堤基管涌险情的判别和抢护.doc

堤基管涌险情的判别和抢护
管涌险情的判别
一、管涌险情产生的原因
管涌形成的原因是多方面的。一般来说,堤防基础为典型的二元结构,上层是相对不透水的粘性土或壤土,下面是粉沙、细沙,再下面是砂砾卵石等强透水层,并与河水相通(图3-1)。在汛期高水位时,由于强透水层渗透水头损失很小,堤防背水侧数百米范围内表土层底部仍承受很大的水压力。如果这股水压力冲破了粘土层,在没有反滤层保护的情况下,粉沙、细沙就会随水流出,从而发生管涌。
图3-1管涌险情示意图
堤防背水侧的地面粘土层不能抗御水压力而遭到破坏的原因大致为:
(1)防御水位提高,渗水压力增大,堤背水侧地面粘土层厚度不够。
(2)历史上溃口段内粘土层遭受破坏,复堤后,堤背水侧留有渊潭,渊潭中粘土层较薄,常有管涌发生。
(3)历年在堤背水侧取土加培堤防,将粘土层挖薄。
(4)建闸后渠道挖方及水流冲刷将粘土层减薄。
(5)在堤背水侧钻孔或勘探爆破孔封闭不实和一些民用井的结构不当,形成渗流通道。如1995年荆江大堤柳口堤段,距背水侧堤脚数百米的地方因钻孔封填不实,汛期发生了管涌;1998年汛期,湖北省公安县及江西省的九江市均有因民用井结构不当而出现险情的。
(6)由于其他原因将堤背水侧表土层挖薄。
    二、管涌险情的判别
管涌险情的严重程度一般可以从以下几个方面加以判别,即管涌口离堤脚的距离;涌水浑浊度及带沙情况;管涌口直径;涌水量;洞口扩展情况;涌水水头等。由于抢险的特殊性,目前都是凭有关人员的经验来判断。具体操作时,管涌险情的危害程度可从以下几方面分析判别:
    (1)管涌一般发生在背水堤脚附近地面或较远的坑塘洼地。距堤脚越近,其危害性就越大。一般以距堤脚15倍水位差范围内的管涌最危险,在此范围以外的次之。
(2)有的管涌点距堤脚虽远一点,但是,管涌不断发展,即管涌口径不断扩大,管涌流量不断增大,带出的沙越来越粗,数量不断增大,这也属于重大险情,需要及时抢护。
(3)有的管涌发生在农田或洼地中,多是管涌群,管涌口内有沙粒跳动,似“煮稀饭”,涌出的水多为清水,险情稳定,可加强观测,暂不处理。
(4)管涌发生在坑塘中,水面会出现翻花鼓泡,水中带沙、色浑,有的由于水较深,水面只看到冒泡,可潜水探摸,是否有凉水涌出或在洞口是否形成沙环。
需要特别指出的是,由于管涌险情多数发生在坑塘中,管涌初期难以发现。因此在荆江大堤加固设计中曾采用填平堤背水侧200m范围内水塘的办法,有效地控制了管涌险情的发生。
(5)堤背水侧地面隆起(牛皮包、软包)、膨胀、浮动和断裂等现象也是产生管涌的前兆,只是目前水的压力不足以顶穿上覆土层。随着江水位的上涨,有可能顶穿,因而对这种险情要高度重视并及时进行处理。
管涌险情的抢护方法
    一、抢护原则
抢护管涌险情的原则应是制止涌水带沙,而留有渗水出路。这样既可使沙层不再被破坏,又可以降低附近渗水压力,使险情得以控制和稳定。
值得警惕的是,管涌虽然是堤防溃口的极为明显和常见的原因,但对它的危险性仍有认识不足,措施不当,或麻痹疏忽,贻误时机的。如大围井抢筑不及,或高围井倒塌都曾造成决堤灾害。
    二、抢护方法
(一)反滤围井
在管涌口处用编织袋或麻袋装土抢筑围井,井内同步铺填反滤料,从而制止涌水带沙