水工建筑物常见险情分析及抢护举措探讨

文／岳旭 凤台淮河河道管理局 安徽淮南 232100

1、水工建筑物常见险情分析

1.1 管涌

在水流的渗透作用下，堤坝土体较细的颗粒沿骨架被冲刷带走形成孔隙，随着孔隙的逐渐扩大，堤防土壤逐渐松散、破裂、漏水的现象即为管涌，此类险情主要发生于堤防背水面的堤脚附近，或距离堤脚超数米的地面位置。管涌初期冒清水，随之变为浑水，涌水口径通常较小、向内逐渐淘深，且随着孔径变大堤身被逐渐淘空，致使堤身出现蛰裂。管涌的严重程度可根据管涌口径大小、沙环尺寸来判断，初期的管涌往往不易被发现。

导致管涌的成因主要为：首先，受地质结构影响，堤基所处区域主要为粘土覆盖层、砂层以及涌水砂层组成，由于堤基透水性较好，且施工时的清基作业不规范，堤防下方渗流未被截断，则极有可能会导致堤基渗流（如图1）；其次，上游方向的天然铺盖等防渗设施受到人为或自然破坏，或是下游方向取土深度过大、距离过近等，使得渗透坡降变大，超过了允许渗透坡降，进而导致土体发生渗透变形，形成管涌。

图1 管涌形成示意

1.2 漏洞

汛期水位较高时，堤防背水坡面或堤脚附近，易于形成贯穿堤身或基础的渗流通道，即堤坝漏洞。堤坝漏洞的严重程度可结合渗流水的浑浊度予以判断，例如，漏洞渗流水突然变浑或变清，则说明漏洞正在进一步扩大，且此时堤防出现滑坡、坍塌的风险增加，一旦出现此种情况应及时抢护、迅速处理。

导致漏洞的成因主要为：一是，填筑土料质量控制不严，土料杂质超标，填筑接茬位置处理不规范，以致在水压作用下形成渗流通道；二是，堤基存在贯穿裂缝或不均匀沉降，在长期水流冲刷下就会形成漏洞；三是，堤基与穿堤建筑物接茬位置，填筑不规范、压实不达标，细小颗粒被水流冲散而形成漏洞；四是，老鼠、虫蚁等在堤基周边打洞，久而久之就会成为薄弱部位，一旦汛期高水位运行就会形成贯穿漏洞。

1.3 渗水

汛期长时间高水位使得浸润线抬高，在渗透压力的不断作用下，堤前的水逐渐向堤身渗透，即为渗水。坝体渗水作为堤防常见险情之一，如若浸润线抬高太多，则会进一步发展成为滑坡、冲刷等较为严重的险情。

造成渗水的成因主要为：首先，水位长时间超警戒线，堤身断面尺寸不足，填筑土料含砂量超标，临水坡位置未按要求设置防渗墙或防渗措施；其次，堤身建成时间较久，早期堤防填筑多采用人工方式，填筑土料质量差、碾压不密实，填筑时未对填料中的冻土、大块土以及树根、腐质物等进行处理，以致压实度不满足要求形成薄弱点；另外，堤防后期维养不到位，存在鼠洞、蛇洞、暗沟等质量隐患，而缺陷位置又未及时修复。上述情况的存在，均会导致堤身在遇到高水位、大流量时出现渗水现象。

1.4 漫溢

汛期堤坝长时间高水位运行，风浪漫过堤顶或水位超出现有高程，洪水漫过堤顶进入堤内即为漫溢。尤其是对于土质堤坝而言，一旦出现洪水漫溢极有可能会引发溃堤的风险。

造成漫溢的成因主要为：一是，短时间内出现强降雨，河道积水量超出防洪水位形成漫溢；二是，在进行堤顶高程设计阶段，未考虑极端天气影响，堤顶标高不足，或施工阶段填土不实出现较大沉降，致使堤顶标高不满足设计要求而出现漫顶；三是，河道日常养护缺位，违章建筑或淤积堵塞导致泄洪道不通畅，一旦水流量较大就会因宣泄不畅而出现漫溢。

1.5 渗漏

穿堤建筑物与土基接茬位置，因施工不规范、质量不达标而出现不均匀沉降，进而引发裂缝成为渗漏水通道。穿堤建筑物一旦出现渗漏险情，危险性较高，必须给予较高重视。

造成穿堤建筑物渗漏的成因主要为：一是，穿堤建筑物年久失修，机电设备老旧，维养不到位；二是，后期堤防加固改造，标准提高后，原洞洞深较短，渗径不满足要求；三是，早前修筑的堤坝工艺较差，经过多年反复冻融，堤基承载性降低，无法满足基底防护要求，出现不均匀沉降而导致穿堤建筑物出现变形；四是，机电设备运行过程中存在较大振动，使得建筑物与接触土体产生缝隙，高水位时就会导致出现渗漏变形。

2、水工建筑物险情抢护举措

2.1 加强堤防险情排查

2.1.1 加强日常巡查

（1）在进行迎水面堤坡的日常巡查时，应按要求安排人员分别对堤肩、堤半坡以及水边位置进行巡查，具体人员数量结合堤坡长度予以确定。巡查水边位置时，应采用探水杆触探，通过波浪起伏情况判断堤坡是否存在险情；巡查堤肩、堤半坡等位置时，应留意水面是否存在旋涡，查看堤坡是否存在裂缝、滑坡、塌陷等险情。

（2）在进行背水面堤坡的日常巡查时，同样安排人员分别对背水面堤肩、堤半坡以及水边位置进行巡查。查看堤坡、堤脚等位置周围是否存在渗水、管涌、滑坡等险情。

（3）在进行背水面堤脚的日常巡查时，应组建专门的巡查小组对堤脚洼地、沟渠等位置进行巡查，检查是否存在管涌、渗水等险情，并对险情的发展变化情况进行细致观察，对淤背区或后戗堤段也应安排巡查人员进行检查。

（4）各个巡查堤防段的邻接头位置，各个巡查小组应按要求分别交叉巡查至少20 ～50m，以防止不同责任段接头位置发生漏检。

2.1.2 做好隐患探测

（1）在进行河道堤防的险情探测时，应坚持“四到”原则，具体内容如下：一是，“手到”。对于堤坡、护堤等被水淹没的位置，应用手亲自触摸感受水流变化；二是，“脚到”。雨天或夜晚光脚走路，以充分感受土壤松软度及河水温度，若土壤较为松软触不到硬底，或越往下踩越软则应进行重点检查，若脚感河水温度很凉，则堤身或浅层可能会存在渗流；三是，“眼到”。用眼睛直观检查堤坡是否存在裂缝、漏洞、渗水等缺陷，或观察迎水面堤坡是否存在浪坎、崩塌等险情，近堤水面是否存在浪窝等险情；四是，“耳到”。听水流声音，判断与平常是否存在不同，是否存在崩岸落水的声音。

（2）堤内隐患的探测主要分为三种，具体内容如下：一是，手锥法。用钢筋或铁条等硬度较高的物体做成锥子，插入堤内探查，若感觉突然变空，即为典型的洞穴，若感觉钻进困难，则可能存在障碍物；二是，机锥法。用打锥机插入堤内进行探测，通过压柄手感判断堤身可能存在的险情；三是，电场法。借助一般电场仪器，对可能存在隐患的堤防工程表面进行测量，通过自然点位的变化判断具体险情隐患的所在位置。

（3）渗漏水洞隐患的探测方法主要分为五种，具体内容如下：一是，看水面旋涡。在风浪较小或水流较缓的情况下，可将糠麸、锯末等较轻的漂浮物撒在水面，若漂浮物发生旋转并向一处集中，则该位置为漏水洞口。二是，人工探洞。组织水性较好的人排成一队，沿堤坡处潜入水内用水感受，有吸力的位置即为漏洞进水口，但该方式较为危险，务须要做好防护以免人被吸入洞内。三是，用布幕探洞。用绳将布幕拴好，适当坠一重物，由上游向下游拉，遇到有阻力的位置，则该位置可能为洞口或存在障碍物。四是，看水的颜色。将易溶于水的有色物放入水中，观察堤后出水口位置水的颜色，也能判断洞口的大概位置。五是，漏探查洞。将做好的漏探工具从上游放入水中，在漏探不在移动并出现旋转时，则该漏探位置可能存在洞口，此方法基本不会受到风浪的影响，且借助灯光在夜晚也同样可以使用。

2.2 抓好汛前堤防维养

（1）首先，明确河道堤防维养相关职责，尤其是在落实“管养分离”后，河道管理部门应经常性对堤防的维养情况进行检查，并结合堤防维养的相关标准进行检查验收；二是，结合水工建筑物实际情况，制定周详的堤防维养计划，明确各个堤防段的维养内容；三是，采用招标的方式选择优秀的养护队伍，根据堤防养护计划及内容进行分解落实，明确养护队伍的养护责任，进而保证达成既定养护目标。

（2）首先，对水工建筑物做好汛前维养，存在隐患部位做好除险加固，按要求开展“拉网式”排查，保证所有潜在隐患应检尽检。其次，结合每年气候条件，对堤防岁修情况进行检查，并对度汛期防汛备料情况、水位变化情况等进行检查，保证水工建筑物实现安全度汛。另外，对于汛前检查发现的险情隐患，如堤基沉降、跌窝、塌坑等，应查明出现险情的具体成因，并结合实际做好除险加固，以显著提升水工建筑物抵抗洪水的能力。

（3）在工程技术方面，应于汛前对水工建筑物，尤其是对河道堤防及险工段，应按要求做好必要的险情排查与维修养护，保证所有水工建筑物均能满足防汛要求。对于部分水工建筑物或局部位置不能满足防汛要求时，应做好险情发生时的抢护准备，并严格做好实时监测，保证险情发生时的及时响应。

2.3 做好险情抢护应对

2.3.1 管涌抢护

管涌抢护时应遵循“背水导渗、临水截渗、导压兼施、降低渗压”的原则，抢护时的具体方法如下：（1）滤水围井。对于不严重的管涌，可于管涌出口沙环的外围，用砂土袋围围井，围井围筑的高度通常不高于1.5m，能控制涌水口的沙即可，围井内采用反滤料砾石、碎石进行铺填，或将管涌出口处杂物清理干净，然后进行平整处理后铺土工织物并压上砂袋或砾石等透水材料，最后用砂土袋在周围做成围井。（2）蓄水减渗。对于较为严重的管涌险情，且地形满足且砂石料缺失时，可在管涌出口周围用砂石填筑土埂形成水池即“水盆法”，防止渗水排走，以此提高水池内水位，减少水池内外水头差，进而防止管涌险情的进一步扩大。

2.3.2 漏洞抢护

漏洞作为较为严重的险情之一，其多贯穿堤身或堤基，因此，抢护堵漏越快越好。此类险情的抢护应遵循“堤内约束，堤外堵漏”的原则。其中，“堤内约束”即是于堤防背水坡位置，通过反滤措施对漏洞流水进行约束，以防止漏洞进一步扩大或促使其实现自行闭合；“堤外堵漏”即是做好堤内的反滤措施后，在堤外对漏洞进水口进行封堵，以截住漏洞进水口的水流。

漏洞抢护时应首先找出漏洞位置，然后结合漏洞实际情况采取合理的堵漏方法。首先，若进水口水流不大且周边土质较为坚硬时，可采用比漏洞口口径稍大的工具扣紧，或采用软质材料捆好进行堵漏。其次，若进水口水流较大且周边土质较为松软时，可采用不透水的篷布等沿坡进行覆盖，并用砂土袋等将篷布压住，最后推下散土将漏洞截住。另外，对于情况复杂一时难以找到的漏洞，为防止漏洞险情的进一步扩大，可暂时于背水坡面漏洞的出口位置进行围井修筑，围井高度约为1m，具体做法与管涌抢护相同。

2.3.3 渗水抢护

对于堤身为砂性土时，由于砂性土较强的透水性，使得渗水险情发生的概率较高，如若渗水处理不及时，则极易发展成为滑坡等重大险情。在进行渗水险情的抢护时，应遵循“临水截防、背河导压”的原则，并根据险情成因及现场实际，采取适宜有效的险情抢护措施。首先，对于堤防断面单薄或渗径不够而导致的险情，可使用粘性土于迎水面堤坡处修筑戗台防渗铺盖，以大大降低河水的渗流情况。其次，对于因堤身土质的排水性较差，土壤因过度饱和而出现渗流时，可于背水面位置开沟导渗，即与背水坡发生渗水处向上一点至坡脚外，由下而上沿堤身挖“Y”型水沟，并填筑导渗土料，通过导渗、反滤进行贴坡排水。

2.3.4 漫溢抢护

如若洪水水位较高且有可能会出现超出标准水位时，应迅速组织人员对子堤进行抢护，子堤可采用土料子堤与土袋子堤等。对于条件满足要求的，可直接采用土料子堤；对于堤顶宽度不够且风浪较大、堤顶土质较差时，可采用土袋子堤。采用土袋子堤进行抢护时，铺筑第一层时应先对堤坝杂质进行清理，用编织袋装7 层土袋，将袋口绑扎牢固，然后在迎水面堤肩位置进行铺筑，铺筑施工中袋口应朝向背水侧，相互间做好搭接，并用脚踩踏压实，上层与下层土袋的袋缝应相互错开，铺筑高度应根据预报洪水最高水位而定，并比最高水位高约50 ～80 ㎝。

2.3.5 渗漏抢护

汛期洪水期间，一旦涵闸、堤坝等穿堤建筑物发生渗漏险情，不仅抢险难度较大，而且需要大量人力、财力的投入，且处理往往不够彻底。其中，涵闸位置出现险情，易于造成大堤决口，应须贯彻落实好预防为主的方针，并在大水来临之前落闭闸门，对于存在险情的涵闸应事先在临河位置修筑月牙堤进行堵漏封闭。如若在洪水时发生渗漏险情，则应根据穿堤建筑物的实际情况采取临河抢堵或背河抢护的方式进行抢险。具体方法为：（1）临河抢堵措施。将土工布排体铺放在临河位置，土工布上抛压砂土袋子或黏土，直至渗漏险情解除即可。（2）背河抢护措施。在背河位置修筑圈堤即养水盆法，通过此法降低临河、背河处的水压差，进而削弱渗漏程度、缓解险情。

结语：

水工建筑物的实际状态、存在隐患与否，关系着一方平安与农业生产，因此，须绝对重视。应全面抓好汛期隐患排查与处治，提前防范，做好准备，制定好完善的抢护对策，并加强监控。发现险情，应及时查明成因并做出正确判断，迅速依据人力、物力资源情况，切实采取适宜的抢护举措，尽快完成抢护，迅速将险情扼制在发展阶段，避免险情蔓延与扩大，护好一方平安。