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管涌抢险

2020-04-09 21:01

对土堤、土坝背水坡及堤、坝、水闸下游侧附近地面地基土在渗流作用下,土体细颗粒随渗水涌出时的险情抢护工作。管涌又称翻砂鼓水、泡泉或地泉等(见管涌与流土),涌水口径小者几毫米,大者几十厘米,孔口周围多形成隆起的沙环。管涌发生时,水面出现翻花,随着上游水位升高,持续时间增长,险情不断恶化,如不及时抢护,大量涌水翻砂,逐渐破坏堤、坝或水闸地基的土壤骨架,致使孔道扩大,基土被淘空,会引起建筑物塌陷,造成决堤、垮坝、倒闸等事故。

管涌发生原因

①堤、坝或水闸地基为透水层,或透水地基表层虽有黏性土覆盖,但遭破坏,在上游水位升高时,渗透坡降变陡,渗透流速及压力加大,当渗透坡降大于土堤土坝自身或堤、坝、闸基土体允许的渗透坡降时,即发生渗透破坏,形成管涌。②地基土层中含有透水层,背水覆盖层的压重不足。③工程防渗止水或排水设施效能低或损坏失效。

抢护原则与方法

抢护原则是“临截背导,以导为主”,“导水抑沙,降低渗压”。抢护方法通常采用:①反滤围井法。在冒水孔周围先将杂物清除并挖去软泥20 cm,周围用土袋排垒筑成围井,井壁底与地面严密接触,井内自下而上依次铺填粗砂、小石子、大石子,每层厚不小于20 cm。缺少砂石料时也可用柴草作滤料,按反滤层要求修筑。再在井口安设排水管,将渗出的清水引走,以防溢流冲塌井壁。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。此法适用于地基土质较好,管涌集中出现,险情较严重的情况(见图)。②养水盆法。在管涌周围用土袋垒成围井,井中不填反滤料,井壁须不漏水。如险情面积较大,出水口附近地基良好,可修筑土堤,形成一个蓄水池(即养水盆),蓄水抬高井(池)内水位,以降低临背水位差,减少渗透压力,制止险情发展。此法适用于临背水位差较小,高水位持续时间短的情况;也可与反滤围井结合使用。③透水导渗台。若遇出现管涌数目多、范围较大的情况,可先清除筑台范围内的软泥、杂物,在大片管涌面上分层铺填粗砂、石屑、碎石,下细上粗,每层厚20 cm左右,最后压块石或土袋,以平衡渗压,延长渗径,减小渗透坡降。如缺乏砂石料,也可用秸、柳等软料,修梢料导渗台,先在筑台范围内铺麦秸或稻草厚10~15 cm,再铺粗料,如芦苇、秫秸和柳枝等厚15~20 cm,厚共约30 cm,上铺席片、草垫等,再压块石或砂土袋,厚度以排出清水为度。如管涌发生在水下,可采用水下反滤层或修养水盆抢护,切忌将水抽干再填料,以免险情恶化。④土工织物反滤铺盖法。铺筑土工织物反滤铺盖的要求与砂石反滤铺盖基本相同。在清理好基础并视需要消杀水势后,先铺1层土工织物,再铺一般透水料厚约40~50 cm,最后压盖片石或块石1层。对于涌水中带有黏土颗粒的管涌要慎用此法。

反滤围井示意图

管涌险情的发展将导致土堤、土坝裂缝、沉陷。因此,在抢护管涌的同时,应采取其他措施防止堤坝裂缝、沉陷等险情扩大。如水库的闸、坝等工程出现管涌,可降低上游蓄水位,以降低水头差,减少渗透压力,制止险情恶化。

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