常见堤坝险情的抢护技术研究

黄少锋

(黑龙江省二九O农场水务局，黑龙江 绥滨 156202)

1 防止堤坝洪水漫顶措施

1.1 出现漫顶的原因

土质堤坝是散粒体结构，洪水漫顶极易引起溃坝事故。出现洪水漫顶的主要原因:

1)上游发生特大洪水，或分洪末达到预期效果，来水超过堤坝设计标准，水位平或超堤坝顶。

2)在设计时，对波浪计算的成果与实际不符，致使在最高水位时漫顶。

3)施工中堤坝顶末达到设计高程，或由于地基软弱，填土夯压不实，以致产生大的沉陷量，使堤坝顶低于设计值。

4)水库溢洪道、泄洪洞尺寸偏小或有堵塞。

5)河道内有阻水障碍物，洪水宣泄不畅，水位壅高，或因淤积严重过水断面减小，相应抬高水位。

6)地震、潮汐或库岸滑坡，产生巨大涌浪而导致漫顶。

1.2 洪水漫顶的抢护原则

增大泄洪能力、降低坝前水位、加高堤坝增加挡水高度及减小上游口水量削减洪峰是抢护的总体原则。

1.2.1 加大泄洪能力，控制水位

加大泄洪能力是防止洪水漫顶，保证堤坝安全的措施之一。对于漫堤，要加强河道管理，事先清除河道阻水障碍物，增加河道泄洪能力。对于水库，则应加大泄洪建筑物的泄洪能力，限制库水位的升高，对于有副坝和天然垭口的水库枢纽，当主坝危在旦夕，采用其他抢险措施已不能保住主坝时，也有破副坝和天然垭口来降低库水位的，但它将给下游人民生命财产带来一定损失。同时，库水位的骤然下降可能使主坝上游坡产生滑坡，且修复的工程量可能较大，必须特别慎重。

1.2.2 减小来水流量

上游采用分洪措施，减小来水流量。要对大型水库或重要江河堤防的安全进行保护，因为这些部位的破坏将引起重要城镇、工矿企业和人民生命财产的重大损失。因此，需在上游选择合适位置建库或设置分洪区进行拦洪和分洪，以减小下泄洪峰流量，保证下游堤坝的安全。

1.2.3 抢筑子堤，增加挡水高度

如泄水设施全部开放而水位仍迅速上涨，根据上游水情和预报，有可能出现洪水漫顶危险时，应及时抢筑子堤，增加堤坝挡水高程。填筑子堤，要全段同时进行，分层夯实。为使子堤与原堤结合良好，填筑前应预先清除堤坝顶的杂草、杂物，刨松表土，并在子堤中线处开一条深宽各为0.3 m的结合槽。子堤迎水坡脚一般距上游堤(坝)肩约0.5～1.0 m，或更小，子堤的取土地点一般应在堤(坝)脚20 m以外，以不影响工程安全和防汛交通。

2 散浸的抢护

2.1 险情及原因

在汛期高水位情况下，下游坡及附近地面，土壤潮湿或有水流渗出的现象，称为散浸。散浸如不及时处理，有可能发展为管涌、滑坡，甚至发生漏洞等险情。出现散浸的主要原因为:

1)堤(坝)身修筑质量不好。

2)堤(坝)身单薄，断面不足，浸润线可能在下游坡出逸。

3)堤身土质多砂，远水性大，迎水坡面无透水性小的黏土截渗层。

4)堤(坝)浸水时间长，堤(坝)身土壤饱和。

2.2 抢护原则及抢修方法

散浸的抢护原则是“临河截渗，背河导渗”。切忌背河使用黏土压渗，因为渗水在堤身内不能选出，势必导致浸润线拾高和浸润范围扩大，使险情恶化。

2.2.1 临河帮戗

临河帮戗的作用在于增加防渗层，降低浸润线，防止背河出险。凡临河水深不大，附近有黏性土壤，且取土较易的散浸堤段可采用这种措施。前戗顶宽3～5 m，长度超出散浸段两端5 m，戗顶高出水面约1 m。断面形式见图1。

图1 临河帮戗示意图

2.2.2 修筑压渗台

堤坝身断面不足，背坡较陡，当渗水有严重滑坡可能时，可修筑柴土后戗，既能排出渗水，又能稳定坝坡，加大堤坝身断面，增强抗洪能力。具体方法是挖除散浸部位的烂泥草皮，清好底盘，将芦柴铺在底盘上，柴梢向外，柴头向内，厚约0.2 m，上铺稻草或其他草类厚0.1 m，再填土厚1.5 m，做到层土层夯，然后再如上做法，铺放芦柴、稻草并填土，直至阴湿面以上。汛后必须拆除。

图2 柴土后戗示意图

图3 砂土后戗示意图

2.2.3 抢挖导渗沟

当临河水位继续上涨，背河大面积严重渗透，且继续发展可能滑坡时，可开沟导渗。从背水坡自散浸的顶点或略高于顶点的部位起到堤坝脚外止，沿堤坝坡每隔6～10 m开挖横沟导渗，在沟内填砂石，将渗水集中在沟内并顺利排走。开挖导渗沟能有效地降低浸润线，使堤坝坡土壤恢复干燥，有利于堤坝身的稳定。砂石缺乏而芦柴较多的地方，可采用芦柴沟导渗来抢护散浸险情。即在直径0.2 m的芦柴外面包一层厚约0.1 m的稻草或麦秸等细梢料，捆成与沟等长，放入背水坡开挖成的宽0.4 m、深0.5 m的沟内，使稻草紧贴坝土，其上用土袋压紧，下端柴梢露出坝脚外。

2.3 修筑反滤层导渗

在局部渗水严重、坝身土壤稀软、开沟困难的地段，可直接用反滤材料砂石或梢料在渗水堤披上修筑反滤层，其断面及构造见图4。

图4 砂石反滤层示意图

图5 梢料反滤层示意图

在缺少砂石料的地区，可采用芦柴反滤层。即在散浸部位的坡面上先铺一层厚0.1 m的稻草或其他草类，再铺一层厚约0.3 m的芦柴，其上压一层土袋(或块石)使稻草紧贴土料，见图5。

3 管涌的抢护

3.1 险情及出险原因

在堤坝背水坡脚附近，或堤脚以外的洼坑、水沟、稻田中出现孔眼冒砂翻水的现象称之为管涌。又称泡泉。由于冒砂处往往形成“砂环”，故又称“土沸”或“砂沸”。管涌孔径小的如蚁穴，大的数十厘米，少则出现1～2个，多时可出现管涌群。管涌的发展是导致堤坝溃决的常见原因。出现管涌险情的主要原因如下:

1)堤坝为砂质地基，施工时清基不彻底，未能截断堤坝下的渗流，渗水经地基面在背河逸出。

2)堤坝基础表层为黏性土，深层为透水地基，由于天然或人为因素破坏了上游天然铺盖，而下游取土过深，引起渗透坡降过大，发生了渗透破坏，形成管涌。

3.2 抢护原则及抢修方法

由于管涌发生在深水的砂层，汛期很难在迎水面进行处理，一般只能在背水面采取制止漏水带砂面留有渗水出路的措施稳住险情。它的抢护原则是“反滤导渗，制止涌水带出泥砂”。其具体抢险方法如下:

3.2.1 反滤围井

当堤坝背面发生数目不多、面积不大的严重管涌时，可用抢筑围井的方法。先在涌泉的出口处做一个不很高的围井，以减小渗水的压力及流速，然后在围井上部安设管子将水引出。如险情水势较猛，粗砂会被冲走，可先以碎石或小块石消杀水势，然后再按级配填筑反滤层。若发现井壁渗水，可距井壁0.5～1.0 m位置再围一层土袋，中间填土夯实。

3.2.2 减压围井

管涌的范围较大，多处泡泉，临背水位差较小时，可以在管涌的周围形成一个水池，利用池内水位升高，减少内外水头差，以改善险情。围井的修筑方法可视管涌的范围、当地的材料而定。用土袋筑成的围井称土袋围井;用铁筒直接做成围井称为铁筒围井。也可用土料或土袋筑成围堤的形式。

3.2.3 反滤铺盖

在出现管涌较多且连成一片的情况下可修筑反滤铺盖。采用此法可以降低渗压，制止泥沙流失。管涌发生在堤坝后面的坑塘时，可在管涌的范围内抛铺一层厚约15～30 cm的粗砂，然后在铺压碎石、小片石，形成反滤。在砂石缺乏地区可用柳枝扎柴排，厚15～30 cm，上铺草垫厚5～10 cm，再压上土袋或块石，使柴排沉入水内管涌位置。在抢筑反滤铺盖时，不能为了方便而随意降低塘内积水位。

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