三八河北涵流土成因分析及处理措施

2022-02-18胡长虹

治淮 2022年1期

胡长虹

（中水淮河规划设计研究有限公司合肥 230601）

水利工程设施与民生息息相关。当前，我国水利工程取得一定的进展，但诸多问题也凸显出来，比如整体质量不佳、经常发生渗水现象，导致发生洪水等严重灾害，进而危及民众的财产与生命安全。其中，较为严重的问题就是流土现象，为此本文对三八河北涵的流土成因分析及处理措施进行探讨。

1 工程概况

三八河北涵作为三八河上的控制建筑物，担负着防洪、排涝兼挡水功能。防洪情况下，相应闸上水位为20.10m，闸下水位为19.10m；设计自排流量为3.2m3/s，相应上游水位为19.10m，下游水位为19.00m。挡水情况下，相应闸上水位为18.60m，闸下水位为15.50m。三八河北涵为3 级建筑物，设计防洪标准与沱河一致，采用20年一遇，防洪水位为20.10m。进口与三八河相接，出口与沱河相接。为使涵洞有较好的进、出水条件，设进、出口引渠，以分别与三八河及沱河平顺衔接，长各10m。涵洞总长36.0m，由伸缩缝分为4 节，各节长均为9.0m。三八河北涵各土层指标建议值如表1 所示。

表1 三八河北涵各土层指标建议值表

2 流土发展情况

按照施工计划开挖了消力池、下游挡墙、下游铺盖基础，此次开挖深度为-1～-1.5m。在开挖过程中消力池中心位置发生1 号流土，涌出灰黄色泥沙，涌水量并逐渐增大。在闸室右侧距闸室1m处又出现2 号流土，与1 号流土点类似，出水量略小于1 号流土。

3 流土成因分析

为了分析流土具体的成因，进而采取彻底有效的处理措施，相关专家对流土险情发生的三八河北涵现场进行了实地勘查，经综合分析研究得出1、2号流土的成因主要是以下两方面：

（1）地基基础1-3 层为砂壤土，渗透系数较小，3-4 层为重粉质壤土地带且渗透系数较大，基坑开挖后，3-4 层渗透水流的动水压力超过1-3 层的有效压力，导致土表被顶裂，开始隆起，伴随渗流水流流失，局部土层出现坑洼与洞穴，进而产生流土现象。

（2）在地质勘查过程中勘探留下来的勘探孔未封堵密实，从而形成流土通道。

4 流土处理措施

针对上述对流土成因的具体分析，提出主要的处理措施是导渗，即在1、2 号流土附近安装排水设施，以水泵抽排，降低其渗透压力。同时辅以空洞的封堵处理，以实现防止渗漏的目标。具体措施如下：

4.1 导渗处理

发现1 号流土后，为避免涌水浸泡基坑，首先在闸室与消力池及消力池与铺盖连接位置填筑小围堰，流土处填筑碎石及瓜子片；下游围堰向沱河处加宽，增加盖重，在消力池边放置水泵抽水，排除基坑积水。紧接着周边布置井点以降低地下水位，布置三口井，井管直径为40cm 并用土工布包裹，井管周围填筑反滤料，开始抽水直至水质变清。最后，消力池基坑涌水量下降，流土得到了有效的控制。

发现2 号流土后，在流土处填筑碎石及瓜子片，在填筑的滤料流土处安装无砂管接引至上2m，用水泵抽排。在周边增加两口直径50cm 井点降水，打井完毕，开始抽水后水质由浑变清。经四方商定后，再打两口降水井，打井完毕后开始抽水，实施下井管操作，下滤料至11.8m 高程后1 号流土处扬水盆处水位吸入地下。这使得1 号、2 号涌水处消失，经测量该井水位与外河水平相同。

通过上述措施处理使得1 号、2 号涌水点涌水消失，此后各个井点正常抽水，经观测1 号、2 号流土点不再冒水，流土点处于稳定状态。

流土点及管井位置见图1。图中灰色方块为流土位置，点为管井位置。

图1 三八河北涵流土点及管井位置图

4.2 封堵处理

根据1 号、2 号流土点位置，在沱河岸边寻找流土进水口，发现沱河大桥桥下游有30cm 左右空洞，离岸约2m，深约1.8m，及时对其进行封堵，在周围增加盖重，封堵过程中1 号、2 号流土点出现泥浆液，但后续1 号、2 号流土点冒水全部消失，其他井点水位迅速下降，处于7.73～11.23m 之间。

4.3 后续施工处理

把流土处砂石滤料清理完毕，消力池基础面上的杂物及浮土清理干净，消力池齿墙处（排水基坑流土点）滤料、浮土清理干净，直至清理到原始土（约12.40m 高程）。待有关部门对地基检验合格后，采用粘土回填并分层夯实，直至齿墙基础高程（设计高程12.90m），然后根据施工程序进行消力池底板施工。具备施工条件时，增加人力物力，短时间内快速完成底板及后续施工任务。

5 流土应急抢险措施

根据工程实际情况，为了防止流土险情的发生，在应急抢险方面可以制定应急预案：

（1）成立流土应急救援小组，通过组织相关人员学习现场已出现流土的经验，掌握常用应急救护方法。请技术专家现场指导，所有员工接受安全和应急培训，具备紧急状态下的自保及逃生能力。

（2）针对在潜在（可能）发生的流土事故区域（情况）下工作，作好安全技术交底。

（3）一旦出现流土，现场施工人员立即停止施工，及时上报项目流土应急救援小组，小组成员立即赶赴现场进行应急抢险，立即安装轻型井点降水设备，在最快的时间内降低水头，阻止流土区域的继续增加；为防止土体反拱、涌土，用挖掘机将准备好的反滤料堵住流土区域，及时配合水泵抽水，第二层用编织袋装沙土，紧压事故区域，堵住涌水；迅速增加管井抽水能力，降低动水位。