堤基管涌險(xiǎn)情的判別和搶護(hù)

1、堤基管涌險(xiǎn)情的判別和搶護(hù)摘要：在滲流水作用下土顆粒群體運(yùn)動(dòng)，稱為“流土。填充在骨架空隙中的細(xì)顆粒被滲水帶走，稱為“管涌。通常將上述兩種浸透破壞統(tǒng)稱為管涌(又稱翻沙鼓水、泡泉)。管涌險(xiǎn)情的開(kāi)展以流土最為迅速，它的過(guò)程是隨著出水口涌水挾沙增多，涌水量也隨著增大，逐漸形成管涌洞，如將附近堤(閘)基下沙層淘空，就會(huì)導(dǎo)致堤(閘)身驟然下挫，甚至釀成決堤災(zāi)害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1998年汛期，長(zhǎng)江干堤近2/3的重大險(xiǎn)情是管涌險(xiǎn)情。所以發(fā)生管涌時(shí)，決不能掉以輕心，必須迅速予以處理，并進(jìn)展必要的監(jiān)護(hù)。關(guān)鍵詞：堤基管涌險(xiǎn)情判別險(xiǎn)情搶護(hù)管涌險(xiǎn)情的判別一、管涌險(xiǎn)情產(chǎn)生的原因管涌形成的原因是多方面的。一般來(lái)說(shuō)，堤防根底為典型的

2、二元構(gòu)造，上層是相對(duì)不透水的粘性土或壤土，下面是粉沙、細(xì)沙，再下面是砂礫卵石等強(qiáng)透水層，并與河水相通(圖3-1)。在汛期高水位時(shí)，由于強(qiáng)透水層浸透水頭損失很小，堤防背水側(cè)數(shù)百米范圍內(nèi)表土層底部仍承受很大的水壓力。假設(shè)這股水壓力沖破了粘土層，在沒(méi)有反濾層保護(hù)的情況下，粉沙、細(xì)沙就會(huì)隨水流出，從而發(fā)生管涌。圖3-1管涌險(xiǎn)情示意圖堤防背水側(cè)的地面粘土層不能抗御水壓力而遭到破壞的原因大致為：(1)防御水位進(jìn)步，滲水壓力增大，堤背水側(cè)地面粘土層厚度不夠。(2)歷史上潰口段內(nèi)粘土層遭受破壞，復(fù)堤后，堤背水側(cè)留有淵潭，淵潭中粘土層較薄，常有管涌發(fā)生。(3)歷年在堤背水側(cè)取土加培堤防，將粘土層挖保(4)建閘后

3、渠道挖方及水流沖刷將粘土層減保(5)在堤背水側(cè)鉆孔或勘探爆破孔封閉不實(shí)和一些民用井的構(gòu)造不當(dāng)，形成滲流通道。如1995年荊江大堤柳口堤段，距背水側(cè)堤腳數(shù)百米的地方因鉆孔封填不實(shí)，汛期發(fā)生了管涌；1998年汛期，湖北省公安縣及江西省的九江市均有因民用井構(gòu)造不當(dāng)而出現(xiàn)險(xiǎn)情的。(6)由于其他原因?qū)⒌瘫乘畟?cè)表土層挖保二、管涌險(xiǎn)情的判別管涌險(xiǎn)情的嚴(yán)重程度一般可以從以下幾個(gè)方面加以判別，即管涌口離堤腳的間隔 ；涌水渾濁度及帶沙情況；管涌口直徑；涌水量；洞口擴(kuò)展情況；涌水水頭等。由于搶險(xiǎn)的特殊性，目前都是憑有關(guān)人員的經(jīng)歷來(lái)判斷。詳細(xì)操作時(shí)，管涌險(xiǎn)情的危害程度可從以下幾方面分析判別：(1)管涌一般發(fā)生在背水堤

4、腳附近地面或較遠(yuǎn)的坑塘洼地。距堤腳越近，其危害性就越大。一般以距堤腳15倍水位差范圍內(nèi)的管涌最危險(xiǎn)，在此范圍以外的次之。(2)有的管涌點(diǎn)距堤腳雖遠(yuǎn)一點(diǎn)，但是，管涌不斷開(kāi)展，即管涌口徑不斷擴(kuò)大，管涌流量不斷增大，帶出的沙越來(lái)越粗，數(shù)量不斷增大，這也屬于重大險(xiǎn)情，需要及時(shí)搶護(hù)。(3)有的管涌發(fā)生在農(nóng)田或洼地中，多是管涌群，管涌口內(nèi)有沙粒跳動(dòng)，似“煮稀飯，涌出的水多為清水，險(xiǎn)情穩(wěn)定，可加強(qiáng)觀測(cè)，暫不處理。(4)管涌發(fā)生在坑塘中，水面會(huì)出現(xiàn)翻花鼓泡，水中帶沙、色渾，有的由于水較深，水面只看到冒泡，可潛水探摸，是否有涼水涌出或在洞口是否形成沙環(huán)。需要特別指出的是，由于管涌險(xiǎn)情多數(shù)發(fā)生在坑塘中，管涌初期難

5、以發(fā)現(xiàn)。因此在荊江大堤加固設(shè)計(jì)中曾采用填平堤背水側(cè)200范圍內(nèi)水塘的方法，有效地控制了管涌險(xiǎn)情的發(fā)生。(5)堤背水側(cè)地面隆起(牛皮包、軟包)、膨脹、浮動(dòng)和斷裂等現(xiàn)象也是產(chǎn)生管涌的前兆，只是目前水的壓力缺乏以頂穿上覆土層。隨著江水位的上漲，有可能頂穿，因此對(duì)這種險(xiǎn)情要高度重視并及時(shí)進(jìn)展處理。管涌險(xiǎn)情的搶護(hù)方法一、搶護(hù)原那么搶護(hù)管涌險(xiǎn)情的原那么應(yīng)是制止涌水帶沙，而留有滲水出路。這樣既可使沙層不再被破壞，又可以降低附近滲水壓力，使險(xiǎn)情得以控制和穩(wěn)定。值得警覺(jué)的是，管涌雖然是堤防潰口的極為明顯和常見(jiàn)的原因，但對(duì)它的危險(xiǎn)性仍有認(rèn)識(shí)缺乏，措施不當(dāng)，或麻木忽略，貽誤時(shí)機(jī)的。如大圍井搶筑不及，或高圍井倒塌都曾

6、造成決堤災(zāi)害。二、搶護(hù)方法(一)反濾圍井在管涌口處用編織袋或麻袋裝土搶筑圍井，井內(nèi)同步鋪填反濾料，從而制止涌水帶沙，以防險(xiǎn)情進(jìn)一步擴(kuò)大，當(dāng)管涌口很小時(shí)，也可用無(wú)底水桶或汽油桶做圍井。這種方法適用于發(fā)生在地面的單個(gè)管涌或管涌數(shù)目雖多但比較集中的情況。對(duì)水下管涌，當(dāng)水深較淺時(shí)也可以采用。圍井面積應(yīng)根據(jù)地面情況、險(xiǎn)情程度、料物儲(chǔ)藏等來(lái)確定。圍井高度應(yīng)以可以控制涌水帶沙為原那么，但也不能過(guò)高，一般不超過(guò)15，以免圍井附近產(chǎn)生新的管涌。對(duì)管涌群，可以根據(jù)管涌口的間距選擇單個(gè)或多個(gè)圍井進(jìn)展搶護(hù)。圍井與地面應(yīng)嚴(yán)密接觸，以防造成漏水，使圍井水位無(wú)法抬高。圍井內(nèi)必須用透水料鋪填，切忌用不透水材料。根據(jù)所用反濾料

7、的不同，反濾圍井可分為以下幾種形式。1沙石反濾圍井沙石反濾圍井是搶護(hù)管涌險(xiǎn)情的最常見(jiàn)形式之一。選用不同級(jí)配的反濾料，可用于不同土層的管涌搶險(xiǎn)。在圍井搶筑時(shí)，首先應(yīng)清理圍井范圍內(nèi)的雜物，并用編織袋或麻袋裝土填筑圍井。然后根據(jù)管涌程度的不同，采用不同的方式鋪填反濾料：對(duì)管涌口不大、涌水量較小的情況，采用由細(xì)到粗的順序鋪填反濾料，即先裝細(xì)料，再填過(guò)渡料，最后填粗料，每級(jí)濾料的厚度為2030，反濾料的顆粒組成應(yīng)根據(jù)被保護(hù)士的顆粒級(jí)配事先選定和儲(chǔ)藏；對(duì)管涌口直徑和涌水量較大的情況，可先填較大的塊石或碎石，以消殺水勢(shì)，再按前述方法鋪填反濾料，以免較細(xì)顆粒的反濾料被水流帶走。反濾料填好后應(yīng)注意觀察，假設(shè)發(fā)現(xiàn)

8、反濾料下沉可補(bǔ)足濾料，假設(shè)發(fā)現(xiàn)仍有少量渾水帶出而不影響其骨架改變(即反濾料不下陷)，可繼續(xù)觀察其開(kāi)展，暫不處理或略抬高圍井水位。管涌險(xiǎn)情根本穩(wěn)定后，在圍井的適當(dāng)高度插入排水管(塑料管、鋼管和竹管)，使圍井水位適當(dāng)降低，以免圍井周圍再次發(fā)生管涌或井壁倒塌。同時(shí)，必須持續(xù)不斷地觀察圍井及周圍情況的變化，及時(shí)調(diào)整排水口高度，如圖3-2所示。2土工織物反濾圍井首先對(duì)管涌口附近進(jìn)展清理平整，去除鋒利雜物。管涌口用粗料(碎石、礫石)充填，以消殺涌水壓力。鋪土工織物前，先鋪一層粗沙，粗沙層厚3050。然后選擇適宜的土工織物鋪上。需要特別指出的是，土工織物的選擇是相當(dāng)重要的，并不是所有土工織物都適用。選擇的方法可以將管涌口涌出的水沙放在土工織物上從上向下滲幾次，看土工織物是否淤堵。假設(shè)管涌帶出的土為粉沙時(shí)，一定要慎重選用土工織物(針刺型)；假設(shè)為較粗的沙，一般的土工織物均可選用。最后要注意的是，土工織物鋪設(shè)一定要形成封閉的反濾層土工織物周圍應(yīng)嵌人士中，土工織物之間用線縫合。然后在土工織物上面用塊石等強(qiáng)透水材料壓蓋，加壓順序?yàn)橄人闹芎笾虚g，最終中間高、四周低，最后在管涌區(qū)四周用土袋修筑圍井。圍井修筑方法和井內(nèi)水位控制與沙石反濾圍井一樣(圖3-3)。圖3-2沙石反濾圍井示意圖圖3-3土工織物反濾圍井示意