薛蕾 李效宾
南水北调中线干线工程建设管理局 450000
摘要：南水北调工程作为跨度大、涉及范围广以及关系到民生的重要工程，对社会主义经济的整体发展有着极为重要的影响，南水北调工程的质量直接关系到人民群众的财产安全与国家长治久安。南水北调工程高填方渠建设使用期间，受到地质条件与外部环境等因素影响，容易出现沉降变形的问题，影响南水北调工程功能的发挥，并存在质量安全隐患。因此，为解决这一问题，保障南水北调工程使用安全，本文对南水北调工程高填方渠堤沉降变形进行分析探讨，以供参考。
关键词：南水北调工程；高填方渠堤；沉降变形
引言
随着现代技术的发展，我国越来越注重南水北调工程的效益和质量。水利工程具有一定的特殊性，在建成后往往需要长期运行，如果加固设计不到位很容易出现沉降变形等情况，严重影响南水北调工程的正常运作，并给附近居民的财产和人身安全造成一定威胁。所以，强化对南水北调工程的加固设计非常必要。
1设计原则
目前，在南水北调工程施工过程中最常用的加固方法有两种，防渗墙技术和浆液灌注法。南水北调工程防渗加固的主要目的是杜绝高填方渠堤发生渗透现象，同时降低浸润线。对于滑坡的处理则相对复杂，需要深入分析造成滑坡的各种因素，并通过以下方式解决：提高土体的强度指标，降低坝体的浸润线。假如坝基发生了渗漏，那么对上游的坝基应根据“截、铺、堵”的原则减少堤坝渗漏量，即通过修建防渗墙、铺盖或帷幕灌浆等方式减少渗漏量；对于下游的坝基应根据“导、减、排”的原则疏导堤坝压力，即通过导渗反滤体、减压井、排水沟等设施来疏导堤坝的压力。
2南水北调工程高填方渠堤沉降变形的原因
2.1材料缺陷
当前很多南水北调工程选择建设土石坝式堤坝，这类堤坝结构的力学性能较为优异，具有适用范围广、稳定性能好、成本低廉等优势，符合施工标准。但是，随着时间推移，高填方渠堤坝结构持续受到水流冲刷作用力影响，致使岩石内部颗粒结构产生程度不一的变化，逐渐加剧岩石结构破坏程度，高填方渠堤坝结构性能持续下滑。如此，在岩石结构性能下滑幅度过大，或是遭遇较强水流时，容易出现堤坝渗漏问题，并在问题严重时引发坝体塌陷等安全事故。同时，使用劣质材料，也会提高堤坝渗漏问题的出现概率，如使用的填料内混入腐殖土等杂质，或土块未得到完全粉碎处理便投入使用。
2.2设计人员水平问题
南水北调工程所处的环境一般比较复杂，需要从实际的情况入手，做好全面的设计方案。在设计过程中，需要考虑较多的影响因素，如果设计人员自身的设计水平有限，没有较为丰富的设计经验，就可能导致南水北调工程施工技术方案虽然具有良好的设计效果，但是受到实际条件的限制，无法实现预期的设计目标。而且受到设计人员专业水平的影响，无法准确地判断施工过程的重难点，对施工周边环境的认识和了解有限，导致所设计出的方案并没有完全结合实际。在后续施工时，虽然严格按照设计要求逐步开展工作，但是施工过程中由于各项施工技术的应用较为被动，并没有充分发挥出加固施工技术的重要作用，导致后续建设的南水北调工程堤坝出现不同程度的渗漏，影响南水北调工程的安全运行。
3南水北调工程高填方渠堤沉降变形防治措施
3.1渠坡表面变形监测
①重点监测断面。0+600断面、1+000断面堤顶各布置4个垂直位移测点。
监测成果显示，两个重点监测断面堤顶表面垂直位移以下沉为主；0+600断面沉降量为74.41mm（小于设计允许值157mm），1+000断面沉降量为36.83mm（小于设计允许值149mm），从观测开始时间来看，0+600断面起测时间早于1+000断面，致使总沉降量0+600断面大于1+000断面。目前沉降变形已趋于稳定。②其他一般断面。高填方渠段沿线每间隔90m布设1个一般监测断面，两侧对称布置，共计布置29个垂直位移测点，测点均位于渠堤路外侧。从量值上来看，1+270断面及所在渠段沉降变形量较大，对此，文中对1+270断面所在1+090～1+800渠段内，堤顶各测点的累计沉降变形监测成果进行分析研究。
3.2高压灌浆以及低压灌浆法
在进行南水北调工程施工中的防渗加固时，使用高压灌浆的方式也是能够获取较好效果的。在进行操作时，首先应从高填方渠堤坝的底部开始进行操作，但是在钻孔时，需要从高填方渠堤坝的顶端开始。这种坝防渗加固技术也是需要钻孔的，并且在钻孔时要对每一个孔的深度进行合理的把控，相互之间的距离进行合理的控制。相对于其他的灌浆技术，高压灌浆的方法填充时需要使用的压力更大。为让高压灌浆的实施效果变得更好，在进行操作之前，应对堤坝的整体状况有着非常细致的了解。还要保障堤坝整体处于较为干燥的状况，才能够进行灌浆。进行灌浆时也有着固定的顺序，这种顺序与帷幕灌浆是正好相反的，需要自下而上地进行灌浆。灌浆的步骤对于质量的影响是非常大的，因此，需要严格按照具体的操作步骤进行，从而保障操作的科学性以及高压灌浆的质量。低压灌浆的方式也具有自身独特的风格，较为明显的一点，就是能够让灌入的水泥浆快速凝结。进行具体操作时需要确定堤坝中的管涌位置，根据实际情况选择出较为适合的设备进行操作，改善管涌堵塞的问题。并且在进行灌浆时，还可与一些遇水膨胀的物质进行综合，这样能够使得内部的水流速度降低。低压凝固的方法能够改善管涌问题，从而让堤坝变得更加坚固。
3.3防渗墙
①自凝灰浆防渗墙。随着水利行业的发展和进步，各种水利工程新技术不断涌现，如凝灰浆技术是在塑性混凝土防渗技术的基础上改进而来的，该技术把膨润土与水泥以一定比例进行配合，同时加入缓凝剂，将这些混合物在凝固前灌注到钻孔中进行有效填充，在浆液凝固后可大大增强墙体的防渗性能。②高压喷射防渗墙。在灌注水泥浆液的同时，利用高压喷射的方式，使灌入的水泥与地层中的颗粒物质有效掺和，形成高压喷射式防渗墙，通过这种方式可有效增强堤坝的防渗性能，避免出现渗透现象。③水泥土搅拌桩防渗墙。首先把水泥浆液射进土体中，然后利用深层搅拌桩机器实施堤坝作业，把土体、水泥搅拌均匀，在搅拌过程中，土体和水泥会发生一系列反应和变化，最后凝固形成墙体。该方法的优势在于造价较低，且设备便于携带。④垂直铺塑。该方法主要是利用链斗式挖槽机挖凿出连续的槽孔，通过往槽孔中灌注泥浆的方式实现孔壁加固。当孔槽生成后，需要铺设防渗膜，然后把黏土填回原处。垂直铺塑方法主要适用于由砂壤土层构成的坝体结构。
结束语
综上所述，通过对南水北调工程高填方渠堤沉降变形分析发现，导致南水北调工程堤防沉降变形的因素有很多，必须从实际情况出发，选择和应用具有合适的防渗技术，充分发挥防渗技术的作用。我国目前所使用的南水北调工程高填方渠堤沉降变形主要有土工布防渗技术、混凝土防渗墙施工技术、高压喷射灌浆技术和劈裂式灌浆技术，不同的防渗技术存在较明显的差异，只有经过实地考察，明确南水北调工程堤防工程的具体情况，合理选择相应的防渗技术，才能真正发挥出防渗技术的重要作用，达到南水北调工程安全运行的要求，确保南水北调工程的质量，保障南水北调工程高填方渠堤坝的稳定性和安全性。
参考文献
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