浅谈水利堤防险情的成因及抢护措施

2013-01-26徐书涛卞华宏

治淮 2013年10期

徐书涛卞华宏

浅谈水利堤防险情的成因及抢护措施

徐书涛卞华宏

堤防是防治洪水侵袭的挡水建筑物，是水利工程防洪体系的重要组成部分。掌握堤防存在的险情类别及成因，并以此为根据对堤防进行科学地管理，能够有效加强堤防运行管理的效果，并带来巨大的社会效益与经济效益。本文探讨了堤防险情的类型与成因，并提出了抢护措施。

一、堤防险情的类型与成因

1.管涌险情产生的原因

堤防位于砂质基础地区，透水能力较强。施工时清基不彻底，未能截断堤防下的渗流。上游天然铺盖等防渗设施遭到天然或人为因素的破坏。下游取土过近、过深，导致渗透坡降增大等。

2.漏洞产生的原因

填筑质量差。施工时土料含砂量大，有机质多，碾压不实，分段填筑接头未处理好，造成局部土质不符合要求，在上、下游水头差作用下形成渗流通道。

沉陷不匀。地基产生不均匀沉陷导致在堤防上生成贯穿性横向裂缝，进而形成渗漏通道。

内部隐患。动物（如白蚁、猫、鼠等）在堤防中筑巢打洞。

与建筑物结合部位薄弱。如沿堤防修建闸站等建筑物时，在其与土堤结合处，由于填压质量差，在高水位时浸泡渗水，水流集中，汇合出流，致使细小土粒被水冲走，从而导致漏洞形成。

其他因素。如基础处理不彻底，背水坡无反滤设施或反滤设施标准较低等。

3.跌窝形成的原因

堤防隐患。堤身或堤基内有空洞，在汛期经高水位浸泡或雨水淋浸，空洞周边土体变得湿软，成拱能力降低，塌落形成跌窝。

堤身质量差。在筑堤施工中，没有进行认真清基或清基处理不彻底，堤防施工分段接头部位处理不当，土块架空、回填碾压不实，堤身填筑料混杂和碾压不实，堤内穿堤建筑物破坏或土石结合部渗水等，都会造成堤身经洪水或雨水的浸泡冲蚀而形成跌窝。

渗透破坏。堤防渗水、管涌、接触冲刷、漏洞等险情未能及时发现和处理，或处理不当，造成堤身内部淘刷。随着渗透破坏作用的发展扩大，土体逐渐塌陷，导致跌窝形成。

4.渗水险情产生的原因

超警戒水位持续时间长。堤防断面尺寸不足。堤身填土含砂量大，临水坡又无防渗斜墙或其他有效控制渗流的工程措施。由于历史原因，堤防为民工挑土而筑，填土质量差，碾压不实，填筑时含有冻土、团块或其他杂物，夯实不够等。堤防年久失修，致使堤内有明显的新老结合面存在。堤身隐患，如存在蚁穴、蛇洞、暗沟、易腐烂物、树根等。

5.崩岸险情形成的原因

水流冲刷深堤岸坡脚。在河流的弯道，主流逼近凹岸，深泓紧逼堤防。在水流侵袭、冲刷和弯道环流的作用下，堤外滩地或堤防基础逐渐被淘刷，使岸坡变陡，上层土体失稳而最终崩塌，危及堤防。

6.风浪险情的成因

堤坡抗冲能力差。施工时，土质差，碾压不实，护坡薄弱，断面单薄或高度不足等现象，都会造成堤坡抗冲能力不足。风大浪高形成强大冲击力。堤前水体宽深，往往风速大、风向和吹程一致，易产生高浪及强大的冲击力，直接冲刷堤坡。风流爬高增加水面以上堤身的饱和范围，降低了土体的抗剪强度。堤顶高程不足。当波浪高度超过堤顶高程时，波浪将会产生越顶冲刷现象，严重时将有可能造成决口事故的发生。

7.漫溢的主要原因

暴雨过分集中，洪水超过设计标准，水位高于堤顶高程。在设计时，对波浪的计算成果与实际不符，波浪致使达到最高水位时漫顶。施工时堤防未达到设计高程，或因地基软弱，填土夯实不足，以致产生过大的沉陷量，堤顶低于设计值。河道管理较差，淤积严重、违章建筑等使泄洪障碍物增多，洪水宣泄不畅。

8.滑坡产生的原因

临水面滑坡的主要原因：一是堤脚滩地迎流顶冲坍塌，崩岸逼近堤脚，堤脚失稳引起滑坡。二是水位消退时，堤身饱水，容重增加，在渗流作用下，使堤坡滑动力加大，抗滑力减小，导致堤坡失去平衡而滑坡。三是汛期风流冲毁护坡，浸蚀堤身引起局部滑坡。

背水面滑坡的主要原因：一是堤身渗水饱和而引起滑坡。二是在遭遇暴雨或长期降雨而引起滑坡。三是堤脚失去支撑而引起滑坡。

二、抢护措施

堤防管理是确保水利工程安全的重要措施之一，只有采取合理、有效的管理措施才能对水利工程的安全使用提供保障。

1.加强堤防巡查，重视隐患探测与观测

加强堤防巡视检查，制定日常巡视与管理的制度，并做好巡查记录，对存在的隐患进行探测与观测，对资料进行整理分析，及时发现问题、解决问题。

对年久失修的堤防和新筑堤防，应加强对堤防的探测工作，找出堤防工程存在的内部缺陷和隐患，编制集中处理规划，有针对性地设立专项维修整治项目，有的放矢，分步治理，通过加戗、灌浆、基础加固等措施消除隐患、恢复强度、保障安全。

2.设立专项维修和日常养护费用

在工程巡视、隐患探测、观测资料整理分析的基础上，翔实掌握工程现状，准确发现问题，确定专项维修和日常养护项目，参照水管单位实际情况做出中长期养护规划，根据恢复设计标准要求，合理划分专项和日常项目。同时，把维修养护的重心转移到日常维护上来，才能更好地保证堤防管养的整体效果。

3.创新完善养护模式

很多地方水利工程堤防日常养护的模式是在养护队内分段承包、分散经营、全程养护。这种模式养护力量分散，监管难度大，也难以调动养护人员的积极性，养护效率低下。因此，可以采取集中定量养护的模式，即把养护人员集中起来管理，共同完成当月任务清单下达的施工任务，同时，养护人员兼顾自己分包段的养护项目。这种模式的优点是将薄弱的养护力量集中起来，使工作绩效得到有效提升。

4.积极采用现代科学技术，实行科学防洪

除加强堤防等工程措施建设外，今后还应广泛开展防汛抢险知识培训和技术普及工作，积极引进各项堤防查险、除险新技术和新经验，特别是堤基处理、堤防堵口新技术，进一步提高群众查险、抢险的技术水平，以科技手段提高堤防防御洪水的标准。

5.加强城市防洪建设，同时提高城市排涝标准

改革开放以来，城市的发展速度加快，同样的设防标准，同样的洪水，可能造成的损失要大得多。另外，由于城市建设使大面积的土地丧失了下渗能力，降雨产生径流和汇流的速度急剧提高，城市涝灾日趋严重。城区即使不受洪灾侵袭，涝灾亦能造成巨大损失。

6.切实加强堤防工程险情排除工作的质量与力度

一旦堤防险情出现，切实加强除险工作就成为重要的工作。首先要复核堤顶高程，若不满足相关规范要求就需要对其进行加固、提高。同时，为了消除汛期风浪对堤顶和堤坡的冲刷险情，应对堤顶和堤坡未设坚固防护设施的堤段进行防护加固。堤顶防护中可结合交通要求修筑水泥混凝土或沥青混凝土路面或者设防浪墙抵御风浪。边坡防护中可进行灌砌石、浆砌石护坡以及干砌石护坡、混凝土护坡、模袋混凝土护坡、草皮护坡以及其他护坡等。

当遭遇渗透破坏风险时，除险加固应从两方面入手：一方面是提高堤身和堤基本身抵抗渗透破坏的能力，如采用提高堤身密实度、消除堤身堤基隐患、放缓边坡、贴坡排水、透水后戗或盖重等措施；另一方面是降低渗流的破坏能力，即降低渗流出口比降和堤身的浸润线，根椐“前堵后排、反滤料保护渗流出口”的原则，结合地质条件、出险情况和堤防的重要程度选择合理的渗流控制措施。

边坡失稳风险会使堤坝出现滑坡或脱坡，开始在堤坝顶部边坡上出现裂缝，随着裂缝的发展，形成滑坡。造成滑坡的原因是滑动力超过了抗阻力，所以滑坡抢护的原则应该是设法减少滑动力与增加抗阻力，其做法可以归纳为“上部削坡与下部固脚压重”。对渗流作用引起的滑坡，必须采取“前堵后排”的措施。上部减载是在滑坡体上部削缓边坡。下部压重是抛石（或沙袋）固脚。堤坝临、背水坡滑坡都将危及安全，一般来说，高水位时期背水坡滑坡更为危险。必须指出，在处理滑坡险情时，如果江河水位很高或库水位不能降低至坡脚或放空，则抢护临水坡的滑坡要比背水坡困难得多，因此，为了避免贻误时机，造成灾害，应临背坡同时进行。