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論堤防管涌的危急性及其分類的意義

2019-10-25 01:25:42吳慶華王金龍
長江科學(xué)院院報 2019年10期
關(guān)鍵詞:險情防滲墻堤防

吳慶華 王金龍

(1.長江科學(xué)院 水利部巖土力學(xué)與工程重點實驗室,武漢 430010;2.長江科學(xué)院 國家大壩安全工程技術(shù)研究中心,武漢 430010)

中國幅員遼闊,江河眾多,氣候多樣且多變,年年都有防汛搶險,管涌一詞頻繁見諸媒體,似已婦孺皆知。然而,管涌在滲流專業(yè)上只是滲透變形的4種型式(流土、管涌、接觸流土和接觸沖刷)之一[1]。在防汛搶險實踐中,難以像在實驗室中那樣通過各種手段去觀察和分析滲透變形的型式,管涌一詞幾乎被廣泛地用于指稱所有的滲透變形??梢詫V義的堤防管涌簡單歸納為:在堤防兩側(cè)水頭差作用下,土體發(fā)生的渾水集中涌出現(xiàn)象。這樣理解的廣義管涌一詞,既反映了防汛搶險的實際情況,包括防汛搶險部門的險情分類統(tǒng)計方式,也盡可能兼顧到了滲透變形的實質(zhì)。本文中的管涌是指廣義的管涌。

管涌是堤防工程常見險情之一。據(jù)統(tǒng)計[2],1998年長江發(fā)生的流域性大洪水期間,中下游堤防發(fā)生險情總數(shù)73 825處,管涌占35.2%;其中較大險情1 702處,管涌占51.2%;長江干流堤防較大險情698處,管涌占52.4%。通過1998年后加固的長江干堤,與三峽等樞紐控制工程和分蓄洪區(qū)一起組成的防洪體系,整體上已經(jīng)達到可以防御1954年型洪水的能力,但由于堤防自身的工程特點及其運行環(huán)境的復(fù)雜性,不能完全排除干堤在高洪水位下出現(xiàn)險情的可能。長江中下游支流堤防的建設(shè)水平還遠(yuǎn)不及干流堤防,這是2016年區(qū)域性洪水期間發(fā)生大量險情和一些潰堤事件的重要原因。筆者2016年汛期參加長江防汛搶險指揮部的險情分析,汛后參加對長江干堤共50處一般險情逐一核查,對核查結(jié)果進行的統(tǒng)計分析[3]表明,50處險情中管涌險情占60%。

正因為管涌險情常見,且對堤防安全危害性大,管涌的發(fā)生和擴展規(guī)律一直是水工滲流及相關(guān)專業(yè)的重點研究對象,本文將對已有的研究工作進行梳理??傮w上講,規(guī)律性認(rèn)識是在不斷地深入。專業(yè)內(nèi)已經(jīng)認(rèn)識到管涌險情未必一定會導(dǎo)致潰堤,有些管涌為“無害管涌”,對管涌危害性的判別方法及搶險范圍也已經(jīng)有一些討論[2,4-5],但距離指導(dǎo)防汛搶險實踐的要求還有一定差距。

目前的管涌搶險,不區(qū)分輕重緩急,“把蒼蠅當(dāng)老虎打”成為常態(tài),打錯對象的實例也不斷發(fā)生;錯誤診斷險情,延誤有利處置時機,或者處置不當(dāng),導(dǎo)致潰堤的實例也時有發(fā)生。這些都嚴(yán)重影響到管涌搶險的效率。

結(jié)合防汛搶險實踐和已有研究成果,本文提出管涌危急性和致潰型管涌的概念,從管涌險情實例和一系列管涌擴展規(guī)律研究成果得到啟示,對管涌的危急性影響因素和危急性分類,以及致潰型管涌的識別展開討論,力求為后續(xù)研究理清思路和明確方向。

1 荊江大堤管涌實例的啟示

荊江大堤是江漢平原的重要防洪屏障,不僅承擔(dān)著極為重要的防洪使命,同時也是長江最為突出的險要堤段。新中國成立后就不斷整治加固荊江大堤。尤其是1980年代實施荊江大堤加固工程,使荊江大堤先于其他堤防工程達到規(guī)劃的防洪能力。本節(jié)介紹不同年份荊江大堤的管涌實例,以便開啟后續(xù)的分析討論。

1.1 1962年管涌實例

1962年湖北省水利廳,長江科學(xué)院會同荊州修防處派員對當(dāng)年發(fā)生的荊江大堤管涌險情進行了調(diào)查。調(diào)查報告[6]指出,由于堤外無灘,潰口形成的近堤淵塘,以及近堤取土坑對弱透水覆蓋層的破壞,高水位時堤內(nèi)腳常常出現(xiàn)管涌險情。隨著堤身加高加固,汛期作用水頭提高,此問題日益突出。多年來在改善堤基條件方面做了不少填塘固基工程,同時在個別堤段試用了減壓井和導(dǎo)滲溝工程,使得幾年來在同一水位下險情有所減少,但1962年汛期,在1954年以來較高洪水(沙市洪峰水位44.35 m)的考驗下,此類險情還有發(fā)生。其中觀音寺與廖子河堤段的險情規(guī)模很大。

1.1.1 觀音寺堤段

觀音寺閘下游渠道中距離堤腳290 m處,在7月中旬洪峰后發(fā)現(xiàn)管涌5個,其中一個管涌直徑較大,約5 m,深10 m,其周圍有3個小管涌。觀音寺閘下游約30 m處的另一管涌直徑約1 m,用反濾材料填壓后沉降60~70 cm,繼續(xù)填壓,8月29日渠道水深約50 cm,涉水探知仍有細(xì)砂帶出。

渠道中發(fā)現(xiàn)險情后,在觀音寺街后塘中距堤70~90 m處探得3個管涌。其中一個管涌口呈橢圓形,長軸5 m,短軸約3 m,深9 m。

據(jù)當(dāng)?shù)厝罕姺从常兰八翞楣艔埰盅?,昔日打漁即發(fā)現(xiàn)有“泉眼”,其位置常移動。

1.1.2 廖子河堤段

沙市水位達40.0 m時,堤腳發(fā)現(xiàn)管涌,深約1.6 m。經(jīng)填壓后堤腳附近繼續(xù)發(fā)生管涌。7月10日沙市水位44.13 m時發(fā)現(xiàn)2個管涌(編號為12#及13#),直徑1.8 m,深1.2 m。用石子填壓后, 11日3時從12#孔向堤內(nèi)腳移動3 m處出現(xiàn)新管涌,直徑2 m,深約2 m;11日晚在13#孔附近又出現(xiàn)新管涌,至12日發(fā)展到直徑2 m,深約3 m后,進行大面積填壓。13日井口填料下沉1~2 m,隨沉隨加料,歷時約一周后,沙市水位降至43 m以下,險情開始趨于穩(wěn)定。

1.2 1964年管涌實例

1964年8月5—30日,長江科學(xué)院和湖北省水利廳聯(lián)合對荊江大堤幾個主要險工段和已經(jīng)加固的堤段進行了險情調(diào)查[7]。其間沙市最高水位是42.92 m,低于前文提到的1962年沙市洪峰水位44.35 m。在1963年發(fā)生了管涌險情的觀音寺堤段渠道和淵塘,經(jīng)1963年5月至1964年5月共計實施了32口減壓井后,調(diào)查期間沒有任何險情。調(diào)查報告重點反映了蔣家腦堤段的險情。

蔣家腦堤段600+950—602+000樁號范圍是歷史性的嚴(yán)重管涌險段。1953年、1956年、1957年先后實施了填筑平臺、壓浸臺和堤身外幫等措施加固,1962年在江水位32 m時即出現(xiàn)41個管涌,最大者直徑20 cm。江水位33 m以上后險情不斷擴大。多年汛期總共發(fā)現(xiàn)102個管涌,其中嚴(yán)重的有20個。1963年歲修時,在樁號601+572—601+972的400 m范圍內(nèi),采取導(dǎo)滲與壓滲相結(jié)合的措施,包括導(dǎo)滲溝、排滲豎管,以及將50 m寬壓浸臺加寬至80~90 m。

1964年6月29日,江水位33.4 m時,在樁號601+670、601+690、601+700、601+745多處發(fā)現(xiàn)管涌,其中一處在長10 m范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)管涌4個,6月30日增加至7個,7月1日鄰近4個小管涌并成1個。1個管涌砂丘直徑達80 cm,涌水高度2 cm。

6月30日,江水位33.54 m時,在601+660,601+730,601+775等樁號處發(fā)生管涌。樁號601+660處在處理過程中又陸續(xù)發(fā)生新管涌,管涌數(shù)由1個增至14個。

7月1日,江水位33.78 m時,在601+648,601+675,601+678,601+800,601+865等樁號處發(fā)生6個管涌。

7月2日,江水位34.18 m時,在601+615,601+625,601+732,601+735等樁號處發(fā)生管涌。

7月3日,江水位34.5 m時,在601+580,601+614等樁號處發(fā)生2個管涌。

7月4日,江水位34.58 m時,在601+580樁號處發(fā)生管涌。

這次洪峰期間,共發(fā)生20處69個管涌,一般發(fā)生在平臺腳下10 m左右,管涌直徑一般2~3 cm,最大的為20 cm,全部都帶黑砂。

1.3 20世紀(jì)80年代開展的險情統(tǒng)計分析

李思慎等[8]分析長江中下游防汛總指揮部辦公室1982年6月匯編的解放以來荊江大堤險情資料,發(fā)現(xiàn)40處出險堤段中,堤基為34處,堤身為10處(其中4處堤身堤基都出險),堤基險情占絕大部分;并根據(jù)荊州地區(qū)長江修防處勘察設(shè)計室1984年的資料,列出了荊江大堤管涌險情統(tǒng)計表(整理后見表1),可見管涌個別可遠(yuǎn)至離堤1 km,但絕大部分均在距堤腳200 m范圍內(nèi);距堤腳100 m內(nèi),管涌險情數(shù)量多,但規(guī)模不大,距堤腳越遠(yuǎn),規(guī)模反而有變大的趨勢,其深度亦大,多系深層滲壓力作用的結(jié)果。

表1 荊江大堤管涌險情統(tǒng)計(根據(jù)1984年資料)

1.4 2019年管涌實例

2019年7月3日荊江大堤江陵黃林垱段發(fā)現(xiàn)的管涌險情位于湖北省荊州市江陵縣熊河鎮(zhèn)荊干村6組一處水塘內(nèi),對應(yīng)堤防樁號716+650,距堤防背水坡堤腳約700 m。

當(dāng)時,江水位約37.5 m,荊州港觀音寺港區(qū)江陵石化碼頭及儲運工程施工單位正在實施抽干水塘回填場地作業(yè),已將塘內(nèi)水位降低約3 m,造成長江與水塘之間約8 m的水位差。管涌口直徑約20 cm,砂盤直徑約3 m,出水量約10 L/min,帶黑砂,手感水溫較低。

3日晚施工單位向江陵縣長江防汛指揮部報告險情。4日下午在距此管涌50 m范圍內(nèi)又發(fā)現(xiàn)另外4個較小管涌。4日夜采取拋投石塊消殺水勢,鋪設(shè)三級反濾堆,5日5時引水入塘蓄水反壓。至5日10時,水塘內(nèi)水位已回升2 m。5日18時許,在大管涌50 m范圍內(nèi)再次發(fā)現(xiàn)4個小管涌。5日晚對新發(fā)現(xiàn)的小管涌進行應(yīng)急處置,險情基本得到控制。

1.5 啟 示

(1)1962年和1964年荊江大堤的險情調(diào)查資料非常珍貴,很可惜這樣的險情調(diào)查工作沒有在后續(xù)年代里得以繼續(xù),或者沒能留下更多的文獻資料;也沒有報告介紹險情幾何要素測量方法,管涌直徑容易測量,而深度的測量方法值得研究,并可與依據(jù)砂的性質(zhì)推測源自的地層及其埋深相互映證。故有必要繼承1960年代初的傳統(tǒng),研究建立汛期堤防險情調(diào)查、記錄的制度和統(tǒng)一技術(shù)要求,以便積累珍貴的技術(shù)資料。

(2)1962年荊江大堤管涌有的規(guī)模很大,直徑可達3~5 m,遠(yuǎn)超后來的文獻及防汛搶險實踐中常見的險情,這是因為當(dāng)時堤防工程基礎(chǔ)條件差,滲流安全狀況惡劣,同時也是因為后來的防汛搶險工作要求更高,管涌一經(jīng)發(fā)現(xiàn)就采用倒濾堆等措施及時處置,難以再觀察描述管涌口的幾何形態(tài)。1962年荊江大堤管涌調(diào)查中描述的管涌尺寸規(guī)模,在一定程度上說明,不采取搶險措施的話,管涌演變過程中的某個階段可能達到的規(guī)模,也對類似條件下管涌模型模擬研究時設(shè)定合理的模型規(guī)模有一定的啟示作用。

(3)當(dāng)?shù)袒l(fā)生管涌險情后,地層土性發(fā)生了改變,形成了集中滲流帶或滲流通道。采用常規(guī)的導(dǎo)濾堆或蓋重措施處理后,在以后年份的高洪水位作用下,沿著往年形成的集中滲流帶或滲流通道的滲透水流,遇到的滲流阻力更小,使得老的管涌口復(fù)活,或者在蓋重區(qū)外找到新的薄弱部位作為突破口,形成新的管涌,這可以概括為管涌的復(fù)活特性和轉(zhuǎn)移特性。

(4)具體在何處首先發(fā)生管涌,有一定的偶然性,影響因素有:地層結(jié)構(gòu)和滲透性的空間變化,溝、渠、坑、塘對地層的切割及切割深度的變化,封堵不嚴(yán)的鉆孔,無合理濾層或濾層失效的水井,動植物孔洞,古墓、古建筑造成的架空現(xiàn)象,雜填土,埋設(shè)的管線,近堤、穿堤建筑物與土體結(jié)合部,堤身堤基結(jié)合面,不同期填土結(jié)合面,前期或往年管涌險情對于地層的擾動,等等。上述管涌實例表明,在堤基條件薄弱的堤段有管涌險情多發(fā)的特點,當(dāng)對發(fā)現(xiàn)的管涌采取倒濾堆等措施進行處理時,很可能又會在鄰近的某個位置發(fā)生新的管涌。1964年蔣家腦堤段管涌險情,隨著江水位上升而不斷增加;2019年黃陵垱管涌,由一個發(fā)展到多個,這都說明由于管涌險情具有的轉(zhuǎn)移特性,如果僅僅針對已發(fā)現(xiàn)的管涌采用倒濾堆處理措施,出現(xiàn)新的管涌是必然的。

2 管涌模型模擬研究的啟示

2.1 無防滲墻堤基管涌擴展的模擬研究

20世紀(jì)80年代中期荊江大堤加固過程設(shè)計過程中,長江科學(xué)院重點開展了管涌險情的模擬試驗和規(guī)律分析,成果見文獻[4]。研究團隊注意到荊江大堤管涌險情的復(fù)雜性,規(guī)模有大有小,與堤腳的距離有近有遠(yuǎn)。為了防止荊江大堤管涌破壞,堤防管理部門曾設(shè)定距堤腳100 m作為汛期巡查范圍。堤基整險加固的范圍曾定為距堤腳400 m;1987年后又定為200 m。這樣劃定范圍是否合理可靠,取決于對管涌發(fā)生、發(fā)展機理的認(rèn)識程度。研究團隊還了解到觀音寺堤段蔡老淵內(nèi)的管涌已存在70多年,而堤基并未破壞。為了弄清荊江大堤管涌擴展的機理,采用砂槽模型開展了管涌模擬試驗。試驗用水平滲透儀長71 cm,寬21 cm,高40 cm。表層用水泥砂漿和黏土模擬弱透水黏性土層,并造一孔模擬管涌口;下伏砂層開展不同厚度的對比模擬,底部為礫石層。試驗對比的條件還有管涌口直徑、管涌口與上游邊界的距離。基于試驗成果,文獻[4]分析得出的結(jié)論包括:堤基發(fā)生管涌并不一定導(dǎo)致大堤潰決;管涌發(fā)生的位置可遠(yuǎn)可近;堤基滲透破壞的最終形式是流土;按照防止管涌發(fā)生來進行滲流控制設(shè)計或確定堤基保護范圍會造成很大浪費;荊江大堤堤基保護范圍設(shè)為距堤腳100 m已足夠,其保證率或可靠度在98%以上。結(jié)合在長江流域多年防汛技術(shù)指導(dǎo)工作中直接觀察和調(diào)查的管涌發(fā)生、發(fā)展和堤壩潰決過程,提出了管涌模擬的隨機模型,并進行了試驗驗證[9-10]。采用這一模型,通過對土體中管涌擴展過程的模擬,得出管涌并不必然擴展導(dǎo)致堤壩的潰決這一重要結(jié)論。

1998年大洪水后不久,Yin[11]采用飽和穩(wěn)定滲流模型研究了堤基中不同長度管涌區(qū)及其滲透系數(shù)的改變程度對滲流場的影響,分析由此引起的最大流速和總流量的變化,但并沒有真正模擬管涌的擴展過程,而是把每一種長度管涌區(qū)對應(yīng)的狀態(tài)作為穩(wěn)定狀態(tài)處理,且不論管涌區(qū)的長短,其直徑都看作是不變的。

南京水利科學(xué)研究院毛昶熙等[12]針對“無害”管涌的問題,開展了砂槽模型試驗。試驗用玻璃槽有0.3 m寬的窄槽和2.5 m寬的寬槽,長均為8 m。模擬二元土層結(jié)構(gòu)的材料包括頂面的玻璃板和下面裝填的粉細(xì)砂。根據(jù)試驗結(jié)果,毛昶熙等[12]分析得出了距堤10~15倍作用水頭之外的管涌無害于大堤安全的結(jié)論,并認(rèn)為與其之前采用簡便方法估算的有害管涌最遠(yuǎn)距離為150 m的結(jié)論較接近。毛昶熙等[13]還探討了管涌向堤身方向發(fā)展距離的公式計算方法,通過對案例的計算,分析認(rèn)為計算結(jié)果與試驗研究結(jié)果相近。

中國水利水電科學(xué)研究院丁留謙團隊[14]在砂槽模擬試驗基礎(chǔ)上開展了管涌搶險范圍的討論。砂槽長2.8 m、寬0.8 m、高0.7 m,用粉細(xì)砂模擬單層堤基和雙層堤基中的強透水層,玻璃板模擬雙層和3層堤基的表層弱透水層,用粉細(xì)砂層與砂礫石層組合模擬3層堤基的強透水層。基于堤基管涌破壞的允許水平比降,推算得到不用搶險的管涌位置的范圍;基于試驗得到的最小臨界平均比降值,推算認(rèn)為可將管涌與堤腳距離小于10倍作用水頭作為必須搶險的范圍。丁留謙等[15]還開展了雙層結(jié)構(gòu)堤基管涌發(fā)展的有限元模擬研究。通過對試驗?zāi)P瓦M行數(shù)值模擬,得到了相近的規(guī)律。文獻[15]特意強調(diào)模型概化時忽略了若干物理現(xiàn)象,模擬是近似的。劉昌軍等[16]進一步完善該數(shù)值模擬方法,通過對試驗?zāi)P偷哪M,研究了模型尺寸效應(yīng)的規(guī)律,根據(jù)結(jié)果分析認(rèn)為試驗?zāi)P统叽鐚苡康呐R界水頭和發(fā)展過程都有較大影響。

中國水利水電科學(xué)研究院劉杰長期致力于土體的滲透變形特性研究。劉杰等[17]2008年發(fā)表的試驗研究成果中,砂槽模型總長5.8 m,寬、高分別為0.65 m和0.8 m。模型(含堤身)比尺為1∶40。選取3種不同細(xì)粒含量的砂礫石,以及中砂和黏土,組合為4種雙層堤基。黏土與砂礫石組成的雙層堤基模型中,黏土層預(yù)留了直徑10 cm、深達砂礫石層的孔洞,以模擬黏土層已經(jīng)發(fā)生穿孔破壞的條件。根據(jù)試驗結(jié)果得出的結(jié)論包括:最薄弱的雙層結(jié)構(gòu)堤基是上部為薄的滲透性較弱土層,上下兩層土層滲透系數(shù)相差100倍以上的組合,滲流險情演進過程為表層流土破壞,砂礫石層連續(xù)管涌破壞,并造成表層土破壞區(qū)向堤身方向發(fā)展,最后使堤身失穩(wěn);而100 m以外的表層流土破壞,不會造成下層砂礫石層的破壞,因而不會影響堤防的安全。劉杰等[18]2009年發(fā)表的成果中,模型槽尺寸仍為5.8 m(長)×0.65 m(寬)×0.8 m(高)。堤身用不透水的剛性蓋板模擬。模型上部土層為低液限黏土,下部土層為砂礫石層,離堤腳一定距離在黏土層中預(yù)留排水孔以模擬管涌口。上述2個試驗中砂礫石的細(xì)粒含量分別為17%和23%,均為管涌型土。根據(jù)試驗結(jié)果分析認(rèn)為,管涌路徑上砂礫石的細(xì)顆粒流失后,變成礫石占比更高、甚至純礫石的強透水通道,雖不影響自身整體骨架的穩(wěn)定性,但流量劇增,加劇上覆黏土層的變形破壞。

河海大學(xué)陳建生教授的團隊也投入很多精力研究堤防管涌的擴展規(guī)律。他們針對雙層堤基管涌開展的2個階段模型模擬試驗研究,成果分別發(fā)表于2011年和2013年。2011年發(fā)表的成果[19]中,模型槽長150 cm,寬、高均為70 cm。模型槽頂面為活動蓋板,具有豎向移動自由度和隔水作用。蓋板與其下面填設(shè)的7.5 cm厚黏土一起模擬雙層堤基的上部弱透水層。強透水層采用由細(xì)砂與礫石混合的非連續(xù)級配樣填筑而成。蓋板開有直徑為10 cm的出水口,模擬表層弱透水層的缺陷,在黏土層被頂穿后會成為管涌口。試驗顯示了管涌發(fā)生的先后2個過程:上覆黏土層被頂破;下伏砂礫石層被水流帶出而形成管涌。管涌發(fā)生后水流劇增,但由于管涌出口規(guī)模的限制,使得水流不暢,出水口水頭上升,沿程測壓管水頭也一度上升。將上游水頭下降至出水口高程以結(jié)束第1次試驗,然后再重復(fù)提升水頭,開始第2次試驗,直至流量出現(xiàn)突變,意味著再次形成了管涌。如此反復(fù)再進行了3次試驗。重復(fù)試驗結(jié)果表明,管涌再次發(fā)生時的上游水頭明顯低于上次發(fā)生時的對應(yīng)值,說明已經(jīng)發(fā)生過管涌的堤基,再次經(jīng)歷洪水時更容易發(fā)生管涌。2013年發(fā)表的成果[20]中,模型槽長100 cm,寬、高均為30 cm,頂面為固定的剛性玻璃板。蓋板下面填設(shè)5 cm厚黏土模擬雙層堤基的上部弱透水層。強透水層填筑采用細(xì)砂與礫石混合的新的非連續(xù)級配樣。蓋板和黏土層預(yù)留直徑為5 cm的出水口,模擬黏土層被頂穿形成的缺口。試驗中觀察到管涌通道加劇上覆黏土層的破壞,反過來又使得管涌涌砂量增大,加速地層被掏空的速度。

周紅星等[21]在研究北江大堤管涌過程中,開展了二元結(jié)構(gòu)堤基弱透水覆蓋層的試驗?zāi)M方式對比研究。試驗?zāi)P吞顦涌臻g長60 cm,寬20 cm,裝填26 cm厚的細(xì)砂模擬強透水層,表層弱透水層的模擬對比采用了玻璃板、水泥砂漿和密封加壓水袋3種材料,并預(yù)留直徑3.5 cm的半圓形孔模擬管涌的出口。分析試驗結(jié)果后認(rèn)為,表層弱透水層采用不同材料模擬的結(jié)果差異很大,采用剛性材料時,類似于閘底板沖刷試驗;而密封水袋也與表層黏土層的作用差別很大。

賈愷等[22]探討了雙層結(jié)構(gòu)堤基管涌通道擴展的模擬計算方法,引用河流動力學(xué)的相關(guān)公式,考慮砂粒相對暴露度、脈動流速、起動標(biāo)準(zhǔn)和管涌通道水流特性等因素提出通道擴展的判定條件,建立有限元計算迭代流程,對管涌通道橫截面進行了數(shù)值模擬,并與試驗結(jié)果進行了對比,說明了方法的可行性,同時考慮順管涌通道方向擴展的三維模擬還有待進一步研究。

2.2 有防滲墻堤基管涌擴展的模擬研究

長江科學(xué)院開展了懸掛式防滲墻條件下堤基管涌擴展過程的模型試驗和數(shù)值模擬研究。考慮到管涌模型比尺問題的復(fù)雜性,難以將模型還原到實際工程,采用內(nèi)空長70 cm、寬29.6 cm、高54 cm的砂槽模型進行試驗,開展擴展過程及其受防滲墻制約的規(guī)律研究[23]。對試驗?zāi)P烷_展數(shù)值模擬研究,數(shù)學(xué)模型先后考慮了非穩(wěn)定滲流與管涌擴展過程的相互作用[24]和非穩(wěn)定滲流、管涌擴展過程與上覆土體坍塌的相互作用[25-26]。模型中將管涌區(qū)作擴大滲透系數(shù)處理。研究結(jié)果均表明管涌的擴展在一定條件下可以休止,懸掛式防滲墻對防止管涌的發(fā)生作用不大,但是可以制約管涌的擴展,防滲墻越深,制約作用越大。

清華大學(xué)也開展了管涌擴展的模型試驗[27]和數(shù)值模擬[28]研究。試驗槽內(nèi)部裝樣尺寸120 cm(長)×25 cm(寬)×20 cm(高)。通過黏土泥漿自然沉積后風(fēng)干12 h形成固結(jié)黏土,以模擬堤基表層弱透水層;在水中分層撒中細(xì)砂,形成砂土層以模擬堤基的強透水層。通過對彩色示蹤砂粒的分布、出砂量的分析,認(rèn)為防滲墻對于管涌的發(fā)生與擴展都有影響,防滲墻越深,對管涌擴展的制約作用越大。數(shù)值模擬時,將管涌通道中水的流動用管流理論進行模擬,未發(fā)生滲透變形的區(qū)域用基于層流的滲流分析方法模擬,一系列模擬表明:管涌口離堤越遠(yuǎn),管涌擴展達到穩(wěn)定(即休止)時管涌通道發(fā)展長度越短;懸掛式防滲墻雖然難以阻止管涌的發(fā)生,但是可以抑制管涌的發(fā)展。

張超等[29]通過砂槽模擬試驗,研究了有無懸掛式防滲墻以及不同土層結(jié)構(gòu)條件下的管涌發(fā)展過程。砂槽裝樣空間為85 cm(長)×30 cm(寬)×30 cm(高)。模型頂部為剛性有機玻璃板,下設(shè)5 cm厚的黏土以模擬堤基表層弱透水層,有機玻璃板和黏土層預(yù)留直徑4 cm的缺口,以模擬管涌口。黏土與砂礫石組成的雙層堤基對比開展了有無防滲墻的試驗。三層結(jié)構(gòu)堤基中,黏土與砂礫石層之間有1 cm厚的細(xì)砂。懸掛式防滲墻用1 cm厚的有機玻璃板模擬,插入強透水層深度為6 cm。3個試驗的對比分析結(jié)果表明,懸掛式防滲墻能夠提高管涌貫通的水力比降,且雙層、三層結(jié)構(gòu)堤基的管涌發(fā)展形式不同。

陳建生等[30]采用文獻[29]同尺寸的砂槽模型試驗?zāi)M了懸掛式防滲墻條件下不同細(xì)粒含量的砂礫石層管涌擴展過程。模型頂面為有機玻璃蓋板,槽內(nèi)裝填黏土和砂礫石土層模擬雙層結(jié)構(gòu)堤基。預(yù)留直徑4 cm,貫穿有機玻璃蓋板和上部黏土層的圓孔,模擬管涌出口。砂礫石層試樣對比使用了細(xì)粒含量分別為26%,23%,20%的3種級配樣?;谠囼灲Y(jié)果,本文分析認(rèn)為,砂礫石樣的細(xì)顆粒含量影響管涌發(fā)生時的水力比降和管涌擴展過程及其危害程度:細(xì)粒含量大,臨界水力比降越大,繞過防滲墻前后的管涌擴展路徑主要是沿著砂礫石層頂面,擴展速度快,容易導(dǎo)致上覆黏土層的坍塌,并造成模型的整體破壞;細(xì)粒含量低的砂礫石樣,管涌發(fā)生時的水力比降較低,管涌擴展路徑偏向于土層內(nèi)部,且對土樣骨架穩(wěn)定性影響較小。

2.3 啟 示

(1)管涌發(fā)生發(fā)展規(guī)律的模擬是研究熱點,已經(jīng)發(fā)表了很多成果,但是一些結(jié)論性成果與實際應(yīng)用的需要還有很大距離,例如,關(guān)于有害管涌和不必?fù)岆U管涌分布范圍的建議,沒有得到防汛搶險實踐的應(yīng)用和認(rèn)可,甚至沒有在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)取得一致意見。

(2)管涌擴展的影響因素很多,作用規(guī)律復(fù)雜,已有的研究還只是針對少數(shù)簡單條件開展的,研究結(jié)論缺乏普遍性,甚至與實際工程條件還有一定的距離,這是成果應(yīng)用受到限制,甚至還沒能起步的重要原因之一。

(3)已有的模型試驗研究,模型尺寸都偏小。所考慮的模型比尺,沒能反映土樣顆粒的縮尺、管涌附近復(fù)雜的三維滲流流態(tài)、管涌口規(guī)模、土樣細(xì)顆??偭繉苡繀^(qū)域供砂能力的影響等。文獻[6]調(diào)查到的管涌口直徑達5 m,堤防仍然沒有潰決,可以想見現(xiàn)有室內(nèi)試驗?zāi)P鸵?guī)模對于管涌擴展過程可能的制約作用。這種制約作用會迫使管涌加速向上游擴展,使實際可能休止的管涌夸大為導(dǎo)致模型破壞和堤防潰決的管涌。

(4)大多數(shù)模型試驗都預(yù)設(shè)了管涌口,其規(guī)模在試驗進程中不會變化,試驗成果只能在一定程度上說明規(guī)律性,有的研究觀測到初期管涌口水頭上升。實際上,管涌口與管涌通道一樣,應(yīng)該不受模型制約而自由擴展。管涌口的擴大,會起到消減水頭的作用,類似于一個沒有設(shè)置濾層的減壓井,管涌周圍一定范圍內(nèi)的水力比降有可能會降低。隨著管涌規(guī)模進一步擴大,只要沒有殃及到堤身附近的土體,有可能演變?yōu)橐粋€減壓池,管涌演變逐漸趨于休止。所以試驗?zāi)P蛯苡靠谝?guī)模的人為約束,也會夸大管涌的擴展,不當(dāng)?shù)卮龠M模型整體的破壞和堤防潰決。

(5)現(xiàn)有管涌擴展過程的數(shù)值模擬方法,或者在很大程度上簡化了物理過程,使得模擬結(jié)果失真,或者盡可能多地考慮了真實的物理現(xiàn)象,但使得模型模擬的規(guī)模受限,未能應(yīng)用于實際工程的模擬。

綜上所述,可以認(rèn)為管涌演變規(guī)律的研究,要通過大模型、甚至原型試驗才能取得突破性進展;數(shù)值模擬研究需要發(fā)揮計算機的強大計算能力,模擬管涌伴隨的各種物理過程及其相互作用,并在過程中不斷進行管涌區(qū)是否擴大、管涌區(qū)土體自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、管涌區(qū)上覆土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等多種判斷,通過試驗驗證后,應(yīng)用于實際復(fù)雜條件下的規(guī)律性研究。

3 管涌危急性及其影響因素

3.1 基本概念的討論

為了正確理解管涌的演變規(guī)律及其對堤防安全的威脅,需要厘清有關(guān)基本概念。

管涌和管涌破壞,實際上分別是室內(nèi)滲透變形試驗中對應(yīng)于滲透變形和滲透破壞的形式之一。室內(nèi)滲透變形試驗,為一維水流條件,取試樣進出口截面之間的距離為滲徑長度L,在不斷提升的供水水頭下,分別形成穩(wěn)定滲流條件,測得整個滲徑上的總水頭損失ΔH,除以滲徑長度得到的水力比降I,實質(zhì)上是平均比降,即I=ΔH/L。

在試樣發(fā)生滲透變形之前,實際上是材料試驗,忽略材料的非均勻性,得到材料滲透性這一宏觀特征。當(dāng)試樣發(fā)生滲透變形時,或者試樣在出口斷面上出現(xiàn)流土,或者試樣內(nèi)部細(xì)土顆粒發(fā)生遷移和流失,宏觀上表現(xiàn)為流量增大,水變渾,計算得到的滲透系數(shù)增大;微細(xì)觀上,土樣的有效滲徑長度,或者土樣顆粒組成和孔隙特性發(fā)生了變化,水流由一維流態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S流態(tài)。當(dāng)滲透變形發(fā)展使得整個試樣的滲流阻力突然顯著下降或者消失時,意味著試樣整體發(fā)生了破壞,稱為滲透破壞,此時試樣滲透性的測試已經(jīng)沒有意義,試驗結(jié)束。

有一些細(xì)粒含量較低的管涌型土,雖然在試驗過程中發(fā)生了滲透變形,但是在實驗室供水條件所允許的最大試驗比降范圍內(nèi),即使整個滲徑上的細(xì)土顆粒都已流失,但是土樣內(nèi)部的粗顆粒骨架仍然維持穩(wěn)定,試樣仍然可以承擔(dān)相應(yīng)的水頭損失,滲透性也沒有顯著增加,水流變?yōu)榍逅?,這時會得出在最大試驗比降下試樣沒有發(fā)生滲透破壞的結(jié)論。

由上述過程可見,試樣發(fā)生滲透變形之后,試驗已經(jīng)不再是簡單的材料試驗,而是實質(zhì)上的三維滲流結(jié)構(gòu)模型試驗。滲透破壞實則是模型的整體破壞。

回到前文所述的管涌模型模擬試驗和實際堤防工程中,就會發(fā)現(xiàn),其所稱的管涌與滲透變形試驗中的滲透變形(含管涌)概念相對應(yīng),管涌逐步演化,可能最終導(dǎo)致模型破壞和堤防潰決。也就是說,實際堤防工程中,管涌的發(fā)生及其演變都是管涌現(xiàn)象,不宜用管涌破壞的概念,管涌演變的結(jié)果是休止或者潰堤。

3.2 管涌危急性的概念

無論是本文第1節(jié)回顧的實例調(diào)查和統(tǒng)計分析,還是第2節(jié)回顧的已有模型模擬研究,都有一個理想目標(biāo):提出無害管涌或不必?fù)岆U管涌的判別方法。然而,管涌擴展的影響因素有很多,其影響的方式很復(fù)雜,多因素綜合作用更加復(fù)雜。這就使得提出的判別方法或標(biāo)準(zhǔn)的可靠性都只能是相對的。同時,堤防工程的安全事關(guān)保護區(qū)生命財產(chǎn)安全,防汛搶險的決策任務(wù)由行政首長承擔(dān),其承受的壓力很大,也很復(fù)雜,不僅限于技術(shù)層面。類似無害管涌這樣簡單明確的概念,雖易于理解,卻難以在實踐中被接受和應(yīng)用。

建立管涌危急性或管涌危急程度(criticality of piping)這一概念,旨在定量地評估管涌的特性和趨勢,避免無害管涌等類似簡單定性概念可能造成的偏差。管涌危急性定義為:在堤防可能經(jīng)受的洪水荷載作用下,為避免管涌不斷演化而危及堤防安全,需要采取搶險處置措施遏止其進一步演化,或者啟動決堤預(yù)案的緊迫程度。根據(jù)管涌危急性,可以對管涌進行分類施策。

3.3 管涌危急性的影響因素

張家發(fā)等[31]通過典型堤基滲流場的計算分析,比較全面地研究了堤身堤基滲流場影響因素的作用規(guī)律,包括作用水頭、堤身滲透性、堤基地層結(jié)構(gòu)和地層滲透性及其厚度、外灘和深泓切割條件,并指出實際情況下的地形、地質(zhì)和工程條件很復(fù)雜,應(yīng)針對具體條件進行分析研究。滲流場的分布是管涌發(fā)生和演變的重要基礎(chǔ),影響滲流場的因素也會是影響管涌危急性的因素。這里暫不開展定量的規(guī)律性研究,也不打算展開各項因素的分析討論,而只是對幾項特殊因素的作用方式進行討論。由于作用水頭的復(fù)雜性,因而將決定作用水頭的洪水特征和堤內(nèi)水位分開來討論。同時,對于險情的演變規(guī)律來說,管涌的位置成為非常敏感的因素,必須納入討論范圍。很多堤防在加固工程建設(shè)中實施了垂直防滲墻或者減壓井等滲流控制措施,使得一些影響因素對滲流場的分布和動態(tài)、管涌發(fā)生和演變的作用規(guī)律更加復(fù)雜,有必要納入討論。

3.3.1 洪水過程

堤防工程實際經(jīng)歷的洪水荷載是復(fù)雜的洪水過程,而不僅僅是一個洪水水位值。堤防工程經(jīng)歷高洪水水位的長時間浸泡或歷時較短的洪水,其表現(xiàn)及險情的發(fā)生與演變是不同的。已達標(biāo)工程的超標(biāo)準(zhǔn)運用[32]和未達標(biāo)工程的超負(fù)荷運行,尤其需要考慮實際經(jīng)歷的或預(yù)測將要經(jīng)歷的洪水過程。

管涌發(fā)生后,在某一個洪水過程中可能不斷地擴展和演變,也可能休止;在下一個洪水過程中,原來的管涌又可能啟動擴展過程,或者在另一個年度的洪水過程中管涌又可能復(fù)活。具體到某個管涌,既需要根據(jù)當(dāng)前洪水過程分析研判危急性的狀態(tài),也需要根據(jù)將要經(jīng)歷的洪水過程預(yù)測危急性的趨勢。

可以根據(jù)洪水過程中管涌演變的特點,從洪水過程提取一些關(guān)鍵特征值,以方便歸納概化洪水條件,開展洪水特征對管涌演變作用的定量研究。

3.3.2 堤內(nèi)水位

堤內(nèi)水位往往是指堤防保護區(qū)內(nèi)對堤基滲流場起控制作用的最低水位。減壓井、減壓溝是主動設(shè)置的堤內(nèi)水位條件。堤內(nèi)的湖、塘、溝、渠、井,往往是堤基滲流場的定水頭邊界條件,也往往是堤基滲流安全的薄弱部位,對于滲流場和滲流險情的發(fā)生發(fā)展起著控制作用。2016年長江干堤的50處險情,有不少是與塘、渠有關(guān),也有的是與減壓井失效而未能有效地控制滲流場有關(guān)。

第1.4節(jié)的荊江大堤黃林垱段管涌,是在長江水位還沒有達到設(shè)防水位的情況下,施工企業(yè)抽水,使塘內(nèi)水位下降3 m后,相當(dāng)于作用水頭上升了3 m,塘內(nèi)發(fā)現(xiàn)管涌。搶險人員首先想到的搶險方式是設(shè)導(dǎo)濾堆。在做導(dǎo)濾堆后,以及在后來抽水入塘進行反壓的過程中,又先后發(fā)生了8個小管涌,就充分說明了導(dǎo)濾堆只能起到對已發(fā)生險情的針對性處置效果,要解決整體性的問題,需要首先調(diào)整下游水位條件,或者針對整個塘內(nèi)表層弱透水層厚度薄的問題,滿鋪一定厚度的排水反濾層。具體決策需要在比較人力、物料、設(shè)備、時間等因素及實施的難易程度后確定。

3.3.3 管涌位置

管涌位置往往是指管涌口所在位置,可以是管涌在堤身上出現(xiàn)的具體部位,也可以是在堤內(nèi)出現(xiàn)的管涌口與堤內(nèi)腳的距離。

2019年8月,筆者參加了對湘贛兩省7月份出現(xiàn)的9處決堤和潰壩險情的現(xiàn)場調(diào)查分析。水利部要求調(diào)查的總共7處堤防險情都發(fā)生在鄉(xiāng)村地區(qū)的長江支流堤防,有1處是無等級的堤防險情,其余都是5級堤防的險情;2處為堤身堤基險情,5處為堤身險情。這些低等級、甚至無等級的堤防,不僅先天不足,而且加固工程建設(shè)延后,甚至還沒有立項。在7月份的連續(xù)大雨后升級為暴雨、大暴雨的過程中,河道出現(xiàn)了超標(biāo)準(zhǔn)洪水,甚至超歷史記錄的洪水,堤防嚴(yán)重超負(fù)荷運行,甚至洪水漫頂,造成了嚴(yán)重的險情,實際上有5處發(fā)生堤防決口。另有一處,搶筑的子堤起到了擋水作用,雖然子堤漏水造成堤內(nèi)滑坡,但是通過搶險止住了滑坡,防止了堤防決口,算是一個搶險成功的案例。還有一處是在超標(biāo)準(zhǔn)洪水作用下穿堤鋼管周圍土體發(fā)生接觸沖刷,形成涌水通道,類似一個大管涌,雖未造成決口,但是在堤身迎水面搶拋塊石和袋裝砂土逐步消殺水勢后,挖開堤頂,形成便于施工的缺口,再填筑黏土,實現(xiàn)閉氣。這種在高洪水位下破堤搶險的方式極具風(fēng)險,所幸管涌位置較高,搶險獲得了成功。

經(jīng)歷2019年參加對長江支流堤防險情的調(diào)查分析,與近些年對長江干堤險情分析,尤其是研究背景中提到的2016年汛后對險情的核查,認(rèn)識到堤防險情發(fā)生的一個顯著規(guī)律:在已經(jīng)完成達標(biāo)建設(shè)的堤防工程,主要是堤基險情;在未達標(biāo)堤防,或者低等級,甚至無等級的堤防,主要是堤身險情,或者堤身堤基結(jié)合部的險情,后者危急程度甚高。

2017年湖南省益陽市赫山區(qū)人民垸的管涌險情距堤內(nèi)腳約60 m,初現(xiàn)時,管涌口直徑約15 cm,水渾,險情迅速擴展,搶險反濾圍井被沖毀。這說明對險情危急性和可能擴展的規(guī)模認(rèn)識不足,反濾圍井過小。管涌快速擴展,導(dǎo)致地面塌陷,及至堤身沉陷,所幸沒有決堤。該險情充分顯示了近堤堤基管涌的危急性。

管涌逆水流方向擴展所達到的位置,對于管涌危急性的判斷很有意義,可是因為隱伏于地下,這一位置一般難以掌握,除非管涌造成了地面塌陷,甚至形成了新的管涌出口,否則只有寄望于能夠用地球物理方法進行準(zhǔn)確的探測。

3.3.4 地層結(jié)構(gòu)條件和土體性質(zhì)

對于堤身管涌來說,結(jié)構(gòu)條件是指堤身斷面的結(jié)構(gòu)形式和幾何特征,土體性質(zhì)是指堤身的土性。對于堤基管涌來說,結(jié)構(gòu)條件和土性是指管涌及其擴展途徑上的地層結(jié)構(gòu)和土體性質(zhì)。

無論是堤身險情還是堤基險情,都要注意是否與建筑物有關(guān)。土體與穿堤建筑物或者近堤建筑物的接觸部位容易出現(xiàn)填土不實或者接觸縫等隱患,剛性建筑物的支撐作用使得土體發(fā)生隱蔽的接觸沖刷后不容易造成地表變形而被察覺,一旦發(fā)現(xiàn),險情可能已經(jīng)擴展了很長一段時間,危急程度很高,容易造成決堤。

1998年江西省九江市的長江大堤決口就與鄰近的碼頭工程有關(guān)[33]。2016年湖南省岳陽市華容縣新華垸紅旗閘潰口也是一個典型。剛剛完成加固的堤防就經(jīng)歷超標(biāo)準(zhǔn)洪水的考驗,險情發(fā)現(xiàn)后,發(fā)展很快,堤防決口后,紅旗閘依然聳立在洪水中。本文引言中提到的2016年長江干堤50處險情,與穿堤建筑物相關(guān)的有6處[3]。

地層結(jié)構(gòu)和土體性質(zhì)在已有研究中被考慮得最多,本文第2節(jié)已經(jīng)指出,由于模型規(guī)模的限制,模擬研究中概化的地層和土性條件與實際工程相差較大,對研究結(jié)論的普遍意義和可靠性有一定影響,這里不再討論。

3.3.5 滲流控制措施

堤防工程各種滲流控制措施都是為了防止或減少堤身堤基滲流險情的發(fā)生。對于已經(jīng)發(fā)生的管涌來說,已經(jīng)大規(guī)模實施的垂直防滲墻和在部分堤防中實施的減壓井,可以在很大程度上影響險情的擴展過程和險情的危急性。

首先需要指出的是,對于天然堤基滲流場起重要作用的作用水頭,在實施垂直防滲墻或減壓井后,會有不同的作用規(guī)律。即使經(jīng)歷同樣的洪水過程,建設(shè)防滲墻之后,與建設(shè)防滲墻之前,或者與沒有實施防滲墻的堤段相比,作用水頭應(yīng)該更高,堤防更安全,否則就有可能是防滲墻深度不夠,或者質(zhì)量存在缺陷,未能達到預(yù)期的滲流控制效果。同樣的洪水條件下,建設(shè)減壓井之后,與建設(shè)減壓井之前,或者與沒有建設(shè)減壓井的堤段相比,下游水位取決于井口高程,一般會低于堤內(nèi)最薄弱處的高程或水位,使得作用水頭更高;否則,就可能是減壓井未達到理想的滲流控制效果。尤其是隨著運行時間的延長,相同或相近洪水條件下作用水頭的上升,意味著減壓井可能發(fā)生了淤堵,甚至失效。

封閉式和半封閉式防滲墻與防滲依托層形成可靠的防滲體系,可以起到顯著的滲流控制作用[34],防止防滲險情的發(fā)生,也會制約險情的擴展。懸掛式防滲墻,一般難以對滲流場起到明顯的滲流控制作用,對于滲流險情的發(fā)生影響不大,但是本文第2.2節(jié)提到的研究成果都說明,懸掛式防滲墻可以改變險情的擴展途徑,降低險情的危急程度。

正常運行的減壓井,有一個有效的控制范圍;合理間距的減壓井列,可以使其控制范圍不受管涌擴展的波及。十三五國家重點研發(fā)計劃項目“堤防險情演化機制與隱患快速探測及應(yīng)急搶險技術(shù)裝備”正在研究將減壓井措施用于防汛搶險的可能性,力圖達到防汛搶險與汛后除險加固工程相結(jié)合。

4 管涌危急性分類的意義

管涌發(fā)生后,根據(jù)危急程度進行的合理分類是分類施策的重要基礎(chǔ),也是提高管涌險情處置針對性和科學(xué)性的重要途徑。危急程度低者,只需要作為巡查的重點予以觀察;隨著危急程度的增高,需要更急迫地采取針對性的措施進行處置。為此,需要開展基于危急性的管涌分類方法和標(biāo)準(zhǔn)研究。這里還沒法提出具體的分類方法和標(biāo)準(zhǔn),先就危急性最高的一類,即致潰型管涌展開討論,從中也可以更加理解管涌危急性分類的意義。

致潰型管涌(piping tending to breach)是指管涌的危急狀態(tài)或危急趨勢會危及堤身安全,預(yù)判到引起堤防決口的可能性,需要立即采取搶險處置措施遏止其進一步演化,或者立即啟動決堤預(yù)案的管涌。

根據(jù)危急狀態(tài)識別的致潰型管涌,已使堤防處于可能發(fā)生決口的關(guān)鍵時刻,人員轉(zhuǎn)移是第一要務(wù)。

根據(jù)危急趨勢識別致潰型管涌,主要看管涌是否勻速,甚至加速向堤身方向發(fā)展,以及堤防可能決口所需的時間。一般情況下,堤身管涌,以及管涌擴展過程沒有收斂跡象、短期內(nèi)可能擴展至堤身附近的堤基管涌,可以劃為致潰型管涌。

5 結(jié) 論

本文回顧了荊江大堤的管涌實例,以及圍繞管涌開展的模型模擬研究工作,啟示了管涌危急性和致潰型管涌概念的建立,并分別展開討論,主要結(jié)論如下:

(1)管涌具有復(fù)活特性和轉(zhuǎn)移特性。

(2)管涌發(fā)生發(fā)展規(guī)律模擬的一些結(jié)論性成果與實際應(yīng)用的需要還有很大距離,需要通過大模型、甚至原型試驗才能取得突破性進展;數(shù)值模擬研究需要發(fā)揮計算機的強大計算能力,模擬管涌伴隨的各種物理過程及其相互作用。

(3)對管涌危急性具有特殊影響的因素包括洪水過程、堤內(nèi)水位、管涌位置、管涌附近及其擴展路徑上的地層結(jié)構(gòu)條件和土體性質(zhì)、滲流控制措施等。

(4)根據(jù)危急性對管涌進行分類,是管涌分類施策的重要基礎(chǔ),也是提高管涌險情處置針對性與科學(xué)性的重要前提。

(5)一般情況下,堤身管涌,以及管涌擴展過程沒有收斂跡象、短期內(nèi)可能擴展至堤身附近的堤基管涌,可以劃歸為致潰型管涌,需要立即采取搶險處置措施遏止其進一步演化,或者立即啟動應(yīng)對決堤的預(yù)案。

致謝本文受益于多年來參加的長江流域堤防搶險、險情分析與核查、決堤險情調(diào)查分析專家組工作。

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