沙颍河周口境长162公里,其中防洪堤长269公里,特别是周口市区以上95公里“豆腐腰”段,河坡有腰沙层5~7米,堤防多为沙土构筑,透水性强,稳定性差,高水位时极易出现渗水、管涌险情。2000年,沙颍河发生流域性大洪水,周口境内共出现各类险情118处,其中90%为渗水、管涌险情。
为做好防大汛、抢大险的准备,本文参考有关资料,结合沙颍河堤防实际,就渗水、管涌抢险技术作简要介绍。
渗漏险情的类别
1.渗水险情。
在高水位作用下,水流渗入堤防,将填土分为上干下湿两部分,干、湿土的分界线叫浸润线,浸润线与背水坡面的交点称逸出点(有反滤体的逸出点在体内)。逸出点以下的坡面和坡脚,土壤渗水发软,甚至汇集成涓涓细流即为渗水险情。
2.管涌险情。
渗流使土体中细颗粒沿孔隙移动并被带至地面,在渗水出口四周形成沙环。随着流失土粒增多变粗,逐渐形成贯穿的连续通道而成管涌险情。
3.流土险情。
渗流的渗透力超过覆盖土的有效压力时,堤坡或坡脚土体被顶破,使大块土体被冲失,称为流土险情。
4.漏洞险情。
如渗水、管涌或流土险情抢护不及时,继续发展,特别是堤坝中存在蚁穴、獾洞等隐患,造成渗流集中,土体大量流失,逐渐形成横贯堤坝或穿透基础的渗流孔洞,称为漏洞险情。
渗漏险情的抢护方法
1.临水截渗。
临水截渗是处理渗漏险情的有效措施,截渗堵漏方法如下:
(1) 土工膜堵截。利用土工织物的高强度与不透水的土工膜拼合,或在土工织物上涂防水的塑料层,构成土工覆膜。先将膜块连接,其下端折叠并结成袋状,插入直径4~5厘米的钢管或塞入土袋,上端系于顶面的木桩上,在临水坡肩处将土工膜卷好,清理好坡面后沿坡滚下。为了防止土工膜漂浮,可在其上压盖土袋。
(2) 散抛黏土截渗。在黏土料充足处,可沿临水坡散抛黏土,形成厚约2~3米的隔渗前戗。如堤防外水浅但流速较大,散抛黏土易流失或铺放土工膜有困难,可在临水坡脚外,用土袋砌筑或间隔1米打排桩,桩长视水深和流势决定,一般入土为三分之一桩长,桩后置土工布、席片、竹笆、草帘以挡土,其后填黏土,做成土袋前戗截流。
(3) 抢堵漏洞进水口。及时准确地堵塞进水口,对漏洞险情抢护最为有效,但必须首先找到进水口。漏洞进水口基本确定后,常用的堵漏方法是:将土工覆膜沿临水坡滚下或压沉盖住洞口,施工方法与渗水抢险基本相同。这个方法具有施工速度快、节省土料等优点,特别适用于洞多、土质松软的险情。若缺少土工膜布,也可用篷布、油布等软帘代替。
(4)修筑前戗或围埝。当堤坝临水坡水深不大,漏洞进水口较多、分布范围广、一下难以查准找全时,可抛黏土抢筑前戗或用土袋在洞口范围内修筑月形围埝,内填黏土堵漏。
2.背水反滤导渗。
(1)反滤导渗沟。具体作法是:在背水坡脚渗水处,开挖平行于堤坝轴线的纵沟,并与原有的排水沟渠连通。同时,从出现渗水的顶部开始,沿堤坝坡面垂直轴线开竖沟或“人”字形或“Y”字形斜沟。反滤沟一般宽0.5~0.8米,深约0.5~1.0米,边坡以土体不致坍塌为度,沟距6~10米。导渗沟内要按照反滤要求分层填放。填滤料时,应自坡脚向上分段施工,随挖随填,不得停工待料。反滤料铺好后,为防泥土掉入和人畜践踏,要在其顶面铺编织袋、草袋或席片,上面再压块石或沙土袋。
(2)反滤层(压重)导渗。具体作法是:先将地面软泥、草皮、砖石等杂物清除,一般深10~20厘米,再按反滤要求,分层铺满反滤料,其上再盖压30厘米左右的石块或沙袋保护,反滤料与块石要适当延伸至坡脚外。反滤料如砂石、土工织物和梢料等要符合反滤的质量要求。处理“牛皮包”时,先在其上铺梢料反滤层,上面压石,再用锥针刺破牛皮包,流出渗水即可。
(3)反滤围井。方法是清除地面杂物,挖去软泥,周围用土袋分层错缝叠砌成围井,围井内径一般为翻沙鼓水孔口直径的10倍,高度以涌水不再挟带泥沙为宜,同时也要注意避免在井四周出现新的险情。
井内按反滤要求分层铺填反滤料,按所用的不同反滤料,可建成砂石、土工织物和梢料反滤围井。
反滤围井在预计高度处要设置排水孔管,以防井内水位过高而发生漫溢冲塌井壁。若井内涌水大而急,滤料无法分层铺填时,可先用砖石沙袋等填塞,待水势稍弱后再按反滤要求填筑。
(4)透水后戗(又称透水压渗台)。具体作法是:在清理好的坡面和坡脚上,直接填筑透水强的沙土压实,形成透水后戗。戗台顶一般高出浸润线逸出点0.5~1.0米,戗体尺寸视具体情况确定,以能制止涌沙、使浑水变清为原则。对于数目多、分布广的管涌流土险情以及出水洞口多而分散的漏洞险情,也可按以上方法抢护,一般又称为透水压渗台。
(5)平衡水压法。当渗漏险情危急、反滤料一时难以筹措时,可在涌水口抢修围井,壅水反压。如出现管涌群或漏洞出水口范围大时,可在背水坡脚外抢修月堤,积蓄漏水,抬高水位反压。围井和月堤高度可视需要抢修,直到制止涌水带出沙粒为止,要注意防止工程外围出现新的渗漏险情。
由于此法只能靠减小水头差来削弱渗流而缺少反滤功能,因此属临时应急措施,必须加强监视,以防险情恶化。
(石祖峰)