水利工程抢险实例及对建管工作的启示

詹 蓉

（珠海市斗门区城乡防洪设施管理和技术审查中心,广东 珠海 519000）

1 联围工程概况

珠海市斗门区位于西北江三角洲西南部,珠海市西部,磨刀门到崖门之间,是西江干流入海口门区。珠江出海口八大门中的五门（崖门、磨刀门、鸡啼门、坭湾门、虎跳门）经过斗门。全区的主要海堤分别为：白蕉联围、乾务赤坎大联围斗门段、小林联围斗门段、四小联围（三沙联围、竹银联围、上横联围、大沙联围）,总长211.938 km。白蕉联围、竹银联围东临的磨刀门水道,是西江主要出海水道,也是斗门区与中山市的分界河道。水道斗门河段北起螺洲溪口,南至鹤洲北,全长33.53 km。磨刀门水道至横琴石栏洲入海是珠江的主要入海口门,其泄洪、排沙量居八大入海口门之冠,径流量丰沛,过境水量充足,是斗门区最重要的淡水资源。

2 险情及抢险概况

据水利部通报,2022年6月17日至21日的西江上游发生强降雨,2022年6月19日8时,珠江流域西江干流广西梧州站水位涨至20.95 m,超过警戒水位2.45 m,相应流量34500 m3/s,编号为“西江2022 年第4 号洪水”[1]。

2022年6月19 日起,位于斗门区的西江干流开始出现持续的高水位。位于四小联围、白蕉联围上等多个外江泵站：葫芦坦泵站、瑞福泵站、竹洲泵站、十八顷北泵站、忠信泵站等多座小型泵站先后出现管涌险情,部分外江水闸出现闸门漏水情况。

6月24日,西江4号洪峰过境珠海市斗门区,同日磨刀门水道竹银站点出现最高潮位1.78 m,超蓝色警戒潮位0.12 m。连日来外江堤防一直处于高水位运行状态。

2.1 葫芦坦泵站险情及抢险概况

位于白蕉联围的葫芦坦泵站于6月19日值班巡查人员发现管涌渗漏,进水前池内出现涌水点,之后立即上报当地水利管理所。随着管涌的持续扩大,泵站出水方涵底部,两侧被淘空,涌水量呈扩大趋势。水利管理所立即组织附近村民迅速开展抢险工作：采用混凝土临时封堵崩塌口,外侧铺彩条布减少涌水量,防止灾情的进一步发展；并随即调配小型灌浆设备连夜灌水泥粘土浆堵漏。但因堤身淘空范围大,涌水量流速较大,所灌浆液被水流带出,未能达到预期效果。

6月21日,方涵右侧的砌石防洪墙出现局部崩塌,大量的水流从崩塌处涌入。在无法控制险情的情况下,水利管理所人员采用了彩条布封住崩塌口,外用沙袋配合现场配制的混凝土堵漏,控制住崩塌处的进一步扩展。

6月22日,进一步组织抢险工作。抢险的主要方案为：在泵站出水涵的外江侧采用淤泥（黑泥）封堵涌水通道,控制住涌水量后继续灌浆堵漏。6月23日凌晨开始在外江抛填淤泥,至下午约2∶00,涌水量明显减少,基本控制住险情。随后,采用彩条布覆盖淤泥,防止被堵漏淤泥被外江洪水冲走。本次共抛填淤泥近1000 m3。6月25日,西江4号洪峰过境后,外江水位稍降,继续开始灌浆堵漏工作。6月26日下午,泵站进水前池内的渗漏点停止涌水。

2.2 瑞福泵站险情及抢险概况

位于莲洲镇大沙联围瑞福泵站于6月20日发现渗漏险情。泵站内侧的进水前池出现涌水逸出点,外江侧出现肉眼可见漩涡。6月21日,开始组织瑞福泵站抢险工作。

主要抢险方案为：外江侧的渗漏范围内施工松木桩,形成保护圈；在保护圈内抛填淤泥堵漏；采用彩条布保护堵漏淤泥。内侧采用袋装砂制作“围井”将渗漏点封闭,平衡内外水压,减少渗透破坏。

瑞福泵站抢险过程中未发生堤岸崩塌现象,但涌水量大,情况紧急。连夜组织管理人员、专家和抢险队伍抢险。至6月23日,渗水量持续减少,基本控制住险情。

3 本次险情分析及经验总结

3.1 险情分析

本次发生的险情具有明显的共性,即在小型泵站的穿堤建筑处发生渗透破坏。经查阅泵站的建设资料可知,泵站的出水方涵均采用钻孔灌注桩作为承力桩。灌注桩底部打入较为坚硬的岩层,工后沉降量较小。

珠海地区的外围海堤多为二十世纪六七十年代围垦初步成形,后经逐年加高培厚形成现状海堤。堤基均为较深厚的海相沉积淤泥,含水量高、压缩性大,力学指标差,触变性灵敏是海相沉积淤泥的显著特点。同时,淤泥渗透性差,致使孔隙水难以排出,固结速度缓慢。从海堤初步成形开始,堤身地基一直在缓慢沉降。至今已超40 年,但绝大部分堤身的沉降仍未完全停止。

在海堤的穿堤建筑建设时,为保持建筑的稳定,控制沉降量,多采用刚性桩作为基础承力桩。当临近堤身发生固结沉降时,带动建筑基础沉降,发生地基脱空现象,形成渗漏通道。随着渗漏的持续,渗漏通道持续扩展。特别是持续高水位时,特别容易出现水流淘空堤基的现象,导致溃堤的发生。

渗透破坏发生的示意图见图1。

图1 此次险情渗透破坏发生的示意图

3.2 经验总结

7月2日,2022 年第3 号台风“暹芭”登陆广东电白,斗门区全区平均雨量99.5 mm,最大雨量白蕉镇149.8 mm。本轮降雨期间,对前期发生险情的工程进行重点巡查工作,葫芦坦泵站、瑞福泵站均未发现渗漏情况,表明上一轮抢险工作灌浆效果良好,应对措施有效。

通过本次的抢险工作,笔者总结出如下的经验：

1）加强日常巡视上报

巡查人员要形成严密、高效的巡查网络,能随时掌握辖区内的工情、险情,并做好巡查记录。发现险情时应迅速判明情况,及时报告,并在现场做好标记及警戒,便于加强检查。越是极端天气越是需要增加巡查频次,确保巡查效果,一旦发现险情,或者已稳定的险情再次发生了变化,应第一时间向上级反馈现场情况,相关负责人必须立即赶到现场研究险情,面对情况复杂的险情应请示上一级水行政主管部门组织相关专家及应急部门共同参与。

2）合理制定抢险方案

（1）外侧堵漏

发生管涌险情,抢险工作第一步先堵住临河漏源,要想堵住漏源,必先探明漏源。探明漏源,可采取查看漩涡或进行水下探摸以及仪器探测等。探明漏源后采用软帘盖堵、软楔堵塞或是淤泥封堵等方式进行漏源封堵。

（2）围井平压

在内河侧通过编织袋或麻袋装土抢筑围井并外包彩条布,无需填筑反滤料。该方式主要是靠通过抬高管涌区内的水位来减小堤内外的水头差,从而降低渗透压力,减小出逸水力坡降,减少渗透破坏造成进一步的险情。

4 结论与建议

水利工程是关系人民生命财产安全的民生工程,险情发生时,需要制定适宜且有效的方案,采取针对性的措施,避免险情被不断扩大而带来无法控制的风险。当然,如果在工程建设前期的设计阶段就能预判出运行期的风险,采取相应的预防性措施,将运行期的隐患点提前解决,而在运行期借助信息化手段精准判断隐患点,就更能减少险情发生的可能性,进一步提升水利工程的可靠性、安全性。因此,针对水利工程的建设与运行管理过程特提出以下几点建议,供相关工程参考使用。

4.1 建议优化水利工程防渗措施

珠海市临近河海的水利工程大都是软土地基,为保持穿堤建筑的功能不受影响,需要采取工程措施控制沉降,而周围引堤的堤基沉降量大,持续时间长。穿堤建筑与周围引堤之间的不均匀沉降是不可避免的。为避免发生基础脱空引发渗透破坏,现常用的方法有两种：

（1）在建筑外江侧的底板下设防渗帷幕

一般采用钢板桩或塑钢板桩防渗墙,板桩伸入底板一定深度。在发生不均匀沉降时,防渗墙仍可与建筑底板形成防渗结构,可大幅度的减少渗流水量,减缓渗透破坏的发生。

（2）预留灌浆孔

在建筑物墩墙和底板上预留灌浆孔。若墩墙上预留有灌浆孔,则可在渗透破坏发生的第一时间内采取措施,精准堵漏。

4.2 建议加强水、雨情预报机制

利用水库、水闸标准化管理体系数据,依托市、区三防应急指挥系统,及时掌握当前的雨情、水情、江河等基本情况,以便提前做好准备工作。

4.3 建议加强基层防汛抢险培训

目前大多中小型水利工程管养单位为基层水利部门,管养人员的经验及辨识险情的能力参差不齐,而往往阻止险情扩大的关键时期正是初期,因此,应为基层管养人员开展专业的培训和训练,以基层内容为主,让他们会查险、能识险、会抢险,让他们在第一时间做好紧急处置,尽量为更专业人员争取更多的时间[2]。

4.4 建议运用信息化技术做好日常监测

巡堤检查技术要求中明确规定“六查”：即堤顶、 迎水坡、背水坡、堤脚、背水坡平台及平台外一定范围为重点巡查区域。然而在具体实施过程中,由于人力配备不足、地形条件复杂等原因,对迎水坡的巡查往往不到位[3],水下部分更是成为巡查的盲区,导致堤身漏洞险情发现不及时而大大增加了抢险的难度。

为应对新时期水利工程规模大、致险因素复杂、病害隐蔽等特点,在安全检测和隐患排查技术方面,根据工程表观、水下和内部检测需要,将地球物理探测技术结合无人机、水下机器人及物联网新技术（如无人机载智能化快速巡检技术、磁电阻率法及水下高密度电法）等,通过解析工程表观和内部的特征信息,可快速有效判断工程安全状态和存在的病险,是水利工程安全检测的新技术、新方法,可为水利工程安全运行和信息化运行管理提供可靠的技术支撑[4],也能更快速、精准地判断病险工程,提前进行工程除险加固。