防洪堤坝管涌抢护处理探讨

防洪堤坝管涌抢护处理探讨

赵利

吉林省双辽市水利局双辽136400

摘要：经过多年防洪工程建设，已形成一整套防洪体系，大大提高了防洪标准，但建设中由于多方面因素影响，如70年代农民出工修建的堤坝，清基不到位，加之个别堤坝段土质差、坝脚取土、挖鱼池等现象。多年运行现已显现诸多病险问题，管涌、渗漏等隐患为常见。本文从堤坝产生管涌现象的原因、抢护原则、抢护方法及抢护注意事项等四个方面进行论述，着重探讨了管涌现象的抢护方法，介绍的四种抢护方法在历次出险抢护非常适用，供抢险时选择采用。

关键词：堤坝；管涌；抢护方法

随着水利工程多年运行，遭受大洪水的不断袭击，一些病险隐患也逐渐的显露出来。特别防洪堤坝病隐问题严重，管涌、渗漏、裂缝等时有出现，为此，当堤坝发生险情时，首先要了解出险情况，分析产生的原因，然后才能有针对性地采取有效措施，及时地进行抢护，以防险情扩大。下面，就堤坝出现管涌现象进行探讨分析。

1管涌现象

管涌又叫翻砂鼓水，是在渗流作用下，土体中有些细颗粒沿骨架颗粒被渗流冲刷带至出口流失，由于流失土粒逐渐增多，渗流流速增大，较粗颗粒也逐渐流失，久而久之，便会贯穿成连续通道，形成险情。管涌发生时，水面出现翻花，随着上游水位升高砂土流失加剧，险情不断恶化，大量涌水翻砂，使堤坝、水闸基本被掏空，引起建筑物坍陷，造成决口、倒闸等事故。

2.抢护原则

管涌抢护原则可概括为临水面截，背水面导，导压兼施，降低渗压，防止渗流带出泥砂而稳定险情。对于小的仅冒清水的管涌，可以加强观察，暂不处理；对于出浑水的管涌，不论大小，必须迅速抢护。

3.抢护方法

3.1反滤围井

在管涌出口处抢筑反滤围井，制止涌水带砂，防止险情扩大。一般适用于地基土质较好、管涌相对集中出现、险情比较严重的情况，对于水下管涌，当水深较浅时亦可采用。

3.1.1土袋子反滤围井

先把拟建围井范围内杂物清除并挖去软泥约20cm，周围用土袋子筑成围井。围井高度以能使水不挟带泥砂从井口顺利排出为准，井壁埋设排水管。围井内径一般为管涌出口直径的10倍左右，多管涌时四周也应留出5倍直径左右的空地，井壁底与地面或堤坝坡严密接触。井内按三层反滤要求分层铺填粗砂、小石子和大石子，每层厚约20-30cm。如一次铺填未能达到制止涌水带砂，可以拆除上层填料，再按上述层次适当加厚填料，直至渗水变清为止。如遇涌水势猛量大，粗砂压不住，可先填碎石、块石消杀水势，再按反滤要求铺填滤料。注意观察防守，填料下沉，则继续加填，直到稳定为止。

3.1.2芦柴反滤围井

临时抢护管涌可采用芦柴反滤围井。围井的修筑与砂石反滤围井相同。反滤细料采用麦秸、稻草等厚20-30cm，粗料采用芦苇、秫秸、柳枝等厚30-40cm，铺好后在顶部用块石或土袋压牢，以免漂浮冲失。

3.1.3土工织物反滤围井

土工织物反滤围井的施工方法与砂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注意平整好。土工织物铺好后在其上面填筑40-50cm厚的一般透水料。

3.2无滤反压（又称养水盆）

在管涌周围用土袋垒成不漏水的围井，井中不填反滤料。若堤坝背水脚附近出现分布范围较大的管涌群，则可修筑月牙土堤，形成一个蓄水池（即养水盆），截蓄涌水而抬高水位。月牙堤应随水位升高而加高加固，以减少临背水位差，制止险情发展。并用排水管将多余涌水排出。

面积较小的管涌可采用无底铁桶、木桶或大缸，紧套在出水口的水面，四周用土袋或土料围筑加固，靠桶内水位升高，减小渗透压力，制止涌水带砂，稳定险情。

无滤反压适用于当地缺乏反滤料，临背水位差较小，高水位持续时间短，出现管涌周围地基较好的情况。由于只压不导，常出现此压彼冒的现象，因此，不得已才使用。

3.3反滤铺盖

通过抢筑反滤铺盖，降低涌水流速，制止泥砂流失，以稳定管涌险情。一般适用于管涌较多，范围较大并连成一片，涌水涌砂比较严重的地方。

3.3.1砂石反滤铺盖

在砂石料源充足的地方，应优先选用砂石反滤铺盖法。在抢筑前应先清除软泥、杂物等。如涌水涌砂严重，可先抛砂石料或砖石，待水势消杀后，普遍盖粗砂一层20cm左右，其上分别再铺小石子和大石子各一层，厚度约20cm左右，最后压盖块石予以保护。

3.3.2芦柴反滤铺盖

先铺细料如麦秸、稻草等厚10-15cm，再铺粗料如芦柴、秫秸、柳枝等厚15-20cm，然后上铺席片、草袋或苇席等。这样层柴层席，根据情况可只铺一层或连铺数层，直到出清水为止，然后上面满压块石或土袋。适用条件与砂石反滤铺盖相同。

3.3.3土工织物反滤铺盖

在清理好的地面上先铺一层土工织物，再铺一般透水料40-50cm或铺砂5-10cm，最后压一层块石。适用条件与砂石反滤铺盖基本相同。

3.4透水压渗台

在管涌较多、范围较大，附近反滤料缺乏，但砂土料源丰富的地方，可在堤坝背水坡脚抢筑透水压渗台，平衡渗压，延长渗径，减小水力坡降，并能导出渗水，防止土砂细颗粒流失，使险情趋于稳定。透水压渗台的宽高，根据地基土质、筑台砂土料进行估算，以能制止涌沙，使浑水变清为原则。一般高度应大于1m清基要求，消杀水势措施和其它适用条件与砂石反滤铺盖相同。

3.5水下管涌抢护

在坑、塘、水沟、洼地等水下出现管涌时，可根据具体情况进行抢护，先用块石、砖块等对较严重的管涌进行填塞，消杀水势。

3.5.1在人力、时间和取土条件能迅速完成时，可用粗砂或砂性土填塘。

3.5.2从水上向管涌区内分层按要求倾倒砂石反滤料，使管涌处形成反滤堆，不使土粒外流。也可用土袋做成水下围井，再填砂石反滤料。

3.5.3可将水引入或抽入坑塘，抬高坑塘水位，以争取时间，减少临背水位差，制止涌砂现象。

4.管涌抢护注意事项

4.1在抢护管涌的同时，应及时抢护堤坝身险情。水库的闸、坝工程在抢护管涌时，如条件允许，尽可能降低上游水位，以减小水头，降低渗透压力，制止险情恶化。

4.2在堤坝背水坡附近抢护管涌时，切记用不透水材料强填硬塞，以免截断排水出路，造成渗压增大，险情恶化。

4.3堤坝背水坡抢筑压渗台时，不能使用粘性土料，以免造成渗水无法排出，加剧险情。

4.4无滤围井的采用，必须具备建造无滤围井的条件，井壁围堤要有足够的高度和强度，由于井内水位高、压力大，因此要严密监视周围地面是否有新的管涌出现。严禁在险区附近挖坑取土。

4.5抢筑导滤设施时，各层粗细砂石料颗粒大小要合理，既要满足渗流畅通，又要不让下层细颗粒被带走，一般要求满足层间系数5-10倍。导滤的层数及厚度根据渗流强度而定。

4.6在芦柴排上压土袋抢护管涌时，必须留有出水口，上压的土袋不能中途搬走，以免渗水大量涌出加剧险情。

4.7对严重管涌，应以反滤围井为主，并优先选用砂石反滤围井，辅以其他措施。

5结语

随着我国经济快速发展，防洪保安全日益呈现，防洪堤坝安全运行显得尤为重要。因此，在加快水利防洪工程建设中，必须采取科学、有效、合理、针对性强的防御抢护措施和加固方案，不断提高堤坝的质量和技术水平，进而更好地促进和推动我国水利事业稳定、安全、可持续健康发展。