一、管涌產(chǎn)生的原因
一般來說,堤防基礎(chǔ)為典型的二元結(jié)構(gòu),上層是相對(duì)不透水的粘性土或壤土,下面是粉沙、細(xì)沙,再下面是砂礫卵石等強(qiáng)透水層,并與河水相通。堤防背水側(cè)的地面粘土層不能抗御水壓力而遭到破壞的原因大致為:(1)防御水位提高,滲水壓力增大,堤背水側(cè)地面粘土層厚度不夠。(2)歷史上潰口段內(nèi)粘土層遭受破壞,復(fù)堤后,堤背水側(cè)留有淵潭,淵潭中粘土層較薄,常有管涌發(fā)生。(3)歷年在堤背水側(cè)取土加培堤防,將粘土層挖薄。(4)建閘后渠道挖方及水流沖刷將粘土層減薄。(5)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。(6)由于其他原因?qū)⒌瘫乘畟?cè)表土層挖薄。
二、管涌的搶護(hù)原則
搶護(hù)管涌險(xiǎn)情的原則應(yīng)是制止涌水帶沙,而留有滲水出路。這樣既可使沙層不再被破壞,又可以降低附近滲水壓力,使險(xiǎn)情得以控制和穩(wěn)定。
三、管涌的搶護(hù)方法
(一)反濾圍井
在管涌口處用編織袋或麻袋裝土搶筑圍井,井內(nèi)同步鋪填反濾料,從而制止涌水帶沙。這種方法適用于發(fā)生在地面的單個(gè)管涌或管涌數(shù)目雖多但比較集中的情況。對(duì)水下管涌,當(dāng)水深較淺時(shí)也可以采用。根據(jù)所用反濾料的不同,反濾圍井可分為以下幾種形式:
1、沙石反濾圍井。在圍井搶筑時(shí),首先應(yīng)清理圍井范圍內(nèi)的雜物,并用編織袋或麻袋裝土填筑圍井;其次根據(jù)管涌程度的不同,采用不同的方式鋪填反濾料:對(duì)管涌口不大、涌水量較小的情況,采用由細(xì)到粗的順序鋪填反濾料,每級(jí)濾料的厚度為20~30cm;對(duì)管涌口直徑和涌水量較大的情況,可先填較大的塊石或碎石,以消殺水勢(shì),再鋪填反濾料,以免較細(xì)顆粒的反濾料被水流帶走。
2、土工織物反濾圍井。首先,對(duì)管涌口附近進(jìn)行清理平整,清除尖銳雜物。管涌口用粗料(碎石、礫石)充填,以消殺涌水壓力。鋪土工織物前,先鋪一層粗沙,粗沙層厚30~50cm;其次,選擇合適的土工織物鋪上。選擇方法為將管涌口涌出的水沙放在土工織物上從上向下滲幾次,看土工織物是否淤堵。
3、梢料反濾圍井。用梢料代替沙石反濾料做圍井,適用于沙石料缺少的地方。下層選用麥秸、稻草,鋪設(shè)厚度20~30cm。上層鋪粗梢料,如柳枝、蘆葦?shù)龋佋O(shè)厚度30~40cm。為防止梢料上浮,梢料上面壓塊石等透水材料。
(二)反濾層壓蓋
在堤內(nèi)出現(xiàn)大面積管涌或管涌群時(shí),可采用反濾層壓蓋的方法,以降低涌水流速,制止地基泥沙流失。根據(jù)所用反濾材料不同,可分為以下兩種:
1、沙石反濾壓蓋。在搶筑前,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,消殺水勢(shì),然后在已清理好的管涌范圍內(nèi),鋪粗沙一層,厚約20cm,再鋪小石子和大石子各一層,厚度均為20cm,最后壓蓋塊石一層,予以保護(hù)。
2、梢料反濾壓蓋。當(dāng)缺乏沙石料時(shí),可用梢料做反濾壓蓋。其清基和消殺水勢(shì)措施與沙石反濾壓蓋相同。在鋪筑時(shí),先鋪細(xì)梢料,如麥秸、稻草等,厚10~15cm,再鋪粗梢料,如柳枝、秫秸和蘆葦?shù)龋窦s15~20cm,粗細(xì)梢料共厚約30cm,然后再鋪席片、草墊或葦席等,組成一層。再用塊石或沙袋壓蓋,以免梢料漂浮。梢料總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。
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通過抬高管涌區(qū)內(nèi)的水位來減小堤內(nèi)外的水頭差,從而降低滲透壓力,減小出逸水力坡降,達(dá)到制止管涌破壞和穩(wěn)定管涌險(xiǎn)情的目的。適用條件:①閘后有渠道,堤后有坑塘,利用渠道水位或坑塘水位進(jìn)行蓄水反壓;②覆蓋層相對(duì)薄弱的老險(xiǎn)工段,結(jié)合地形,做專門的大圍堰(或稱月堤)充水反壓;③極大的管涌區(qū),其他反濾蓋重難以見效或缺少沙石料的地方。蓄水反壓的主要形式有以下幾種:
1、渠道蓄水反壓。一些穿堤建筑物后的渠道內(nèi),由于覆蓋層減薄,常產(chǎn)生一些管涌險(xiǎn)情,且沿渠道一定長(zhǎng)度內(nèi)發(fā)生。對(duì)這種情況,可以在發(fā)生管涌的渠道下游做隔堤,隔堤高度與兩側(cè)地面平,蓄水平壓后,可有效控制管涌的發(fā)展。
2、塘內(nèi)蓄水反壓。有些管涌發(fā)生在塘中,在缺少沙石料或交通不便的情況下,可沿塘四周做圍堤,抬高塘中水位以控制管涌。但應(yīng)注意不要將水面抬得過高,以免周圍地面出現(xiàn)新的管涌。
3、圍井反壓。對(duì)于大面積的管涌區(qū)和老的險(xiǎn)工段,由于覆蓋層很薄,為確保汛期安全度汛,可搶筑大的圍井,并蓄水反壓,控制管涌險(xiǎn)情。
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,同時(shí)應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視周圍是否出現(xiàn)新管涌。切忌在圍井附近取土。
(四)水下管涌險(xiǎn)情搶護(hù)
在坑、搪、水溝和水渠處經(jīng)常發(fā)生水下管涌,給搶險(xiǎn)工作帶來困難??山Y(jié)合具體情況,采用以下處理辦法:1、反濾圍井。當(dāng)水深較淺時(shí),可采用這種方法;2、水下反濾層。當(dāng)水深較深,做反濾圍井困難時(shí),可采用水下拋填反濾層的辦法。如管涌嚴(yán)重,可先填塊石以消殺水勢(shì),然后從水上向管涌口處分層傾倒沙石料,使管涌處形成反濾堆,使沙粒不再帶出,從而達(dá)到控制管涌險(xiǎn)情的目的,但這種方法使用沙石料較多;3、蓄水反壓。當(dāng)水下出現(xiàn)管涌群且面積較大時(shí),可采用蓄水反壓辦法控制險(xiǎn)情,可直接向坑塘內(nèi)蓄水,如果有必要,也可在坑塘四周筑圍堤蓄水。
?。ㄎ澹芭Fぐ钡奶幚?br/> 當(dāng)?shù)乇硗翆釉诓莞蚱渌z結(jié)體作用下凝結(jié)成一片時(shí),滲透水壓把表土層頂起而形成的鼓包,俗稱為“牛皮包”。一般可在隆起的部位,鋪麥秸或稻草一層,厚10~20cm,其上再鋪柳枝或蘆葦一層,厚約20~30cm。如厚度超過30cm時(shí),可分橫豎兩層鋪放,然后再壓土袋或塊石。
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