堤壩管涌的成因分析及應(yīng)急搶險(xiǎn)措施

韓曉東

摘 要：水利共層是我國(guó)基礎(chǔ)工程建設(shè)中的重要組成部分，而堤壩則是構(gòu)成水利工程的關(guān)鍵部分。當(dāng)前，我國(guó)各種類(lèi)型的堤壩總千米數(shù)達(dá)二十五萬(wàn)，其中主要的堤壩就達(dá)六點(diǎn)五七萬(wàn)千米?？偨Y(jié)各種類(lèi)型的堤壩問(wèn)題如下：第一，堤壩基礎(chǔ)性差，第二堤壩質(zhì)量差，第三堤壩建成后的坑塘比較多。上述這些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致一旦發(fā)生洪水，那么就會(huì)造成堤壩險(xiǎn)情，給國(guó)家和人民造成損失。文章主要針對(duì)險(xiǎn)情中的管涌進(jìn)行分析，提出了應(yīng)急搶險(xiǎn)措施，希望能夠給相關(guān)人士一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：堤壩管涌；應(yīng)急搶險(xiǎn)；施工技術(shù)

1 管涌的成因及危害

管涌是在滲透水流作用下，無(wú)粘性土或粘性很小的土體中的細(xì)顆粒通過(guò)粗大顆粒間的孔隙發(fā)生移動(dòng)或被逐漸沖走的現(xiàn)象。一般發(fā)生在背水坡腳附近地面或較遠(yuǎn)的潭坑、池塘或洼地，多呈孔狀冒水冒沙。

1.1 管涌產(chǎn)生的原因

（1）管涌險(xiǎn)情產(chǎn)生的條件：一是地基為強(qiáng)透水的沙層；二是汛期高水位持續(xù)壓力滲透；三是透水地基表層雖有粘性土覆蓋但局部有薄弱部位。

（2）堤壩背水側(cè)產(chǎn)生管涌的主要原因：防御水位提高，滲水壓力增大，堤壩背水側(cè)地面粘土層厚度不夠；歷史上潰口段內(nèi)粘土層遭受破壞，修復(fù)后，堤防背水側(cè)留有淵潭，淵潭中粘土層較??；歷年在堤壩背水側(cè)取土加培堤防，將粘土層挖薄；建閘后渠道挖方及水流沖刷將粘土層減薄；在堤背水側(cè)鉆孔或勘探爆破孔封閉不實(shí)和一些民用井的結(jié)構(gòu)不當(dāng)，形成滲流通道；由于其他原因?qū)⒌虊伪乘畟?cè)表土層挖薄。

1.2 管涌的危害

一旦出現(xiàn)管涌現(xiàn)象就會(huì)對(duì)堤壩造成非常不好的影響。具體如下：第一，管涌帶走的細(xì)沙一旦堵塞下游的排水，就會(huì)使整個(gè)堤壩的滲漏情況更加糟糕。第二，由于堤壩是由土構(gòu)成的，一旦這些細(xì)沙土被沖走，就會(huì)使整個(gè)堤壩的結(jié)構(gòu)遭到破壞，甚至出現(xiàn)塌陷的危險(xiǎn)。

2 管涌險(xiǎn)情的判別及搶險(xiǎn)原則

2.1 管涌險(xiǎn)情的判別

由于管涌險(xiǎn)情的特殊性，現(xiàn)在還是憑借經(jīng)驗(yàn)以及實(shí)際情況進(jìn)行判斷。我們可以通過(guò)以下情況進(jìn)行判斷。第一，出現(xiàn)管涌的位置距離堤壩越近，那么就說(shuō)明這次出現(xiàn)的管涌險(xiǎn)情就越嚴(yán)重，特別是在距離堤壩十五倍水位的范圍內(nèi)是最危險(xiǎn)的，超出這個(gè)范圍危險(xiǎn)系數(shù)就相應(yīng)減少。第二，管涌險(xiǎn)情如果出現(xiàn)在坑塘之中，那么水面上會(huì)翻出含泥的水花，具體的深度可以潛水勘察，并查看管涌口是否已經(jīng)形成了沙環(huán)。第三，一般發(fā)生在農(nóng)田當(dāng)中的管涌，都會(huì)形成管涌群，會(huì)表現(xiàn)出類(lèi)似“煮粥”翻滾的情況，如果涌出來(lái)的是清水，那么情況還算比較穩(wěn)定，可以暫時(shí)不進(jìn)行處理，但是要時(shí)刻進(jìn)行觀察，并準(zhǔn)備好相關(guān)的搶險(xiǎn)物資。第四，有的管涌點(diǎn)距離堤壩的位置比較遠(yuǎn)，但是范圍卻越來(lái)越大，帶出的泥沙也越來(lái)越多，那么這就是比較嚴(yán)重的險(xiǎn)情，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行搶險(xiǎn)。第五，如果背水坡出現(xiàn)了裂痕或者鼓包，那就應(yīng)該引起重視，這可能是出現(xiàn)管涌的前兆。

2.2 管涌搶險(xiǎn)的原則

在進(jìn)行管涌搶險(xiǎn)的時(shí)候應(yīng)該遵循一定的原則，不能隨便地進(jìn)行搶修，這不但不會(huì)緩解情況，可能還會(huì)加劇險(xiǎn)情。工作人員應(yīng)該遵循“反濾導(dǎo)滲，蓄水反壓”的原則，具體的就是減少涌水帶沙量，并留出可以滲水的出口。當(dāng)前最為有效的應(yīng)急搶險(xiǎn)措施就是通過(guò)改變幾何條件，在滲水出口鋪設(shè)反濾層。

3 堤壩管涌搶險(xiǎn)措施

3.1 管涌檢查

為了更好地預(yù)防管涌情況的發(fā)生，工作人員應(yīng)該不定期對(duì)堤壩進(jìn)行檢查，可以采用一些有效的方法進(jìn)行檢測(cè)，例如，用腳滲入堤壩附近的水中，如果感覺(jué)到水溫比平時(shí)要涼，那么就應(yīng)該引起注意了。查看堤壩附近是否有漩渦現(xiàn)象。判斷是哪種管涌，應(yīng)該用舌頭舔水，如果含有沙子那就是“渾涌”，反之就是“清涌”。

3.2 管涌搶險(xiǎn)

3.2.1 反濾圍井

這種搶險(xiǎn)形式一般都是在背水坡出現(xiàn)一個(gè)管涌或者是比較集中的多個(gè)管用群。必須保證圍井和地面的接觸緊密，如果不夠緊密就會(huì)出現(xiàn)滲漏進(jìn)而造成水位無(wú)法升高。當(dāng)圍井的高度超過(guò)一點(diǎn)五米的適合，就可以建造內(nèi)外圍井，這樣能夠避免漏水現(xiàn)象的發(fā)生，但是一定要使用透水性材料。

（1）管涌搶險(xiǎn)形式有很多，當(dāng)前最為常用的一種形式就是砂石反濾圍井，這種方式憑借自身的優(yōu)勢(shì)在應(yīng)急搶險(xiǎn)中取得了很好的效果。下面講解一下具體的使用方法。第一，先清理建造圍井范圍內(nèi)的雜物，挖除零點(diǎn)一到零點(diǎn)二米的軟泥，在使用土袋壘成圍井的形狀，內(nèi)部使用反濾料。第二，針對(duì)零點(diǎn)一米的小管涌，可以使用比較細(xì)的反濾材料，厚度大約為零點(diǎn)二到零點(diǎn)三米，針對(duì)那些口徑比較大的管涌，應(yīng)該先使用塊石壘在出口處，減小管涌的形勢(shì)，再使用反濾材料，然后實(shí)時(shí)觀察，如果出現(xiàn)不好的情況可以累計(jì)使用反濾材料。第三，當(dāng)管涌情況得到緩解之后，應(yīng)該在合適的高度插一個(gè)排水管，降低圍井內(nèi)的水位，避免出現(xiàn)二次管涌。對(duì)于孔比較小的管涌，可以在出水口位置放一個(gè)汽油桶，在桶中加入反濾材料。對(duì)于經(jīng)常發(fā)生管涌的位置，應(yīng)該備好反濾材料。

（2）先清理好管涌周?chē)鷧^(qū)域，特別是保證不出現(xiàn)尖銳物，才能夠使用土工織物。在使用之前應(yīng)該現(xiàn)在該區(qū)域撒上零點(diǎn)三到零點(diǎn)五米厚度的粗砂，然后再鋪上，這樣能夠控制好涌水的壓力，在土工織物上還應(yīng)該使用一些透水性強(qiáng)的材料，例如塊石，然后再進(jìn)行壓蓋，做好圍井的反滲工作。

也就是說(shuō)土工織物的設(shè)置直接關(guān)系到整個(gè)管涌搶險(xiǎn)工作能否順利完成。所以說(shuō)一定要重視對(duì)土工織物的選擇和使用，保證所使用的土工織物的孔徑和涌水中的泥沙直徑相符合。

3.2.2 反濾層壓蓋

出現(xiàn)大面積管涌或管涌群時(shí)，可采用透水性好的材料作為反濾層壓蓋。采用砂石反濾壓蓋時(shí)，應(yīng)先清理鋪設(shè)范圍內(nèi)的雜物和軟泥，同時(shí)對(duì)其中涌水涌沙較嚴(yán)重的出口用塊石或磚塊拋填以消殺水勢(shì)，然后在已清理好的管涌范圍內(nèi)，鋪一層厚約0.2m的粗砂，再鋪厚度各0.2m左右的小石和大石，最后壓蓋塊石保護(hù)。采用梢料反濾壓蓋時(shí)，梢料末端應(yīng)露出平臺(tái)腳外，以利滲水排出；同時(shí)，梢料的厚度以能夠制止涌水?dāng)y帶泥沙、變渾水為清水、穩(wěn)定險(xiǎn)情為原則。采用土工織物反濾壓蓋時(shí)，應(yīng)先對(duì)地基進(jìn)行清理，把一切帶有尖、棱的石塊和雜物清除干凈，并加以平整。然后滿鋪一層土工織物，其上鋪砂石透水料，最后壓蓋塊石或沙袋。

3.2.3 蓄水反壓

當(dāng)遇到：（1）涵閘或泵站的內(nèi)渠道（坑塘、低洼地）發(fā)生的管涌險(xiǎn)情；（2）距堤腳很近的管涌，防止一處控制后又在附近出現(xiàn)新的管涌；（3）大面積的管涌群；（4）已經(jīng)出現(xiàn)明顯的面積較大的流土險(xiǎn)情。須采用蓄水反壓方法處理。采用圍井反壓時(shí)，由于井內(nèi)水位高、壓力大，圍井要有一定的強(qiáng)度，不得在圍井附近取土。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)巡視，避免圍井周?chē)霈F(xiàn)新的管涌。

4 管涌搶險(xiǎn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)

造成堤壩損壞的因素有很多，管涌就是其中最為常見(jiàn)的一種。通過(guò)大量的搶險(xiǎn)實(shí)踐證明，有效的應(yīng)急搶險(xiǎn)措施如下，第一，在針對(duì)堤壩背面區(qū)域的搶險(xiǎn)時(shí)應(yīng)該使用一些不透水材料；第二，對(duì)于背水坡的壓滲平臺(tái)不能使用粘性的材料，一旦使用就可能造成一些內(nèi)部的滲水沒(méi)辦法排出去，使險(xiǎn)情更加嚴(yán)重；第三，在對(duì)圍井進(jìn)行反壓時(shí)，除了要保證井壁圍堰有足夠的高度，同時(shí)還應(yīng)該避免在圍井周?chē)⊥?；第四，所使用的反滲透材料，其顆粒應(yīng)該達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，而且不能不同材料一起使用。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，堤壩的管涌問(wèn)題會(huì)造成很大損失。文章對(duì)管涌問(wèn)題及其應(yīng)急搶險(xiǎn)措施進(jìn)行了分析。為從根本上避免管涌問(wèn)題的產(chǎn)生，就應(yīng)該保證堤壩的質(zhì)量，作為工作人員也應(yīng)該對(duì)堤壩的修建和維護(hù)加以重視。希望能夠在未來(lái)我國(guó)的水利事業(yè)能夠得到更大的進(jìn)步。