堤坝管涌抢险知识及施工措施

 堤坝管涌抢险知识及施工措施

    管涌是指在高水位情况下，坝址下游坡脚附近或更远的地方，发生“流土”和“潜蚀”两种不同险情的统称，又称“泡泉”。管涌险情的发展，以流土最为迅速。如不及时抢护，任其发展，就将把堤坝工程地基下的沙层淘空，导致堤坝工程骤然塌陷，造成决堤溃坝。管涌出水孔径小的如蚁穴，大的可达几十厘米；少则出现一两个，多则出现冒孔群或称泡泉群，冒沙处形成“沙环”。有时也表现为土块隆起（即牛皮包）、膨胀、浮动和断裂等现象。  

  造成管涌的原因，一般是堤坝地基上面覆盖有弱透水层，下面有强透水层，在高水位时，渗透坡降变陡，渗透的流速和压力加大。当渗透坡降大于地基表层弱透水层允许的渗透坡降时，即在堤坝下游坡脚附近发生渗透破坏，或者在背水坡脚以外地面，因取土、挖坑等,破坏表面覆盖，在较大的水力坡降作用下，渗水冲破土层，将下面地层中的粉细沙料带出而发生管涌。       

       管涌抢护原则是，上堵下排，反滤压重，保护管涌出口。即在管涌入渗处，采用"临水截渗"措施，对管涌入口进行封堵；在管涌出口用透水材料进行反滤压重保护，即使透水层不再被破坏，又可降低渗水压力，使用险情得以稳定。 

       1、反滤围井       

      在翻沙鼓水处，抢筑反滤围井，制止涌水带沙，防止险情扩大。一般适用于背水坡脚附近地面或洼地坑塘数目不多和面积不大，或数目虽多，但未连成大面积，可分片处理严重翻沙鼓水险情。对于水下的翻沙鼓水，当水深较浅，也可采用此法，根据所用导渗材料不同，具体做法有以下几种：    

      （1）砂石反滤围井。抢筑时，先将围井范围内杂物清除，表面进行清理，周围用土袋垒砌成围井。围井高度以能使水不挟带泥沙从井口顺利冒出为度。围井范围以能围住翻沙鼓水出口和利于反滤层的铺设为度，按出水口数量多少，分布范围，可以单独或多个围井，也可连片围成较大的井。围井与堤坝边坡或地面接触处必须填筑密实不漏水。井内如涌水较大，填筑反滤料有困难，可先用块石或砖块装袋填塞，待水势消杀后，在井内再做把滤导渗，即按反滤的要求，分层抢铺粗沙、小石子和大石子，每层厚度约20～30cm。反滤围井完成后，如发现填料下沉，可以继续补充滤料，直到稳定为止。沙石反滤围井筑好，翻沙鼓水险情已经稳定后，再在围井下端，用竹（钢）管，穿过井壁，将原为了保证反滤施工质量，临时抬高围井内的水位适当排降，以免井内水位过高，导致围井附近再次发生翻沙鼓水和围井倒塌，造成更大险情。

       （2）土工织物反滤围井。在抢筑时，其施工方法与沙石反滤围井基本相同。但在清理地面时，应把一切带有尖、棱的石块和杂物清除干净，并加以平整，先铺土工织物，然后在其上面填筑40～50cm厚的一般砖、石透水料。

       2、反滤压盖   

       在背水堤坝坡脚附近险情处，抢筑反滤压盖，降低涌水流速，制止地基泥沙流失，以稳定险情。一般适用于翻沙鼓水范围面积较大，漏水涌沙成片的地方。根据所用反滤材料不同，具体抢筑方法有以下几种：     

      （1）沙石反滤压盖。此法需要铺设反滤料面积较大，用沙石较多，在料源充足前提下，可以优先选用。在抢筑前，先清理铺设范围内的杂物和软泥，对其中涌水涌沙较严重的出口用块石或砖块抛填，消杀水势，同时在已清理好的大片有翻砂鼓水冒孔群的面积上，普遍盖压粗沙一层，厚约20cm，其上先后再铺小石子和大石子各一层，厚度均约20cm，最后压盖块石一层，予以保护。

      （2）土工织物反滤压盖。抢筑土工织物压盖的要求与沙石反滤压盖基本相同。在清理好基础，并视需要抛石或砖块消杀水势后，先铺一层土工织物，再铺一般砖、石透水料厚度约40～50cm，最后压块石一层。

       3、减压围井（或称养水盆）   

       在堤坝背水坡脚附近险情处使用土袋抢筑围井，壅高井内水位，减小水头差，降低渗透压力，减小水力坡降，制止渗透破坏，以稳定管涌险情。此法适用临背水头差较小，高水时短，出现翻砂鼓水险情范围小，周围地表较坚实完整，未遭破坏，渗透性较小，出险处少，沙石反滤材料的翻沙鼓水险情抢护。具体做法有以下几种：    

      （1）无滤层围井。在翻砂鼓水周围用土袋垒砌无滤层围井，随着井内水位升高，逐渐加高加固，直到制止涌水带沙，险情稳定。

      （2）背水月堤（或称背水围堤）。当背水堤坝附近出现分布范围较大的翻砂鼓水险情时，可在堤坝出险范围外抢筑月堤，截蓄涌水，抬高水位。月堤可随水位升高而加高加固，直到制止涌水带沙，险情趋于稳定为止。对背水月堤的实施，必须慎重考虑月堤填筑工作与完工时间，是否能适应翻砂鼓水险情的发展和安全的需要。