2016年安徽省長江流域防洪搶險的案例和體會

在水利工程中堤防受滲流破壞的情況很多，據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計資料分析無論是滲漏管涌還是堤防裂縫、滑動及滑坡等破壞類型，都與滲流發(fā)生密切關(guān)系。由此可見滲流破壞的嚴(yán)重性，沒有滲流安全就沒有堤防的安全。粘土滲透穩(wěn)定性好，分布廣泛，是良好的防滲截滲材料，在水利工程中特別是在填壩筑堤、基礎(chǔ)處理、灌漿截滲、粘土鋪蓋等方面應(yīng)用廣泛。 2016年安徽省長江流域發(fā)生了1954年以來最大洪水，險情重、范圍廣、時間長為多年罕見。其中支流引河堤防及眾多圩堤滲漏、滑塌、管涌等險情接連發(fā)生。作者在支援防汛搶險中，經(jīng)歷了幾處險情的處置，現(xiàn)將搶險處置情況簡要介紹一下，以期進(jìn)一步改進(jìn)和完善防汛方案，為堤防搶險技術(shù)人員參考借鑒。

一、搶險案例

1.江心洲培文圩滲水搶險

（1）天氣和工程情況

2016年6月下旬開始長江流域連續(xù)強(qiáng)降雨，安慶境內(nèi)陰雨連綿，暴雨較多，特別是7月1日至3日連續(xù)出現(xiàn)暴雨、特大暴雨天氣，7月2日降雨量達(dá)208mm，3天累計降雨達(dá)500mm，長江水位陡漲，導(dǎo)致西江內(nèi)水排泄不暢（西江為長江夾江，西江西堤1976年封堵，西江東堤2010年封堵，建有通江涵閘一座）。7月10日，長江安慶（站）最高水位達(dá)17.70m，西江水位達(dá)17.6m，江心洲四面環(huán)水，南臨長江，北靠西江，臨江圩堤長21km，由培文圩與保嬰圩組成，東有東堤擋江水，西有保嬰圩堤攔江水，內(nèi)有2個村莊，堤頂居民房屋較多，培文圩北小堤堤身單薄，屬砂性堤基，堤腳基本無護(hù)堤地，堤外坡灘地有村民建房和筑堤取土?xí)r開挖的坑塘，內(nèi)外坡面栽植樹木較多。堤頂高程約18m左右，堤頂寬1.5m，外坡1∶2，內(nèi)坡1∶2（局部1∶1.5）。該堤段曾經(jīng)于1983年、1995年、1998年、1999年長江高水位時期決堤，險情就發(fā)生在決口復(fù)堤處。7月16日8時，長江安慶水位17.33m，超警戒水位0.63m。培文圩北小堤內(nèi)外水差約4m。

（2）險情及其原因

7月16日晚上巡查人員巡堤時發(fā)現(xiàn)該處圩堤內(nèi)坡大面積滲水，并有多處集中滲水點，且滲水量突然加大，在浸潤線出滲點以下背水坡腳土體已經(jīng)軟化，接到報告后專家組于22：30趕到現(xiàn)場，分析險情原因：主要是堤身單薄滲徑短、長時間洪水浸泡，土體抗?jié)B透力下降，加之臨水側(cè)受河水淘刷，堤身滲水造成浸潤線出滲點抬高導(dǎo)致背水坡腳土體軟化，易造成滑坡或坍塌決口。其次是圩堤外坡灘地有村民建房和筑堤取土?xí)r開挖的坑塘，堤身內(nèi)部有屋基、陰溝、暗溝、腐朽樹根等物，或有小動物洞穴，在水壓力作用下，圩堤防滲抗?jié)B能力減弱，極易造成貫通江水而成漏洞。

（3）處置措施和效果

①現(xiàn)場增加照明，立即調(diào)派搶險隊伍，并搶運物料連夜搶險，特別調(diào)運了袋裝粘土，同時，把外坡原有樹木全部進(jìn)行砍伐，水下部分做木樁，水上部分留做防浪。

②此處下游為歷史決口沖刷的坑塘，水較深，沒有位置在背水坡做壓滲戧體，在清理坡面雜物和腐殖土后，做深10cm左右的導(dǎo)滲溝、鋪設(shè)反濾料，進(jìn)行貼坡排水。

③將圩堤外坡雜物清除后再拋粘土，同時在外坡腳打木樁用粘土袋筑子堤。在子堤和主堤之間用粘土填滿，外筑子堤長度20m、寬2m、深約2m，拋粘土后不久內(nèi)坡滲出水量明顯減少，搶險完成后內(nèi)坡大面積散浸已經(jīng)變?yōu)樾〉狞c浸，出水量大減，出水點下移近2m，險情得到控制，效果十分顯著。

2.皖河農(nóng)場轄區(qū)老河口管涌群除險

（1）天氣和工程情況

幸福河屬武昌湖水系引河，經(jīng)皖河閘入皖河，幸福河右圩堤為20世紀(jì)60年代興建，保護(hù)著大觀區(qū)4個行政村（含三峽移民村）及皖河農(nóng)場萬畝耕地和人民群眾生命財產(chǎn)安全。7月1日至3日連續(xù)暴雨天氣，使皖河及幸福河洪水陡漲，皖河幸福河均超出警戒水位，內(nèi)外水差約4m。

（2）險情及其原因

7月10日傍晚，發(fā)現(xiàn)圩堤內(nèi)側(cè)半坡上1處管涌，離堤腳處10m左右的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)翻砂冒水管涌群3處，管涌冒渾水。分析險情原因主要是此處堤基原為老河道，堤基軟弱，上游未有截滲工程，下游也未有填塘固基壓滲工程，抗?jié)B透能力差；其次是圩堤身單薄滲徑短，受高水位洪水長期浸泡，導(dǎo)致堤基抗?jié)B透力不足。

（3）處置措施和效果

砍伐高桿蒲草擴(kuò)大巡查范圍，連片采用碎石、瓜子片反濾壓滲管涌群，同時做養(yǎng)水盆；砍伐堤防上的樹木，防止樹木搖晃導(dǎo)致圩堤土質(zhì)疏松，在外坡拋粘土防堵進(jìn)水點。經(jīng)后期觀察險情得到控制效果明顯。

3.大觀區(qū)江心洲保嬰圩管涌群搶險

（1）天氣和工程情況

該處發(fā)生險情屬于江心洲保嬰圩堤民族村段（清真寺東沿堤腳向前約200m），堤基屬砂性土質(zhì)，圩堤身單薄，此處堤頂有民房，背水側(cè)堤腳無護(hù)堤地，無深塘，距堤角約100處有排澇溝渠，深約1.2m。堤頂高程約18m，頂寬3m，外坡1∶2，內(nèi)坡1∶2，距長江主航道約120m。此時外河水位17.50m左右。

（2）險情及其原因

7月5日，內(nèi)側(cè)離堤腳70m左右發(fā)現(xiàn)一處管涌，做一養(yǎng)水盆，此處內(nèi)澇水深0.20m左右，7月20日左右當(dāng)?shù)卮迕衽艃?nèi)澇時，發(fā)現(xiàn)在原管涌處約20m范圍內(nèi)出現(xiàn)翻砂冒水管涌群，最大直徑10cm左右，管涌泛黑沙、水濁。經(jīng)向當(dāng)?shù)厝罕娏私?，歷年高水位時期，此段為管涌高發(fā)區(qū)，長江水位達(dá)16.5m以上就會發(fā)生險情，堤基防滲土層薄1.2m左右，下層屬滲透系數(shù)大的砂層，此處距江岸約120m外，江岸不穩(wěn)定崩岸嚴(yán)重，距圩堤外坡腳20m左右有取土坑，深度3～5m，寬度20m。分析險情原因：主要是灘地防滲土層被破壞，以及圩堤臨水側(cè)的河水淘刷等因素，使河水通過砂層地基，在背水側(cè)頂穿表層的薄弱環(huán)節(jié)，發(fā)生局部集中滲流形成管涌。

（3）處置措施和效果

①鏟除表面浮泥，采用鋪20cm厚黃沙、30cm瓜子片、30cm碎石反濾壓滲進(jìn)行貼坡排水，集中連片處理翻砂冒水管涌群。

②在外坡取土坑塘用船拋粘土，增強(qiáng)水平防滲能力以減少滲流流速和滲水量。經(jīng)后期觀察險情得到控制效果明顯。

二、出險主要原因

1.自然地質(zhì)條件差

由于河床演變沖淤無常，沿江地表土層較薄，地下是粉砂細(xì)砂層卵石層，并且岸坡變陡有崩坍現(xiàn)象，使堤基具有很強(qiáng)的透水性。在堤防兩側(cè)附近鉆孔打井，建房取土，或存在樹大根深的樹木，都會破壞地表土層的防滲抗?jié)B能力。

2.堤防標(biāo)準(zhǔn)低，圩堤管理維修不足

長期以來，大江大河治理工作一直受到廣泛關(guān)注，但中小河流防洪治理卻相對遲緩，大部分中小河流尚未治理或治理標(biāo)準(zhǔn)較低，而由于歷史和圩堤管理等原因造成在圩堤上建房植樹較多，保護(hù)范圍內(nèi)挖塘取土較多，堤身上有屋基、陰溝、暗溝、腐朽樹根等物，堤內(nèi)還有白蟻、蛇、鼠、獾洞等隱患，加之極端天氣發(fā)生，高水位長時間浸泡，使得圩堤在遇到洪水時就險情頻發(fā)導(dǎo)致洪澇災(zāi)害的發(fā)生。

三、粘土在防滲抗?jié)B中的作用

1.滲流破壞部位分析

堤基滲流破壞一般與地基的不均勻沉陷、軟弱夾層等堤基內(nèi)部的不良因素相關(guān)，透水堤基的持續(xù)滲流和過量的滲水容易導(dǎo)致管涌和溶蝕。

堤身破壞的機(jī)率遠(yuǎn)大于堤基，特別是土堤，由于施工質(zhì)量控制不嚴(yán)，填筑太快碾壓不密實，填土濕度過大，筑堤土料有溶蝕性土，過多滲水或下游排水堵塞，缺乏慮層保護(hù)等因素，都可能使堤身浸潤線抬高導(dǎo)致滲流破壞的發(fā)生。

2.滲流破壞機(jī)理分析

由于堤防本身的缺陷，增大了滲流坡降或流速，破壞了地基和堤身的滲透穩(wěn)定性，使土體細(xì)粒逐漸被帶走，形成集中滲流通道導(dǎo)致滲透變形，從而造成沖蝕破壞使堤防出現(xiàn)險情。

此次防汛搶險多次運用拋粘土的方法，粘性土拋入水之后，土團(tuán)粒膠質(zhì)逐漸溶解，土的團(tuán)粒崩解成小土塊，甚至成散粒，在本身自重、上層填土重量及水壓力作用下，填堵了空穴和滲流通道，延長了滲徑，降低了滲流坡降，并使土體的厚度逐漸增加，土體逐漸密實，從而減小了滲流量和滲流速，使防滲能力逐步提高，達(dá)到恢復(fù)地基和堤身的滲透穩(wěn)定性的作用，從而控制險情的進(jìn)一步發(fā)展，達(dá)到防險除險的目標(biāo)。

四、體會和建議

在臨水側(cè)拋粘土，其實就是增加了粘土的厚度，使土體逐漸密實，填補(bǔ)了漏洞，減小滲流量和滲流速，但特別是要注意拋投區(qū)水流與水深，做子堤就是要穩(wěn)定水下拋土體，盡可能在拋投區(qū)造成靜水區(qū)，使得子堤與主堤連成一體，增強(qiáng)圩堤的穩(wěn)定性和抗?jié)B能力。在其他圩堤發(fā)生管涌和散浸險情時，也是按照上述范例處置的，在臨水坡面拋一定厚度的粘土，防滲截滲效果也比較明顯，為保住圩堤減少災(zāi)害損失起到了良好的作用。

對拋投區(qū)的地形也是有要求的。如果圩堤外坡度小于水下拋投土體的自然穩(wěn)定邊坡，也可以形成完整的粘土覆蓋，但為了滿足邊坡穩(wěn)定要求，需增大拋投量；若圩堤外坡度大于水下拋投土體自然穩(wěn)定邊坡，則應(yīng)采取在土體末端打木樁或拋塊石等措施穩(wěn)定拋投土體。

在防汛搶險中，要多了解當(dāng)?shù)氐幕厩闆r，如土壤地質(zhì)情況、堤防和建筑物情況以及出險歷史和當(dāng)時的搶險情況，這對異地參加防洪搶險工作的技術(shù)人員更加重要，在遇到險情時，能因地適宜地制定合理的技術(shù)措施，

在堤防的管理工作中，栽植防浪林要根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐翆咏Y(jié)構(gòu)來選擇樹種，注意因防浪林樹根深淺等原因而造成防滲土層的破壞。

加強(qiáng)堤防內(nèi)外保護(hù)范圍內(nèi)的取土，特別是河灘地上取土也要根據(jù)土層結(jié)構(gòu)情況來決定能不能取和怎么取，特別是工程用土，否則也會對圩堤基礎(chǔ)的防滲造成破壞。

粘土分布很廣，也很實用，在經(jīng)常出險地堤段和穿堤建筑物附近適當(dāng)儲備，對防汛搶險工作也是十分有益的■