堤防搶險實用手冊(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ，在出口處塞堵無效，險情十分危急，后在臨水面探測到漏洞進口，立即用棉被等塞堵，并拋填閉氣，使險情得以控制與消除。 　 在搶堵漏洞進口時，切忌亂拋磚石等塊狀料物，以免架空，致使漏洞繼續發展擴大。 圖22軟楔示意圖　 2．蓋堵法 (1)復合土工膜排體(見圖23)或蓬布蓋堵。當洞口較多且較為集中，附近無樹木雜物，逐個堵塞費時且易擴展成大洞時，可采用大面積復合土工膜排體或蓬布蓋堵，可沿臨水坡肩部位從上往下，順坡鋪蓋洞口，或從船上鋪放，蓋堵離堤肩較遠處的漏洞進口，然后拋壓土袋或土枕，并拋填粘土，形成前戧截滲，見圖24。圖23復合土工膜排體1復合土工膜；2縱向土袋筒(Φ60cm)。3橫向土袋筒(Φ60cm)。4筋繩。5木樁圖24復合土工膜排體蓋堵漏洞進口1多個漏洞進口。2復合土工膜排體。3縱向土袋枕。4橫向土袋枕；5正在填壓的土袋。6木樁。7臨水堤坡　 (2)就地取材蓋堵。當洞口附近流速較小、土質松軟或洞口周圍已有許多裂縫時，可就地取材用草簾、葦箔等重疊數層作為軟簾，也可臨時用柳枝、秸料、蘆葦等編扎軟簾。軟簾的。大小也應根據洞口具體情況和需要蓋堵的范圍決定。在蓋堵前，先將軟簾卷起，置放在洞口的上部。軟簾的上邊可根據受力大小用繩索或鉛絲系牢于堤頂的木樁上，下邊附以重物，利于軟簾下沉時緊貼邊坡，然后用長桿頂推，順堤坡下滾，把洞口蓋堵嚴密，再蓋壓土袋，拋填粘土，達到封堵閉氣，見圖25。　圖25軟簾蓋堵示意圖　 采用蓋堵法搶護漏洞進口，需防止蓋堵初始時，由于洞內斷流，外部水壓力增大，洞口覆蓋物的四周進水。因此洞口覆蓋后必須立即封嚴四周，同時迅速用充足的粘土料封堵閉氣。否則一旦堵漏失敗，洞口擴大，將增加再堵的困難。　 3．戧堤法：　 當堤壩臨水坡漏洞口多而小，且范圍又較大時，在粘土料備料充足的情況下，可采用拋粘土填筑前戧或臨水筑月堤的辦法進行搶堵。　 (1)拋填粘土前戧。在洞口附近區域連續集中拋填粘土，一般形成厚3～5m、高出水面約lm的粘土前戧，封堵整個漏洞區域，在遇到填土易從洞口沖出的情況下，可先在洞口兩側拋填粘土，同時準備一些土袋，集中拋填于洞口，初步堵住洞口后，再拋填粘土，閉氣截流，達到堵漏目的，見圖26。 　 (2)臨水筑月堤。如果臨水水深較淺，流速較小，則可在洞口范圍內用土袋迅速連續拋填，快速修成月形圍堰，同時在圍堰內快速拋填粘土，封堵洞口，見圖27。　 　 漏洞搶堵閉氣后，還應有專人看守觀察，以防再次出險。　 4．輔助措施在臨水坡查漏洞進口的同時，為減緩堤土流失，可在背水漏洞出口處構筑圍井，反濾導滲，降低洞內水流流速。切忌在漏洞出口處用不透水料強塞硬堵，致使洞口土體進一步沖蝕，導致險情擴大，危及堤防安全。 圖26粘土前戧截滲示意圖圖27臨水月堤堵漏示意圖第三章 堤基管涌險情的判別和搶護　 在滲流水作用下土顆粒群體運動，稱為“流土”。填充在骨架空隙中的細顆粒被滲水帶走，稱為“管涌”。通常將上述兩種滲透破壞統稱為管涌(又稱翻沙鼓水、泡泉)。管涌險情的發展以流土最為迅速，它的過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，就會導致堤(閘)身驟然下挫，甚至釀成決堤災害。據統計，1998年汛期，長江干堤近2/3的重大險情是管涌險情。所以發生管涌時，決不能掉以輕心，必須迅速予以處理，并進行必要的監護。第一節 管涌險情的判別　 一、管涌險情產生的原因　 管涌形成的原因是多方面的。一般來說，堤防基礎為典型的二元結構，上層是相對不透水的粘性土或壤土，下面是粉沙、細沙，再下面是砂礫卵石等強透水層，并與河水相通(圖31)。在汛期高水位時，由于強透水層滲透水頭損失很小，堤防背水側數百米范圍內表土層底部仍承受很大的水壓力。如果這股水壓力沖破了粘土層，在沒有反濾層保護的情況下，粉沙、細沙就會隨水流出，從而發生管涌。 圖31管涌險情示意圖　 堤防背水側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)防御水位提高，滲水壓力增大，堤背水側地面粘土層厚度不夠。　 (2)歷史上潰口段內粘土層遭受破壞，復堤后，堤背水側留有淵潭，淵潭中粘土層較薄，常有管涌發生。　 (3)歷年在堤背水側取土加培堤防，將粘土層挖薄。　 (4)建閘后渠道挖方及水流沖刷將粘土層減薄。　 (5)在堤背水側鉆孔或勘探爆破孔封閉不實和一些民用井的結構不當，形成滲流通道。如1995年荊江大堤柳口堤段，距背水側堤腳數百米的地方因鉆孔封填不實，汛期發生了管涌；1998年汛期，湖北省公安縣及江西省的九江市均有因民用井結構不當而出現險情的。　　(6)由于其他原因將堤背水側表土層挖薄。 二、管涌險情的判別　 管涌險情的嚴重程度一般可以從以下幾個方面加以判別，即管涌口離堤腳的距離；涌水渾濁度及帶沙情況；管涌口直徑；涌水量；洞口擴展情況；涌水水頭等。由于搶險的特殊性，目前都是憑有關人員的經驗來判斷。具體操作時，管涌險情的危害程度可從以下幾方面分析判別： (1)管涌一般發生在背水堤腳附近地面或較遠的坑塘洼地。距堤腳越近，其危害性就越大。一般以距堤腳15倍水位差范圍內的管涌最危險，在此范圍以外的次之。　 (2)有的管涌點距堤腳雖遠一點，但是，管涌不斷發展，即管涌口徑不斷擴大，管涌流量不斷增大，帶出的沙越來越粗，數量不斷增大，這也屬于重大險情，需要及時搶護。　 (3)有的管涌發生在農田或洼地中，多是管涌群，管涌口內有沙粒跳動，似“煮稀飯”，涌出的水多為清水，險情穩定，可加強觀測，暫不處理。(4)管涌發生在坑塘中，水面會出現翻花鼓泡，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。需要特別指出的是，由于管涌險情多數發生在坑塘中，管涌初期難以發現。因此在荊江大堤加固設計中曾采用填平堤背水側200m范圍內水塘的辦法，有效地控制了管涌險情的發生。　 (5)堤背水側地面隆起(牛皮包、軟包)、膨脹、浮動和斷裂等現象也是產生管涌的前兆，只是目前水的壓力不足以頂穿上覆土層。隨著江水位的上漲，有可能頂穿，因而對這種險情要高度重視并及時進行處理。 第二節 管涌險情的搶護方法 一、搶護原則　 搶護管涌險情的原則應是制止涌水帶沙，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，使險情得以控制和穩定。　　值得警惕的是，管涌雖然是堤防潰口的極為明顯和常見的原因，但對它的危險性仍有認識不足，措施不當，或麻痹疏忽，貽誤時機的。如大圍井搶筑不及，或高圍井倒塌都曾造成決堤災害。 二、搶護方法　 (一)反濾圍井　　在管涌口處用編織袋或麻袋裝土搶筑圍井，井內同步鋪填反濾料，從而制止涌水帶沙，以防險情進一步擴大，當管涌口很小時，也可用無底水桶或汽油桶做圍井。這種方法適用于發生在地面的單個管涌或管涌數目雖多但比較集中的情況。對水下管涌，當水深較淺時也可以采用。　　圍井面積應根據地面情況、險情程度、料物儲備等來確定。圍井高度應以能夠控制涌水帶沙為原則，但也不能過高，一般不超過1．5m，以免圍井附近產生新的管涌。對管涌群，可以根據管涌口的間距選擇單個或多個圍井進行搶護。圍井與地面應緊密接觸，以防造成漏水，使圍井水位無法抬高。　　圍井內必須用透水料鋪填，切忌用不透水材料。根據所用反濾料的不同，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管涌險情的最常見形式之一。選用不同級配的反濾料，可用于不同土層的管涌搶險。在圍井搶筑時，首先應清理圍井范圍內的雜物，并用編織袋或麻袋裝土填筑圍井。然后根據管涌程度的不同，采用不同的方式鋪填反濾料：對管涌口不大、涌水量較小的情況，采用由細到粗的順序鋪填反濾料，即先裝細料，再填過渡料，最后填粗料，每級濾料的厚度為20～30cm，反濾料的顆粒組成應根據被保護士的顆粒級配事先選定和儲備；對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，再按前述方法鋪填反濾料，以免較細顆粒的反濾料被水流帶走。反濾料填好后應注意觀察，若發現反濾料下沉可補足濾料，若發現仍有少量渾水帶出而不影響其骨架改變(即反濾料不下陷)，可繼續觀察其發展，暫不處理或略抬高圍井水位。管涌險情基本穩定后，在圍井的適當高度插入排水管(塑料管、鋼管和竹管)，使圍井水位適當降低，以免圍井周圍再次發生管涌或井壁倒塌。同時，必須持續不斷地觀察圍井及周圍情況的變化，及時調整排水口高度，如圖32所示。　　2．土工織物反濾圍井 首先對管涌口附近進行清理平整，清除尖銳雜物。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30～50cm。然后選擇合適的土工織物鋪上。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。若管涌帶出的土為粉沙時，一定要慎重選用土工織物(針刺型)；若為較粗的沙，一般的土工織物均可選用。最后要注意的是，土工織物鋪設一定要形成封閉的反濾層土工織物周圍應嵌人士中，土工織物之間用線縫合。然后在土工織物上面用塊石等強透水材料壓蓋，加壓順序為先四周后中間，最終中間高、四周低，最后在管涌區四周用土袋修筑圍井。圍井修筑方法和井內水位控制與沙石反濾圍井相同(圖33)。圖32沙石反濾圍井示意圖 圖33土工織物反濾圍井示意圖　　3．梢料反濾圍井　　梢料反濾圍井用梢料代替沙石反濾料做圍井，適用于沙石料缺少的地方。下層選用麥秸、稻草，鋪設厚度20～30cm。上層鋪粗梢料，如柳枝、蘆葦等，鋪設厚度30～40cm。梢料填好后，為防止梢料上浮，梢料上面壓塊石等透水材料。圍井修筑方法及井內水位控制與沙石反濾圍井相同(圖34)。圖34梢料反濾圍井示意圖圖35沙石反濾壓蓋示意圖　　(二)反濾層壓蓋 在堤內出現大面積管涌或管涌群時，如果料源充足，可采用反濾層壓蓋的方法，以降低涌水流速，制止地基泥沙流失，穩定險情。反濾層壓蓋必須用透水性好的材料，切忌使用不透水材料。根據所用反濾材料不同，可分為以下幾種。　　1．沙石反濾壓蓋(圖35) 在搶筑前，先清理鋪設范圍內的雜物和軟泥，同時對其中涌水涌沙較嚴重的出口用塊石或磚塊拋填，消殺水勢，然后在已清理好的管涌范圍內，鋪粗沙一層，厚約20cm，再鋪小石子和大石子各一層，厚度均為20cm，最后壓蓋塊石一層，予以保護。　　2．梢料反濾壓蓋(圖36)當缺乏沙石料時，可用梢料做反濾壓蓋。其清基和消殺水勢措施與沙石反濾壓蓋相同。在鋪筑時，先鋪細梢料，如麥秸、稻草等，厚10～15cm，再鋪粗梢料，如柳枝、秫秸和蘆葦等，厚約15～20cm，粗細梢料共厚約30cm，然后再鋪席片、草墊或葦席等，組成一層。視情況可只鋪一層或連鋪數層，然后用塊石或沙袋壓蓋，以免梢料漂浮。梢料總的厚度以能夠制止涌水攜帶泥沙、變渾水為清水、穩定險情為原則。 圖36梢料反濾壓蓋示意圖(a)無濾層圍井示意圖 　(b)背水月堤示意圖圖37蓄水反壓示意圖 (三)蓄水反壓(俗稱養水盆)　　即通過抬高管涌區內的水位來減小堤內外的水頭差，從而降低滲透壓力，減小出逸水力坡降，達到制止管涌破壞和穩定管涌險情的目的，見圖37。　　該方法的適用條件是：①閘后有渠道，堤后有坑塘，利用渠道水位或坑塘水位進行蓄水反壓；②覆蓋層相對薄弱的老險工段，結合地形，做專門的大圍堰(或稱月堤)充水反壓；②極大的管涌區，其他反濾蓋重難以見效或缺少沙石料的地方。蓄水反壓的主要形式有以下幾種。　　1．渠道蓄水反壓　　一些穿堤建筑物后的渠道內，由于覆蓋層減薄，常產生一些管涌險情，且沿渠道一定長度內發生。對這種情況，可以在發生管涌的渠道下游做隔堤，隔堤高度與兩側地面平，蓄水平壓后，可有效控制管涌的發展。如安徽省的陳洲電徘站、新河口站等老險閘站都采用此法除險。　　2．塘內蓄水反壓　　有些管涌發生在塘中，在缺少沙石料或交通不便的情況下，可沿塘四周做圍堤，抬高塘中水位以控制管涌。但應注意不要將水面抬得過高，以免周圍地面出現新的管涌。　　3．圍井反壓　　對于大面積的管涌區和老的險工段，由于覆蓋層很薄，為確保汛期安全度汛，可搶筑大的圍井，并蓄水反壓，控制管涌險情。如1998年安慶市東郊馬窩段，局長江上的一個老險工段，覆蓋層厚度僅O．8～3m，汛期搶筑了五個大的圍井，有效控制了5km長堤段內管涌險情的發生。　　采用圍井反壓時，由于井內水位高、壓力大，圍井要有一定的強度，同時應嚴密監視周圍是否出現新管涌。切忌在圍井附近取土。　　　　對于一些小的管涌，一時又缺乏反濾料，可以用小的圍井圍住管涌，蓄水反壓，制止涌水帶沙。也有的用無底水桶蓄水反壓，達到穩定管涌險情的目的。　　(四)水下管涌險情搶護　　在坑、搪、水溝和水渠處經常發生水下管涌，給搶險工作帶來困難。可結合具體情況，采用以下處理辦法：　　(1)反濾圍井。當水深較淺時，可采用這種方法。　　(2)水下反濾層。當水深較深，做反濾圍井困難時，可采用水下拋填反濾層的辦法。如管涌嚴重，可先填塊石以消殺水勢，然后從水上向管涌口處分層傾倒沙石料，使管涌處形成反濾堆，使沙粒不再帶出，從而達到控制管涌險情的目的，但這種方法使用沙石料較多。　　(3)蓄水反壓。當水下出現管涌群且面積較大時，可采用蓄水反壓的辦法控制險情，可直接向坑塘內蓄水，如果有必要，也可以在坑塘四周筑圍堤蓄水。　　(五)“牛皮包”的處理　　當地表土層在草根或其他膠結體作用下凝結成一片時，滲透水壓把表土層頂起而形成的鼓包，俗稱為“牛皮包”。一般可在隆起的部位，鋪麥秸或稻草一層，厚10～20cm，其上再鋪柳枝、秫秸或蘆葦一層，厚約20～30cm。如厚度超過30cm時，可分橫豎兩層鋪放，然后再壓土袋或塊石。第四章 堤坡滲水險情的判別和搶護判別和搶護滲