堤壩管涌搶護方法探析

　　一、管涌產(chǎn)生的原因
　　
　　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。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(nèi)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(fā)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。（6）由于其他原因?qū)⒌瘫乘畟缺硗翆油诒　?br/>　　
　　二、管涌的搶護原則
　　
　　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(wěn)定。
　　
　　三、管涌的搶護方法
　　
　　(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(nèi)同步鋪填反濾料，從而制止涌水帶沙。這種方法適用于發(fā)生在地面的單個管涌或管涌數(shù)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。根據(jù)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。在圍井搶筑時，首先應清理圍井范圍內(nèi)的雜物，并用編織袋或麻袋裝土填筑圍井；其次根據(jù)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，每級濾料的厚度為20～30cm；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，再鋪填反濾料，以免較細顆粒的反濾料被水流帶走。
　　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；其次，選擇合適的土工織物鋪上。選擇方法為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。
　　3、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?shù)?，鋪設厚度30～40cm。為防止梢料上浮，梢料上面壓塊石等透水材料。
　　(二)反濾層壓蓋
　　在堤內(nèi)出現(xiàn)大面積管涌或管涌群時，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。根據(jù)所用反濾材料不同，可分為以下兩種：
　　1、沙石反濾壓蓋。在搶筑前，先清理鋪設范圍內(nèi)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(nèi)，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。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?shù)?，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。再用塊石或沙袋壓蓋，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(wěn)定險情為原則。
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　　通過抬高管涌區(qū)內(nèi)的水位來減小堤內(nèi)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(wěn)定管涌險情的目的。適用條件：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；③極大的管涌區(qū)，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(nèi)，由于覆蓋層減薄，常產(chǎn)生一些管涌險情，且沿渠道一定長度內(nèi)發(fā)生。對這種情況，可以在發(fā)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(fā)展。
　　2、塘內(nèi)蓄水反壓。有些管涌發(fā)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(xiàn)新的管涌。
　　3、圍井反壓。對于大面積的管涌區(qū)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。
　　采用圍井反壓時，由于井內(nèi)水位高、壓力大，圍井要有一定的強度，同時應嚴密監(jiān)視周圍是否出現(xiàn)新管涌。切忌在圍井附近取土。
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　　在坑、搪、水溝和水渠處經(jīng)常發(fā)生水下管涌，給搶險工作帶來困難?？山Y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(xiàn)管涌群且面積較大時，可采用蓄水反壓辦法控制險情，可直接向坑塘內(nèi)蓄水，如果有必要，也可在坑塘四周筑圍堤蓄水。
　　（五）“牛皮包”的處理
　　當?shù)乇硗翆釉诓莞蚱渌z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。
　　（作者單位：樺南縣水利勘測設計隊）