河道堤防管涌搶險(xiǎn)技術(shù)優(yōu)化與實(shí)踐探索

引言

河道堤防是水資源管理的重要組成部分，其安全直接關(guān)系人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定。堤防管涌是目前影響河道堤防穩(wěn)定性的一大關(guān)鍵因素，如果處理不當(dāng)，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。因此，不斷優(yōu)化河道堤防管涌搶險(xiǎn)技術(shù)，并通過實(shí)踐探索積累經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于提升防洪搶險(xiǎn)能力具有重要意義。

一、河道堤防管涌的形成原因與危害

（一）管涌的形成原因

管涌的形成是多方面因素綜合作用的結(jié)果，主要包括以下幾個(gè)方面。第一，河道水文條件。在河道水流受阻、水位波動(dòng)較大的情況下，河道底部和堤坡之間的水壓差異容易引發(fā)管涌現(xiàn)象。第二，地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)條件。河道堤防地質(zhì)條件不一、巖層疏松、多孔介質(zhì)等情況都會(huì)增加管涌的發(fā)生概率。第三，堤防結(jié)構(gòu)自身的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量。如果堤防結(jié)構(gòu)存在疏漏、滲漏等問題，水流容易侵蝕，從而導(dǎo)致管涌產(chǎn)生。第四，氣候環(huán)境。長期的風(fēng)吹日曬以及降雨天氣對(duì)堤防材料的侵蝕和破壞，均可能促使管涌的發(fā)生[2]

(二)管涌的危害

管涌作為河道堤防的一個(gè)威脅，對(duì)河道穩(wěn)定性和周邊環(huán)境安全造成了嚴(yán)重的危害。管涌將導(dǎo)致河道岸堤質(zhì)量下降，增加了岸堤滑坡和坍塌風(fēng)險(xiǎn)。管涌會(huì)引發(fā)土體松動(dòng)和砂礫溢出，導(dǎo)致河道內(nèi)河床淤積加劇，甚至淹沒和損壞周邊房屋和農(nóng)田。另外，管涌產(chǎn)生的水流沖擊力很大，對(duì)于周圍生態(tài)環(huán)境和野生動(dòng)植物造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。最重要的是，管涌加劇了河道侵蝕和泥沙淤積，導(dǎo)致水流通道不暢，增加了河道泛濫和洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。由于管涌往往隱蔽在地下，如果不及時(shí)處理，可能造成河道堤防壩體破壞，甚至引發(fā)嚴(yán)重的災(zāi)害事故，對(duì)人員和財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。

二、常見的河道堤防管涌搶險(xiǎn)技術(shù)

（一）反濾圍井技術(shù)

反濾圍井技術(shù)通過在管涌口周圍用不透水材料（如黏土裝袋)圍成井圈，抬高圍井水位，減小上下游水頭差，起到反向減壓的作用，故又稱“減壓井”。同時(shí)，在圍井內(nèi)依次鋪填粒徑由細(xì)到粗的粗砂、礫石（瓜子片）卵（碎）石、塊石等，形成反濾層，將滲出水的泥沙反向過濾在鋪填的砂石層中，使?jié)B水自由排出，從而控制管涌險(xiǎn)情。它的優(yōu)點(diǎn)在于操作簡便、成本較低、對(duì)環(huán)境影響較小。需要注意的是，圍井建造需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行操作，以確保圍井的質(zhì)量和效果[3。在實(shí)際應(yīng)用中，反濾圍井技術(shù)常常與其他搶險(xiǎn)技術(shù)相結(jié)合，形成綜合應(yīng)對(duì)措施，以達(dá)到更好的搶險(xiǎn)效果。

(二)蓄水反壓技術(shù)

蓄水反壓技術(shù)是一種常見的河道堤防管涌搶險(xiǎn)技術(shù)。其原理在于增加管涌點(diǎn)下游的水深，通過蓄水的方式形成一定的反壓，從而抑制管涌的繼續(xù)發(fā)展。該技術(shù)適用于管涌點(diǎn)下游有一定水源供給的情況，通過堵塞管涌點(diǎn)上游的水源或增加下游水源的方式達(dá)到蓄水反壓的效果。蓄水反壓技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)具體的管涌情況進(jìn)行靈活操作，包括合理控制蓄水量、確定蓄水地點(diǎn)以及監(jiān)測(cè)管涌點(diǎn)的變化等。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是操作簡便、成本較低，在一定程度上可以減緩管涌對(duì)堤防的危害。然而，蓄水反壓技術(shù)也存在一些局限性，如對(duì)水源依賴較大、搶險(xiǎn)效果不穩(wěn)定等。

(三)濾水壓滲臺(tái)技術(shù)

濾水壓滲臺(tái)技術(shù)是一種常見的河道堤防管涌搶險(xiǎn)技術(shù)。通過在堤防下游設(shè)置濾水壓滲臺(tái)，利用其固結(jié)土層的良好滲透性和抗?jié)B性，形成壓濾滲帶，降低管涌水位，減小壓水壓力，有效阻正管涌發(fā)展。該技術(shù)適用于管涌較大、管徑較小以及管涌水量不穩(wěn)定的情況，具有搶險(xiǎn)周期短、效果明顯等特點(diǎn)。在實(shí)踐中，根據(jù)具體管涌情況設(shè)置濾水壓滲臺(tái)的位置、長度和間距，確定供水管道的尺寸和連接方式，并進(jìn)行必要的固結(jié)處理，加強(qiáng)與圍堰的連接，確保圍堰與濾水壓滲臺(tái)系統(tǒng)協(xié)同工作。通過實(shí)際案例驗(yàn)證，濾水壓滲臺(tái)技術(shù)在搶險(xiǎn)過程中可以有效縮小管涌影響范圍，降低搶險(xiǎn)難度，提高搶險(xiǎn)效率。

三、河道堤防管涌搶險(xiǎn)技術(shù)優(yōu)化策略

（一）基于監(jiān)測(cè)預(yù)警的優(yōu)化

1.構(gòu)建全方位的監(jiān)測(cè)體系

河道堤防管涌搶險(xiǎn)的有效性在很大程度上取決于對(duì)管涌情況的及時(shí)監(jiān)測(cè)。為了實(shí)現(xiàn)搶險(xiǎn)工作的精準(zhǔn)預(yù)判和科學(xué)組織，需構(gòu)建全方位監(jiān)測(cè)體系，建立實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括但不限于地下水位監(jiān)測(cè)井、沉降監(jiān)測(cè)儀和管涌流速監(jiān)測(cè)器等，以全面掌握管涌變化趨勢(shì)。結(jié)合無人機(jī)航拍技術(shù)，對(duì)堤防進(jìn)行定期航測(cè)，獲取高清影像，用于管涌位置的精確定位。借助衛(wèi)星遙感技術(shù)，監(jiān)測(cè)堤防穩(wěn)定性及周邊環(huán)境變化，為管涌預(yù)警提供更為全面的數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，建立完善的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與分析機(jī)制，利用傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸和處理，通過專業(yè)軟件進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和建模，實(shí)現(xiàn)對(duì)管涌風(fēng)險(xiǎn)的精準(zhǔn)評(píng)估。在監(jiān)測(cè)體系建設(shè)中，應(yīng)強(qiáng)化對(duì)監(jiān)測(cè)人員的培訓(xùn)，確保其熟練操作各類設(shè)備，并具備數(shù)據(jù)分析和應(yīng)急處理能力。

2.建立科學(xué)的預(yù)警機(jī)制

科學(xué)的預(yù)警機(jī)制是確保河道堤防管涌搶險(xiǎn)工作高效進(jìn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。相關(guān)部門應(yīng)建立完善的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括定時(shí)巡查、遠(yuǎn)程監(jiān)控等方式，對(duì)堤防管涌情況進(jìn)行全面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建立預(yù)警模型，通過對(duì)管涌風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，確定預(yù)警指標(biāo)和預(yù)警級(jí)別，建立科學(xué)準(zhǔn)確的預(yù)警機(jī)制。通過這種手段，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)管涌風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)判可能出現(xiàn)的問題，為搶險(xiǎn)工作提供及時(shí)、有效的決策依據(jù)。應(yīng)建立應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，一旦預(yù)警信號(hào)觸發(fā)，能夠迅速啟動(dòng)搶險(xiǎn)計(jì)劃，協(xié)調(diào)各方力量，迅速進(jìn)行搶險(xiǎn)作業(yè)，最大程度地減少管涌事故對(duì)河道造成的損失。通過建立科學(xué)的預(yù)警機(jī)制，可以在堤防管涌問題出現(xiàn)前，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并做出相應(yīng)處理，有效降低搶險(xiǎn)工作的難度和風(fēng)險(xiǎn)，最大限度地保護(hù)河道的安全性和穩(wěn)定性。

(二)搶險(xiǎn)技術(shù)組合優(yōu)化

1.針對(duì)不同險(xiǎn)情的技術(shù)組合

針對(duì)不同險(xiǎn)情，可以采取不同的技術(shù)組合來優(yōu)化河道堤防管涌搶險(xiǎn)策略。在面對(duì)管涌事故時(shí)，相關(guān)部門需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)組合進(jìn)行應(yīng)對(duì)。對(duì)于較為輕微的管涌情況，可以結(jié)合反濾圍井技術(shù)和濾水壓滲臺(tái)技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用。反濾圍井技術(shù)能夠有效隔離管涌，減緩管涌速度，而濾水壓滲臺(tái)技術(shù)可以通過提高地下水位來減小管涌對(duì)堤壩的影響。對(duì)于較為嚴(yán)重的管涌情況，可以考慮采用蓄水反壓技術(shù)和高壓旋噴灌漿技術(shù)相結(jié)合的搶險(xiǎn)方案。蓄水反壓技術(shù)通過在管涌位置處設(shè)置蓄水壩，借助水壓對(duì)管涌進(jìn)行抑制，減緩管涌擴(kuò)展，起到一定的控制作用。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合高壓旋噴灌漿技術(shù)，可以在管涌源頭區(qū)域進(jìn)行高壓注漿，堵塞管涌通道，有效控制管涌擴(kuò)散，避免事態(tài)惡化。對(duì)于存在多處管涌或管涌覆蓋范圍較廣的復(fù)雜情況，可以綜合運(yùn)用多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行組合應(yīng)對(duì)，如采用反濾圍井技術(shù)、蓄水反壓技術(shù)和高壓旋噴灌漿技術(shù)。根據(jù)管涌位置和情況，靈活調(diào)整各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用比例，形成一套靈活多變的技術(shù)組合方案。通過技術(shù)的有機(jī)結(jié)合與協(xié)同作用，可以更有效地應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的河道堤防管涌搶險(xiǎn)任務(wù)，最大程度地減少搶險(xiǎn)時(shí)間和資源消耗，保障河道堤防的穩(wěn)定性和安全性。

2.動(dòng)態(tài)調(diào)整搶險(xiǎn)方案

動(dòng)態(tài)調(diào)整搶險(xiǎn)方案是針對(duì)堤防管涌搶險(xiǎn)過程中實(shí)際情況的靈活應(yīng)對(duì)策略。相關(guān)部門應(yīng)在搶險(xiǎn)前充分了解管涌情況，包括管涌規(guī)模、滲流速度、土質(zhì)情況等因素，以制定初步應(yīng)對(duì)方案。在實(shí)施搶險(xiǎn)過程中，需要根據(jù)實(shí)際進(jìn)展和效果，隨時(shí)調(diào)整搶險(xiǎn)方案。例如，在灌漿處理過程中，如發(fā)現(xiàn)灌漿材料未充分滲透或管涌情況未得到改善，可以根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整灌漿施工參數(shù)，如增加施工壓力、更換灌漿材料等。另外，在搶險(xiǎn)過程中可能會(huì)出現(xiàn)意外情況，需要隨時(shí)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活應(yīng)對(duì)，如遇到臨時(shí)管涌加劇情況時(shí)，可以考慮增加搶險(xiǎn)設(shè)備，加大搶險(xiǎn)力度等。

動(dòng)態(tài)調(diào)整搶險(xiǎn)方案的關(guān)鍵在于及時(shí)準(zhǔn)確地掌握搶險(xiǎn)過程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及效果信息。在搶險(xiǎn)過程中，相關(guān)部門需要建立完善的監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)管涌情況、搶險(xiǎn)效果等因素進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)和記錄?；谶@些數(shù)據(jù)，搶險(xiǎn)人員可以及時(shí)評(píng)估搶險(xiǎn)效果，發(fā)現(xiàn)問題并調(diào)整方案[4]。

應(yīng)建立緊急應(yīng)急預(yù)案，應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的突發(fā)情況，確保搶險(xiǎn)工作能夠安全高效進(jìn)行。通過動(dòng)態(tài)調(diào)整搶險(xiǎn)方案，可以更有效地應(yīng)對(duì)堤防管涌搶險(xiǎn)過程中的復(fù)雜情況，提高搶險(xiǎn)效率和成功率。

(三)材料與工藝優(yōu)化

1.新型反濾材料應(yīng)用

施工單位應(yīng)選擇具有較高抗?jié)B透能力和過濾特性的材料，以有效阻止管涌發(fā)展。材料應(yīng)具有較強(qiáng)的自愈合功能，能夠在一定程度上修復(fù)堤防漏水缺陷，提高防滲效果?？紤]到河道環(huán)境對(duì)材料的侵蝕和破壞，新型反濾材料應(yīng)具有較好的耐腐蝕性和耐久性，確保搶險(xiǎn)效果能夠持久。除了材料的選擇，工藝方面也需要優(yōu)化，確保新型反濾材料的應(yīng)用能夠發(fā)揮最大作用[5。施工單位應(yīng)結(jié)合具體管涌情況確定合理的施工工藝和施工方法，確保反濾材料能夠充分滲透到漏水部位，實(shí)現(xiàn)最佳的封堵效果。在施工過程中，應(yīng)注意控制施工質(zhì)量，確保反濾材料能夠均勻覆蓋漏水表面，避免出現(xiàn)漏施、浪費(fèi)等情況，

2.工藝改進(jìn)

施工單位應(yīng)針對(duì)不同情況制定具體的施工方案，包括工藝流程、操作要點(diǎn)和安全措施。在實(shí)施搶險(xiǎn)工作時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)調(diào)整工藝，及時(shí)應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的變化，確保搶險(xiǎn)工作順利進(jìn)行。在具體操作中，需要進(jìn)行前期準(zhǔn)備工作，如清理工作面，搭建支撐結(jié)構(gòu)等，以確保施工安全和效率。另外，在工藝改進(jìn)過程中，還需注意與其他搶險(xiǎn)技術(shù)的配合使用。在工藝改進(jìn)方面，要注重對(duì)搶險(xiǎn)工藝的持續(xù)改進(jìn)和提升。通過總結(jié)和分析搶險(xiǎn)過程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，及時(shí)修改和完善工藝流程，提高工藝的適應(yīng)性和實(shí)用性。應(yīng)不斷引人新技術(shù)，如自動(dòng)化施工設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等，提升工藝的現(xiàn)代化水平。對(duì)搶險(xiǎn)人員的技術(shù)培訓(xùn)和能力提升也是工藝改進(jìn)的重要內(nèi)容。通過加強(qiáng)對(duì)搶險(xiǎn)人員的培訓(xùn)，加強(qiáng)其對(duì)工藝流程和操作要點(diǎn)的理解和掌握，確保施工操作的規(guī)范性和高效性。

四、案例分析一漢江河道管涌搶險(xiǎn)案例

(一）險(xiǎn)情描述

漢江河道某段堤防管涌事故發(fā)生在雨后，因洪水侵蝕和地下水位上升，該河段堤防管道破裂，管涌現(xiàn)象明顯。管涌水流湍急，沖刷力強(qiáng)，管道位置相對(duì)隱蔽，給堤防穩(wěn)定性和周邊環(huán)境安全帶來嚴(yán)重威脅。管涌事故發(fā)生后，管涌水流逐漸侵蝕堤壩基礎(chǔ)，附近土質(zhì)松軟，存在坍塌風(fēng)險(xiǎn)，影響周邊交通和人員安全。管涌水流量巨大，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)難度加大，亟須采取有效措施緩解險(xiǎn)情。管涌位置周邊環(huán)境復(fù)雜，搶險(xiǎn)工作需要綜合考慮安全、工藝、材料等多方面因素。

(二)搶險(xiǎn)過程

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警：在洪水來臨前，已安裝的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)揮作用，通過對(duì)水位、滲流等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析，提前發(fā)現(xiàn)了潛在的管涌風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，并及時(shí)發(fā)出預(yù)警。搶險(xiǎn)隊(duì)伍迅速集結(jié)待命。新型材料應(yīng)用：當(dāng)管涌發(fā)生后，搶險(xiǎn)人員采用高性能土工膜對(duì)較大的管涌口進(jìn)行覆蓋，并用沙袋進(jìn)行壓實(shí)固定。對(duì)于一些較小的管涌點(diǎn)，使用智能填充材料進(jìn)行封堵，快速阻止了水流的涌出。信息化技術(shù)輔助決策：利用GIS和VR技術(shù)，搶險(xiǎn)指揮人員在現(xiàn)場(chǎng)搭建臨時(shí)指揮中心，直觀了解管涌區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和周邊地形，制定了詳細(xì)的搶險(xiǎn)方案。同時(shí)，通過遠(yuǎn)程通信技術(shù)，與水利專家進(jìn)行實(shí)時(shí)溝通，獲取專業(yè)指導(dǎo)意見。多部門協(xié)同搶險(xiǎn)：水利部門負(fù)責(zé)管涌搶險(xiǎn)技術(shù)指導(dǎo)和主要搶險(xiǎn)作業(yè)；交通部門保障搶險(xiǎn)物資的運(yùn)輸暢通；消防部門協(xié)助進(jìn)行排水作業(yè)；醫(yī)療部門在現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)待命，保障搶險(xiǎn)人員的安全。搶險(xiǎn)效果：經(jīng)過數(shù)小時(shí)的緊張搶險(xiǎn)，管涌險(xiǎn)情得到有效控制。由于搶險(xiǎn)及時(shí)有效，避免了周邊地區(qū)可能發(fā)生的洪澇災(zāi)害，保護(hù)了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

(三)案例啟示與技術(shù)反思

通過本案例的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)可知，在河道堤防管涌搶險(xiǎn)工作中，充分的準(zhǔn)備、科學(xué)技術(shù)的支持和團(tuán)隊(duì)協(xié)作是取得成功的關(guān)鍵要素，同時(shí)對(duì)新型技術(shù)的不斷探索和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累也不可缺少。

結(jié)語

綜上所述，河道堤防管涌搶險(xiǎn)技術(shù)優(yōu)化是提高防洪搶險(xiǎn)能力、保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的必然要求。在今后的河道堤防建設(shè)和管理中，相關(guān)部門應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)管涌搶險(xiǎn)技術(shù)的研究和創(chuàng)新，不斷完善搶險(xiǎn)體系，提高防洪減災(zāi)能力，確保河道堤防在洪水等自然災(zāi)害中有效地發(fā)揮作用。

參考文獻(xiàn)

[1」金志偉，馮登夷，張腸，等.決口險(xiǎn)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在防汛搶險(xiǎn)中的應(yīng)用[J].中國防汛抗旱，2024，34(2)：87-90.

[2]劉斌，力剛，陳家強(qiáng)，等.堤防安全及搶險(xiǎn)技術(shù)的分析與應(yīng)用[J].江蘇水利，2023（09）：66-69.

[3]周華敏，鄔愛清，肖國強(qiáng)，等.堤防管涌通道微弱磁場(chǎng)信號(hào)檢測(cè)技術(shù)[J].長江科學(xué)院院報(bào)，2023，40（08）：112 -119.

[4]孫慎為.淺談堤防工程的防汛搶險(xiǎn)技術(shù)[J].建筑與裝飾，2023(05):130-132.

[5］田茂海.盾構(gòu)隧道涌水涌沙事故搶險(xiǎn)救災(zāi)技術(shù)分析[J].工程技術(shù)研究，2020，5(12)：175-176.