三八河北涵流土成因分析及處理措施

胡長虹

（中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司 合肥 230601）

水利工程設(shè)施與民生息息相關(guān)。當(dāng)前，我國水利工程取得一定的進(jìn)展，但諸多問題也凸顯出來，比如整體質(zhì)量不佳、經(jīng)常發(fā)生滲水現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)生洪水等嚴(yán)重災(zāi)害，進(jìn)而危及民眾的財(cái)產(chǎn)與生命安全。其中，較為嚴(yán)重的問題就是流土現(xiàn)象，為此本文對(duì)三八河北涵的流土成因分析及處理措施進(jìn)行探討。

1 工程概況

三八河北涵作為三八河上的控制建筑物，擔(dān)負(fù)著防洪、排澇兼擋水功能。防洪情況下，相應(yīng)閘上水位為20.10m，閘下水位為19.10m；設(shè)計(jì)自排流量為3.2m3/s，相應(yīng)上游水位為19.10m，下游水位為19.00m。擋水情況下，相應(yīng)閘上水位為18.60m，閘下水位為15.50m。三八河北涵為3 級(jí)建筑物，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)與沱河一致，采用20年一遇，防洪水位為20.10m。進(jìn)口與三八河相接，出口與沱河相接。為使涵洞有較好的進(jìn)、出水條件，設(shè)進(jìn)、出口引渠，以分別與三八河及沱河平順銜接，長各10m。涵洞總長36.0m，由伸縮縫分為4 節(jié)，各節(jié)長均為9.0m。三八河北涵各土層指標(biāo)建議值如表1 所示。

表1 三八河北涵各土層指標(biāo)建議值表

2 流土發(fā)展情況

按照施工計(jì)劃開挖了消力池、下游擋墻、下游鋪蓋基礎(chǔ)，此次開挖深度為-1～-1.5m。在開挖過程中消力池中心位置發(fā)生1 號(hào)流土，涌出灰黃色泥沙，涌水量并逐漸增大。在閘室右側(cè)距閘室1m處又出現(xiàn)2 號(hào)流土，與1 號(hào)流土點(diǎn)類似，出水量略小于1 號(hào)流土。

3 流土成因分析

為了分析流土具體的成因，進(jìn)而采取徹底有效的處理措施，相關(guān)專家對(duì)流土險(xiǎn)情發(fā)生的三八河北涵現(xiàn)場進(jìn)行了實(shí)地勘查，經(jīng)綜合分析研究得出1、2號(hào)流土的成因主要是以下兩方面：

（1）地基基礎(chǔ)1-3 層為砂壤土，滲透系數(shù)較小，3-4 層為重粉質(zhì)壤土地帶且滲透系數(shù)較大，基坑開挖后，3-4 層滲透水流的動(dòng)水壓力超過1-3 層的有效壓力，導(dǎo)致土表被頂裂，開始隆起，伴隨滲流水流流失，局部土層出現(xiàn)坑洼與洞穴，進(jìn)而產(chǎn)生流土現(xiàn)象。

（2）在地質(zhì)勘查過程中勘探留下來的勘探孔未封堵密實(shí)，從而形成流土通道。

4 流土處理措施

針對(duì)上述對(duì)流土成因的具體分析，提出主要的處理措施是導(dǎo)滲，即在1、2 號(hào)流土附近安裝排水設(shè)施，以水泵抽排，降低其滲透壓力。同時(shí)輔以空洞的封堵處理，以實(shí)現(xiàn)防止?jié)B漏的目標(biāo)。具體措施如下：

4.1 導(dǎo)滲處理

發(fā)現(xiàn)1 號(hào)流土后，為避免涌水浸泡基坑，首先在閘室與消力池及消力池與鋪蓋連接位置填筑小圍堰，流土處填筑碎石及瓜子片；下游圍堰向沱河處加寬，增加蓋重，在消力池邊放置水泵抽水，排除基坑積水。緊接著周邊布置井點(diǎn)以降低地下水位，布置三口井，井管直徑為40cm 并用土工布包裹，井管周圍填筑反濾料，開始抽水直至水質(zhì)變清。最后，消力池基坑涌水量下降，流土得到了有效的控制。

發(fā)現(xiàn)2 號(hào)流土后，在流土處填筑碎石及瓜子片，在填筑的濾料流土處安裝無砂管接引至上2m，用水泵抽排。在周邊增加兩口直徑50cm 井點(diǎn)降水，打井完畢，開始抽水后水質(zhì)由渾變清。經(jīng)四方商定后，再打兩口降水井，打井完畢后開始抽水，實(shí)施下井管操作，下濾料至11.8m 高程后1 號(hào)流土處揚(yáng)水盆處水位吸入地下。這使得1 號(hào)、2 號(hào)涌水處消失，經(jīng)測(cè)量該井水位與外河水平相同。

通過上述措施處理使得1 號(hào)、2 號(hào)涌水點(diǎn)涌水消失，此后各個(gè)井點(diǎn)正常抽水，經(jīng)觀測(cè)1 號(hào)、2 號(hào)流土點(diǎn)不再冒水，流土點(diǎn)處于穩(wěn)定狀態(tài)。

流土點(diǎn)及管井位置見圖1。圖中灰色方塊為流土位置，點(diǎn)為管井位置。

圖1 三八河北涵流土點(diǎn)及管井位置圖

4.2 封堵處理

根據(jù)1 號(hào)、2 號(hào)流土點(diǎn)位置，在沱河岸邊尋找流土進(jìn)水口，發(fā)現(xiàn)沱河大橋橋下游有30cm 左右空洞，離岸約2m，深約1.8m，及時(shí)對(duì)其進(jìn)行封堵，在周圍增加蓋重，封堵過程中1 號(hào)、2 號(hào)流土點(diǎn)出現(xiàn)泥漿液，但后續(xù)1 號(hào)、2 號(hào)流土點(diǎn)冒水全部消失，其他井點(diǎn)水位迅速下降，處于7.73～11.23m 之間。

4.3 后續(xù)施工處理

把流土處砂石濾料清理完畢，消力池基礎(chǔ)面上的雜物及浮土清理干凈，消力池齒墻處（排水基坑流土點(diǎn)）濾料、浮土清理干凈，直至清理到原始土（約12.40m 高程）。待有關(guān)部門對(duì)地基檢驗(yàn)合格后，采用粘土回填并分層夯實(shí)，直至齒墻基礎(chǔ)高程（設(shè)計(jì)高程12.90m），然后根據(jù)施工程序進(jìn)行消力池底板施工。具備施工條件時(shí)，增加人力物力，短時(shí)間內(nèi)快速完成底板及后續(xù)施工任務(wù)。

5 流土應(yīng)急搶險(xiǎn)措施

根據(jù)工程實(shí)際情況，為了防止流土險(xiǎn)情的發(fā)生，在應(yīng)急搶險(xiǎn)方面可以制定應(yīng)急預(yù)案：

（1）成立流土應(yīng)急救援小組，通過組織相關(guān)人員學(xué)習(xí)現(xiàn)場已出現(xiàn)流土的經(jīng)驗(yàn)，掌握常用應(yīng)急救護(hù)方法。請(qǐng)技術(shù)專家現(xiàn)場指導(dǎo)，所有員工接受安全和應(yīng)急培訓(xùn)，具備緊急狀態(tài)下的自保及逃生能力。

（2）針對(duì)在潛在（可能）發(fā)生的流土事故區(qū)域（情況）下工作，作好安全技術(shù)交底。

（3）一旦出現(xiàn)流土，現(xiàn)場施工人員立即停止施工，及時(shí)上報(bào)項(xiàng)目流土應(yīng)急救援小組，小組成員立即趕赴現(xiàn)場進(jìn)行應(yīng)急搶險(xiǎn)，立即安裝輕型井點(diǎn)降水設(shè)備，在最快的時(shí)間內(nèi)降低水頭，阻止流土區(qū)域的繼續(xù)增加；為防止土體反拱、涌土，用挖掘機(jī)將準(zhǔn)備好的反濾料堵住流土區(qū)域，及時(shí)配合水泵抽水，第二層用編織袋裝沙土，緊壓事故區(qū)域，堵住涌水；迅速增加管井抽水能力，降低動(dòng)水位。

6 結(jié)語

流土可嚴(yán)重破壞堤壩，在流土搶險(xiǎn)過程中需要基于工程的流土發(fā)展情況與成因，針對(duì)性采取處理措施，本文基于筆者的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)三八河北涵流土成因進(jìn)行分析，綜合應(yīng)用多種處理措施，取得的處理效果顯著，以期為同類研究提供經(jīng)驗(yàn)■