论文部分内容阅读
在渗流水作用下土颗粒群体运动,称为“流土”。填充在骨架空隙中的细颗粒被渗水带走,称为“管涌”。通常将上述两种渗透破坏统称为“管涌”,又称翻砂鼓水、泡泉等,管涌出水口冒沙并常形成“沙环”,故又称沙沸。在粘土和草皮固结的地表土层,有时管涌表现为土块隆起,称为“牛皮包”,又称为鼓泡。管涌一般发生在背水坡脚附近的地面或较远的潭坑、池塘或洼地,多呈孔状冒水冒沙。出水口孔径小的如蚁穴,大的可达几十厘米。个数少则一两个,多的可达数十个,称作管涌群。
一、堤基管涌形成的原因
管涌形成的原因是多方面的。一般来说,堤防基础为典型的二元结构,上层是相对不透水的粘性土或壤土,下面是粉砂、细沙,再下面是砂砾卵石等强透水层,并与江河水相通。汛期水位提高时,由于强透水层渗透水头损失较小,堤防背水侧数百米范围内表土层底部仍承受很大的水压力。如果这股水压力冲破了粘土层,在没有反滤层保护的情况下,粉砂、细沙就会随水流出,从而发生管涌。根据管涌产生的机理,抢护管涌险情的原则应是:制止涌水带沙,而留有渗水出路。
二、管涌险情程度的评估
管涌一般发生在背水堤脚附近地面或较远的坑塘洼地。距堤脚越近,其危害性就越大。一般以距堤脚15倍水位差范围内的管涌最危险,在此范围以外的次之。有的管涌发生在农田或洼地中,多是管涌群,管涌口内有沙粒跳运,似“煮稀饭”,涌出的水多为清水,险情稳定,可加强观测,暂不处理。管涌发生在坑塘中,水面会出现翻花鼓泡,水中带砂、色浑。有的由于水较深,水面只看到冒泡,可潜水探摸,是否有凉水涌出或在洞口是否形成沙环。堤背水侧地面隆起,膨胀,浮动和断裂等现象也是产生管涌的前兆,因而对这种险情要高度重视并及时进行处理。
三、管涌险情的抢护方法
1.沙石(土工织物、梢料)反滤围井
沙石反滤围井是抢护管涌险情的最常用形式之一。对管涌口不大、涌水量较小的情况,采用由细到粗的顺序铺填反滤料,即先装细料,再填过渡料,最后填粗料。对管涌口直径和涌水量较大的情况,可先填较大的块石或碎石,以消杀水势,再按前述方法铺填反滤料,以免较细颗粒的反滤料被水流带走。反滤料填好后应注意观察,若发现反滤料下沉可补足滤料,若发现仍有少量浑水带出而不影响其骨架改变,可继续观察其发展,暂不处理或略抬高围井水位。管涌险情基本稳定后,在围井的适当高度插入排水管(塑料管、钢管、或竹管),使围井水位适当降低,以免周围再次发生管涌或井壁倒塌。
2.沙石(梢料)反滤压盖
在抢筑前,先清理铺设范围内的杂物和软泥,同时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,然后在已清理好的管涌范围内,按反滤料铺填要求予以保护。
3.蓄水反压
蓄水反压又称养水盆,即通过抬高管涌区内的水位来减小堤内外的水头差,从而降低渗透压力,减小出逸水力坡降,达到制止管涌破坏和稳定管涌险情的目的。
四、“牛皮包”的处理
当地表土层在草根或其他胶结体作用下凝结成一片时,渗透水压把表土层顶起而形成的鼓包,俗称“牛皮包”。抢险时一般可在隆起的部位,铺麦秸或稻草一层,厚10~20cm,其上再铺一柳枝、秫秸或芦苇一层,厚约20~30cm,然后再压土袋或块石。
五、抢主护方案的制订
1.险情鉴别与出险滩原因分析,是进行抢险的基础。只有对险情有正确的认识,选用抢险方法才有针对性。因此,首先要根据险情特征判定险情类别和严重程度,准确地判断出险滩原因。如果不认真分析原因,采取措施不当,或拖延抢险时间,不但不能把发生的险情抢护好,反而可能使险情加剧,甚至造成堤坝溃决。
2.预估险情发展趋势,的制定抢险方案前,必须对险情的发生、发展有一个准确的预估,才能使搶险方案有实施的基础。如果险情发生的很快,不允许稍有延缓,则应根据现有条件,快速制定方案,尽快进行抢护,与此同时,还应从坏处打算,制定出第二、第三套方案,以便在前方案失败时,能有相应的措施跟上,确保万无一失。
3.制定抢险方案,依据上述判定的险情类别和出险滩原因、险情发展速度以及险情所在堤坝的地形地质特点,与现有的可能调集到的人力、物力以及抢险人员的技术水平等,因地制宜的选择一种或几种抢险措施。
4.制定实施办法,抢险方案拟定以后,要把它落到实处,这就需要制定具体的实施办法,包括组织,台有重大险情发生,应迅速成立抢险专门指挥部,分析判断险情和出除原因,研究抢险方案,筹集人力、物料,立即全力以赴投入抢护,指挥人员、技术人员、技工、民工等到各类人员的具体分工,工具、物料供应,照明、交通、通讯及生活的保障等等。
六、管涌抢险注意事项
在堤坝背水坡附近抢护时,切忌使用不透水的材料堵塞,以免截断排水出路,造成渗透坡度大,使险情恶化。同样堤坝背水坡抢筑压浸台,不能使用粘性土料,造成渗水无法排出,加剧险情。对无滤层减压井围井的采用,由于井内水位压力大,井壁围埝要有足够的高度和强度,并应严密监视围埝周围地面是否有新的管涌出现。反滤盖层只能适用于渗水量较少,渗透系数较小的涌泉,或普遍渗水的地区。各种处理后排出的清水,应引至排水沟。抢护脱险的仍应加强防守,观测周围的变化和渗水流量与江水消长的关系,以供汛后处理作参考。
一、堤基管涌形成的原因
管涌形成的原因是多方面的。一般来说,堤防基础为典型的二元结构,上层是相对不透水的粘性土或壤土,下面是粉砂、细沙,再下面是砂砾卵石等强透水层,并与江河水相通。汛期水位提高时,由于强透水层渗透水头损失较小,堤防背水侧数百米范围内表土层底部仍承受很大的水压力。如果这股水压力冲破了粘土层,在没有反滤层保护的情况下,粉砂、细沙就会随水流出,从而发生管涌。根据管涌产生的机理,抢护管涌险情的原则应是:制止涌水带沙,而留有渗水出路。
二、管涌险情程度的评估
管涌一般发生在背水堤脚附近地面或较远的坑塘洼地。距堤脚越近,其危害性就越大。一般以距堤脚15倍水位差范围内的管涌最危险,在此范围以外的次之。有的管涌发生在农田或洼地中,多是管涌群,管涌口内有沙粒跳运,似“煮稀饭”,涌出的水多为清水,险情稳定,可加强观测,暂不处理。管涌发生在坑塘中,水面会出现翻花鼓泡,水中带砂、色浑。有的由于水较深,水面只看到冒泡,可潜水探摸,是否有凉水涌出或在洞口是否形成沙环。堤背水侧地面隆起,膨胀,浮动和断裂等现象也是产生管涌的前兆,因而对这种险情要高度重视并及时进行处理。
三、管涌险情的抢护方法
1.沙石(土工织物、梢料)反滤围井
沙石反滤围井是抢护管涌险情的最常用形式之一。对管涌口不大、涌水量较小的情况,采用由细到粗的顺序铺填反滤料,即先装细料,再填过渡料,最后填粗料。对管涌口直径和涌水量较大的情况,可先填较大的块石或碎石,以消杀水势,再按前述方法铺填反滤料,以免较细颗粒的反滤料被水流带走。反滤料填好后应注意观察,若发现反滤料下沉可补足滤料,若发现仍有少量浑水带出而不影响其骨架改变,可继续观察其发展,暂不处理或略抬高围井水位。管涌险情基本稳定后,在围井的适当高度插入排水管(塑料管、钢管、或竹管),使围井水位适当降低,以免周围再次发生管涌或井壁倒塌。
2.沙石(梢料)反滤压盖
在抢筑前,先清理铺设范围内的杂物和软泥,同时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,然后在已清理好的管涌范围内,按反滤料铺填要求予以保护。
3.蓄水反压
蓄水反压又称养水盆,即通过抬高管涌区内的水位来减小堤内外的水头差,从而降低渗透压力,减小出逸水力坡降,达到制止管涌破坏和稳定管涌险情的目的。
四、“牛皮包”的处理
当地表土层在草根或其他胶结体作用下凝结成一片时,渗透水压把表土层顶起而形成的鼓包,俗称“牛皮包”。抢险时一般可在隆起的部位,铺麦秸或稻草一层,厚10~20cm,其上再铺一柳枝、秫秸或芦苇一层,厚约20~30cm,然后再压土袋或块石。
五、抢主护方案的制订
1.险情鉴别与出险滩原因分析,是进行抢险的基础。只有对险情有正确的认识,选用抢险方法才有针对性。因此,首先要根据险情特征判定险情类别和严重程度,准确地判断出险滩原因。如果不认真分析原因,采取措施不当,或拖延抢险时间,不但不能把发生的险情抢护好,反而可能使险情加剧,甚至造成堤坝溃决。
2.预估险情发展趋势,的制定抢险方案前,必须对险情的发生、发展有一个准确的预估,才能使搶险方案有实施的基础。如果险情发生的很快,不允许稍有延缓,则应根据现有条件,快速制定方案,尽快进行抢护,与此同时,还应从坏处打算,制定出第二、第三套方案,以便在前方案失败时,能有相应的措施跟上,确保万无一失。
3.制定抢险方案,依据上述判定的险情类别和出险滩原因、险情发展速度以及险情所在堤坝的地形地质特点,与现有的可能调集到的人力、物力以及抢险人员的技术水平等,因地制宜的选择一种或几种抢险措施。
4.制定实施办法,抢险方案拟定以后,要把它落到实处,这就需要制定具体的实施办法,包括组织,台有重大险情发生,应迅速成立抢险专门指挥部,分析判断险情和出除原因,研究抢险方案,筹集人力、物料,立即全力以赴投入抢护,指挥人员、技术人员、技工、民工等到各类人员的具体分工,工具、物料供应,照明、交通、通讯及生活的保障等等。
六、管涌抢险注意事项
在堤坝背水坡附近抢护时,切忌使用不透水的材料堵塞,以免截断排水出路,造成渗透坡度大,使险情恶化。同样堤坝背水坡抢筑压浸台,不能使用粘性土料,造成渗水无法排出,加剧险情。对无滤层减压井围井的采用,由于井内水位压力大,井壁围埝要有足够的高度和强度,并应严密监视围埝周围地面是否有新的管涌出现。反滤盖层只能适用于渗水量较少,渗透系数较小的涌泉,或普遍渗水的地区。各种处理后排出的清水,应引至排水沟。抢护脱险的仍应加强防守,观测周围的变化和渗水流量与江水消长的关系,以供汛后处理作参考。