，从而针对不同的地基类型来制定具体的防渗流措施。所以在坝体基础设计时需要对渗流量进行有效的控制，多采用垂直防渗或是水平铺盖来对渗流量进行控制，在对渗流量进行控制时还要使其满足渗流稳定的要求。如果双层地基的渗流控制措施做的不到位，那么在洪水来临时则极易趣发生险性，造成较大的危害。
2、堤防双层地基的破坏机理
当发生洪水时，堤防上流水位则会较平时水位有较大的上升空间，由于水位高涨，这样在双层地基的弱透水层下作用的承压水头的薄弱环节上则会发生穿孔，因为在弱透水层下必然会存在着土层不均匀、植物根系及动物巢穴等容易发生穿孔的环节，一旦穿孔发生，则会在此处产生泉涌，即我们所说的管涌，管涌通常都会伴有砂环。其在堤防后侧的地表面上隆起后产生裂缝或是穿孔，而随着管涌及砂环的出现，则会使孔径不断的扩大，多而形成涌砂坑。管涌的发生，则为弱透水层打开了一道输砂的通道，这就导致防渗流的覆盖层被承压水顶穿成泉涌孔。管涌的发生可以说是渗流受到破坏的开始阶段，管涌发生是否会接着对双层地基进行渗透破坏则完合取决于第二控制条件，通常将第二控制条件称之为渗径比条件。这主要是指沿地基水平向的渗流比降是否小于地基透水层水平向允许比降的要求。而当渗径比能够满足条件要求时，则管涌则会停止在发生部位，不会再向上流发展通道，不会导致渗流破坏的再发生，而当渗径比无法满足条件时，则会导致管涌继续向前，直到最后贯通，从而导致双层地基发生严重的渗流破坏。因此当双层地基发生管涌情况时，需要慎重对待。因为管涌是发生渗流破坏的先兆，即使一个小的管涌也可以在极短的时间内导致溃堤的可能，所以当发生管涌时要采取切实可行的措施进行处理，以避免灾难性的后果发生。
3、造成双层地基的险情的原因
地基中若表层土透水性较弱，下部土层透水性较强，两层的渗透系数之比>100即可称双层地基。相对不透水层的天然表土层受其底部衰减很慢的承压水头作用，当其自重不足以抵抗所受的承压水头作用时便会被顶穿或隆起，产生翻砂、泉涌群和管涌险情。堤防双层地基中的堤基险工，常因以下几个方面原因所致：
3.1双层地基的天然表土层厚度不能满足设计情况下堤后承压水头作用下的抗浮起或抗渗透破坏要求；
3.2虽然设计有盖重，但人工盖重的设计宽度、厚度不足，仍不满足渗透稳定要求，对透水盖重有时渗流出口没有做反滤设计；
3.3由于江河洪水水流紊乱，冲淘破坏堤外天然弱透水表土层，致使其缺失不连续或厚度减薄，导致堤外天然弱透水表土层的有效长度变短，从而使堤脚处承压水头增高造成险情；
3.4在进行堤防工程施工过程中，其取土基本都是就近来进行，这样就极易导致上部天然透水层的连续性受到破坏，这样透水层的局部则会出现薄弱环节，从而导致险情的发生；
3.5由于在堤防周围百姓的生产活动所导致的堤内外坑塘的形成，也是导致天然透水表土层出现缺乏、变薄的主要因素，从而引出双层地基出现管涌及流土险情的发生；
3.6堤防靠近江河岸边，尤其靠近凹岸的堤段，由于冲刷塌岸使堤外天然弱段表土层的长度缩短，从而使堤内天然弱透水层的承压水头增加，导致险情发生。
4、防止双层地基渗透破坏的控制措施
4.1对于主流靠岸或凹岸顶冲点附近的双层地基堤防工程，可采用护岸工程措施，避免冲刷退岸，从而保证堤外弱透水表土层的长度不因塌岸缩小即稳定住堤前的不透水铺盖，延长渗径。
4.2对邻水侧铺盖、背水侧弱透水表层或压渗盖重缺陷（如池塘、人为挖坑、天然缺失等）造成的险情，应首先采取回填方法恢复铺盖和表土层的完整性。临水侧铺盖回填的范围在铺盖的有效长度内，背水侧表土层或盖重的回填范围应根据堤高、作用水头地形、地质条件、渗流计算成果以及堤防的重要程度等因素综合分析确定，一般在10～20m。临水侧用粘性土材料回填；背水侧用渗透系数与表层相当或比表土层大的透水性材料回填，但后者要求两层之间要做好反滤设计。
4.3对背水侧地基覆盖较薄且其下卧透水层又较深厚的情况，可以采用压实填筑法或吹填法增加盖重；也可以采用在背水侧靠近堤脚的适当位置设置减压沟（井）的方法消减承压水头；或者采用盖重与减压沟（井）联合作用的形式。
4.4对覆盖层较厚而下卧透水层较深的情况，宜优先采用盖重措施进行处理，盖重材料最好用透水性材料。透水性盖重能够使透过弱透水层的地下水顺畅排出，它不增加堤后弱透水层有效长度，不改变地下水的压力分布。
4.5对地基下卧透水层不深、隔水层较浅的情况，应首先考虑采用封闭式垂直防渗措施，也可以采用盖重或盖重与减压沟（井）相结合的处理方式。
4.6对下卧透水层深厚的双层地基，由于采用封闭式垂直防渗方案难度大且造价高，宜采用减压井、盖重等其它防渗工程措施。
5、结束语
由此可知，导致双层地基发生险情的原因较多，任何一种险情的存在都可能导致双层地基发生渗流，所以在实际对双基地基渗流的控制措施中，多数情况下都会采用工程措施来进行控制，同时也可以利用一些加固的方法，确保双层地基的安全性，从而确保堤防充分发挥其应用的作用。
参考文献
[1]乔双全.王吉永.伏世红.嫩江干流齐富堤防双层地基渗流稳定分析.水利科技与经济，2011年07期.
[2]刘承新.房艳国.柳晓春.汉口龙王庙险段堤基渗透破坏形式分析及防治措施[J].水利规划与设计，2011年04期.
[3]郭成宝.刘铁银.堤防不同地基类型的防渗方案.黑龙江水利科技，2008年03期.