堤防抢险实用技术(总104页)
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堤 防 抢 险 实 用 技 术
前 言
洪涝灾害是我国危害最大、造成损失最严重的自然灾害。长江、黄河等七大江河的中下游及沿海平原地区,其面积占国土总面积的8%,这里有占全国40%的人口和35%的耕地,有占全国70%的工农业总产值;这里也是中国人口最密集、经济最发达的地区。这些地区的洪涝灾害严重,是我国国民经济和社会持续发展的心腹之患。防御洪涝灾害,减少灾害损失,关系到社会安定、经济发展和生态与环境的改善。
中华人民共和国成立以来,我国在防洪减灾方面成绩斐然。各主要江河基本形成了以水库、堤防、蓄滞洪区或分洪河道为主体的拦、排、滞、分相结合的防洪工程体系,防洪减灾效果明显。 尽管我们在防御洪涝灾害方面做出了巨大努力并取得了非凡成就,但由于自然、社会和经济条件的原因,目前我国的江河和城市防洪能力还不能适应社会、经济迅速发展的要求。因此,提高防洪减灾能力是我国的一项长期而艰巨的任务。
河道堤防是我国防洪工程体系的重要组成部分。在长江、黄河等七大江河的中下游地区,堤防是防御洪水的最后屏障。目前,我国建有各类堤防25万km,其中主要堤防万km。我国现有的堤防有三大特点:一是堤基条件差。堤防傍河而建,堤线选择受到河势条件制约,基础大多为沙基,同时由于堤线过长,任务过重,绝大部分堤防未作基础处理。二是堤身建筑质量差。不少堤防是在原民堤的基础上,经历年逐渐加高培厚而成,往往质量不佳。三是堤后坑塘多。尤其是长江干堤和洞庭湖、鄱阳湖区,多年来普遍在堤后取土筑堤,使堤后坑塘密布,覆盖薄弱。因此,当遭遇洪水时,堤防经常发生管涌、滑坡、崩岸和漫溢等险情,严重者导致大堤溃决。在1998年长江大洪水时,仅长江中下游干堤就出现险情6100多处,高水位时每天出险300余处。
1998年的抗洪斗争,在党中央、国务院和中央军委的正确领导下,取得了全面胜利。汛后认真总结堤防抢险的先进经验,推广堤防抢险的先进技术,为今后抗洪抢险提供强有力的技术支撑,是摆在水利科技工作者面前的一项重大任务。为此中华人民共和国水利部和科学技术部联合组织工作组,赴长江流域的湖北、湖南、江西和松嫩流域的黑龙江、吉林灾区考察。来自南京水利科学研究院、中国水利水电科学研究院、河海大学、长江水利委员会、黄河水利委员会、湖北省水利水电勘测设计院、江西省水利规划设计院等单位的16位从事科研、管理、设计、教学的专家,在现场综合考察的基础上,经过总结、研讨,编写了这本《堤防抢险实用技术》。本
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书也是“水利科技减灾系列丛书”之一。它的出版,旨在向基层干部群众和工程技术人员推广普及堤防抢险的先进实用技术,尤其是堤防抢险中采用的新材料、新技术、新工艺,以期为今后的防洪抢险提供技术支撑。本书也可作为每年汛前的防汛培训教材。 水利部国际合作与科技司、水利部建设与管理司和科学技术部农村与社会发展司组织了考察活动和书稿的编写工作,国家防汛抗旱总指挥部办公室对本书进行了审定。本书的编写出版工作,得到了湖北、江西等省水利厅的大力支持,在此一并向他们表示衷心的感谢。
在本书的编写过程中,参考了国家防汛总指挥部办公室编写的《防汛手册》及黄河水利委员会、湖北省水利厅、江西省水利厅、江苏省水利厅等单位编写的有关技术手册。在此也向上述单位和作者一并致谢。
由于编写时间紧迫,书中难免存在着许多不足乃至错误,敬请广大水利工作者给予批评指正。
第一章 堤防抢险的前期工作
第一节 抢险准备
第二节 险情的分类与安全评估 第三节 抢护方案的制定
堤防抢险工作是一项系统工程,它涉及到社会的各个方面;抢险又是一项政策性、技术性很强的应急工作。因此,堤防抢险的前期准备工作,既要有宏观的全局控制意识,又要有微观可操作的实施办法。本章叙述了抢险的汛前准备、险情的分类与安全评估、抢险方案等方面的内容。
第一节 抢 险 准 备
汛前准备工作主要有以下几个方面:
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一、舆论宣传
利用广播、电视、报纸等多种方式,宣传防汛抗灾的重要意义,总结历年防汛抢险的经验教训,使广大干部和群众,克服麻痹思想和侥幸心理,坚定信心,增强抗洪减灾意识,树立团结协作、顾全大局的思想,加强组织纪律性,服从命令听指挥。同时加强法制宣传,使有关防汛工作的法规、办法家喻户晓,防止和抵制一切有碍防汛抢险行为的发生。 二、组织准备
防汛抢险具有时间紧、任务急、技术性强、群众参与等特点,多年的防汛抢险实践,尤其是1998年抢险的实践证明,要取得抢险工作的全面胜利,一靠及时发现险情,二靠抢险方法正确,三靠人力、物料和后勤保障跟得上。人防工程在抢险工作中占有重要的地位,主要包括健全防汛抢险的领导机构、组织好防汛抢险队伍、做好抢险队伍的技术培训工作等内容。1998年,长江、松花江及嫩江出现特大洪水,仅长江干堤就出现险情6000多处,在解放军与当地群众的有力拼搏下,这些险情都转危为安。所以要求各级行政首长实行目标责任制,明确各级行政领导的第一把手是第一责任人。
(一)健全机构
各级防汛抗旱指挥部是防汛抢险的指挥中心,每年汛前要健全、完善防汛指挥机构。防汛抗旱指挥部与水利、水文、气象、交通运输、物资供应、邮电通讯等相关部门形成一个有效的指挥网络,实行纵向垂直领导与横向矩阵式领导相结合。
(二)组织队伍
多年的防汛抢险实践证明,堤防抢险采取专业队伍与群众队伍相结合,军民联防是行之有效的。
1.专业防汛队伍
专业防汛队伍由国家、省、市防汛指挥部临时指派的专家组与各基层河道管理单位的工程技术人员及技术工人组成,是防汛抢险的技术骨干力量。专业防汛队伍成员必须熟悉堤防的工程资料,例如险工险段的具体部位、险情的严重程度,以便有针对性地进行抢险的准备工作。汛期到来即应进人防守岗位,随时了解并掌握汛情、工情,及时分析险情。要组织基层专业队伍学习堤防管理养护知识和防汛抢险技术,参加专业技术培训和实战演习。
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近年来,为克服抗洪抢险料物运输多以人工为主、机械化程度低、人力消耗大、抢险效率低的问题,在一些重要江河组建了机动抢险队。今后应逐步建立具有较高抢险技术水平、先进的抢险机械装备、较强的全天候和全路况下的快速开进能力的快速、灵活、高效的抗洪抢险队伍。 2.群众防汛队伍
群众防汛队伍是江河防汛抢险的基础力量。它是以青壮年劳力为主,吸收有防汛经验的人员参加,组成不同类别的防汛队伍。根据堤线防守任务的大小和距离,河道的远近,常划分一线、二线队伍,有的还有三线队伍。紧临堤防的县、乡、村组成常备队和群众抢险队,为一线防汛队伍;紧邻一线的县、乡组成预备队,为二线队伍;离堤线较远的后方县组成三线队伍。滩区、分滞洪区、水库库区内的群众要组织迁安救护队。
常备队是堤线防守的主力队伍,负责堤防防守、巡堤查险和一般险情的抢护。根据堤防的重要程度,分段驻守足够的常备队员。抢险队由常备队中有经验的人员组成,每县可组织多个抢险队,每队30~50人。
预备队是堤线防守的后备力量,负责运送抢险料物,必要时预备队也参加堤线防守和抢险。此外,每年汛前还应把沿河城镇、机关、工厂、学校的职工和居民组织起来,情况危急时动员他们参加防汛抢险。
3.解放军、武警部队抢险队伍
解放军和武警部队是防汛抢险的主力军和突击力量,每当发生大洪水和紧急抢险时,他们总是不惧艰险,承担着重大险情抢护和救生任务。一般各级防汛指挥部主动与当地驻军联系,及时通报汛情、险情和防御方案,明确部队防守任务和联络部署制度。当遇大洪水和紧急险情时,立即请求解放军和武警部队参加抗洪抢险。
(三)抢险技术培训
防汛抢险技术培训是防汛准备的一项重要内容,除利用广播、电视、报纸和因特网等媒体普及抢险常识外,对各类人员应分层次、有计划、有组织地进行技术培训。
1.专业防汛队伍的培训
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对专业技术人员应举办一些抢险技术研讨班,请有实践经验的专家传授抢险技术,并通过实战演习和抢险实践提高抢险技术水平。对专业抢险队的干部和队员,每年汛前要举办抢险技术学习班,进行轮训,集中学习防汛抢险知识,并进行模拟演习,利用旧堤、旧坝或其他适合的地形条件进行实际操作,增强抗洪抢险能力。
2.群防队伍的技术培训
对群防队伍一般采取两种办法:一是举办短期培训班。进入汛期后,在县防汛指挥部的组织领导下,由县人武部门和水利管理部门召集常备队长、抢险队长集中培训,时间一般为3~5天,也可采用实地演习的办法进行培训。二是群众性的学习。一般基层管理单位的工程技术人员和常备队长、抢险队长分别到各村向群众宣讲防汛抢险常识,并辅以抢险挂图和模型、幻灯片、看录像等方式进行直观教学,便于群众领会掌握。
3.防汛指挥人员的培训
应举办由防汛指挥人员、防汛指挥成员单位负责人参加的防汛抢险技术研讨班,重点学习和研讨防汛责任制、水文气象知识、防汛抢险预案、防洪工程基本情况、抗洪抢险技术知识等,使防汛抢险指挥人员能够科学决策,指挥得当。
三、技术准备
技术准备是指险情调查资料的分析整理和与堤防有关的地形、地质、水情、设计图纸的搜集等。主要包括:
1.险情调查
此项工作应在汛前进行。首先是搜集历年险情资料,进行归纳整理;其次是掌握上一年度及往年对险工险段的整治情况。根据上述资料,对重大险工险情进行初步判断,并告知于民。
2.收集技术资料
汛前应收集堤防的设计资料及相关建筑物的设计图纸,绘制堤防的纵剖面图,标注出堤基地质特征、堤顶高程、堤坡坡比、历年最高水位线、堤脚处的一般地面高程。配备堤防辖区的1/50000地形图和1/5000~1/10000堤防带状地形图。
3.堤防汛期巡查
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汛前对堤防工程应进行全面检查,汛期更要加强巡堤查险工作。检查的重点是险情调查资料中所反映出来的险工、险段。巡查要做到两个结合,即“徒步拉网式”的工程普查与对险工险段、水毁工程修复情况的重点巡查相结合;定时检查与不定时巡查相结合。同时做到三加强三统一,即加强责任心,统一领导,任务落实到人;加强技术指导,统一填写检查记录的格式,如记述出现险情的时间、地点、类别,绘制草图,同时记录水位和天气情况等有关资料,必要时应进行测图、摄影和录像,甚至立即采取应急措施,并同时报上一级防汛指挥部;加强抢险意识,做到眼勤、手勤、耳勤、脚勤和发现险情快、抢护处理快、险情报告快,统一巡查范围、内容和报警方法。巡查范围包括堤身、堤(河)岸,堤背水坡脚200m以内水塘、洼地、房屋、水井以及与堤防相接的各种交叉建筑物。检查的内容包括裂缝、滑坡、跌窝、洞穴、渗水、塌岸、管涌(泡泉)、漏洞等。统一报警方法包括:
(1)誓号规定。①利用广播电视、移动电话、对讲机、报警器报警时,警号可现场约定;②当没有条件采用现代设备进行报警时,可因地制宜地采用口哨、锣鼓,甚至鸣枪报警,誓号应事先约定。
(2)出险标志。出险和抢险的地点,要作出显著的标志,如红旗、红灯等。 (3)广而告之。无论用何种报警器具和方法,都要有严密的组织和纪律,并安民告示,使之家喻户晓。 四、抢险科物准备与供应
防汛料物是防汛抢险的重要物质条件,须在汛前筹备妥当,以满足抢险的需要。汛期发生险情时,应根据险情的性质尽快从储备的防汛物资中选用合适的抢险料物进行抢护。如果料物供应及时,抢险使用得当,会取得事半功倍的效果,化险为夷。否则,将贻误战机,造成抢险被动。
由于防汛料物使用量大,品种繁多,多年来实行国家、社会团体储备与群众筹集相结合的办法。
各级防汛指挥部按照一定的防汛物资储备定额进行储备,用后应及时补充。主要储备砂石料(沙料、石子、块石)、铅丝、袋类(编织袋、麻袋)、土工合成材料(编织布、无纺布、复合土工膜及相应的软体排)、蓬布、麻绳、救生器材(冲锋舟、橡皮船、救生衣、救生圈)、发电机组等。
社会团体主要指工商企业一般代储一些大宗防汛物资,如苇席、竹竿、麻绳、麻袋、草袋、蓬布、电线、照明用品等。每年汛前预订合同,用后付款,不用时按照规定给予保管费,汛后由代储单位自行处理。
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沿堤群众储备临时抢险所需的柳秸料、苇席、木桩、麻布袋、棉絮(棉衣、棉被)、草捆等,由各级防汛指挥部于每年汛前号料登记,议定价格,备而不集,用后付款。
五、通信联络的准备
汛前要检查维修各种防汛通信设施,包括有线、无线设施,对值机人员应组织培训,建立话务值班制度,保证汛期通信畅通。
与电信部门通报防汛情况,建立联系制度,约定紧急防汛通话的呼号。 蓄滞洪区应按照预报时限、转移方案和安全建设情况,布置配备通信报警系统。
六、实施交通管制
按照《中华人民共和国防洪法》第四十一条的规定,当江河、湖泊的水情接近保证水位或者安全流量,水库水位接近设计洪水位,或者防洪工程设施发生重大险情时,有关县级以上人民政府防汛指挥机构可以宣布进入紧急防汛期。
在紧急防汛期,按照《中华人民共和国防洪法》第四十五条的规定,防汛指挥机构提请公安、交通等有关部门依法实施陆地和水面交通管制。
第二节 险情的分类与安全评
估
正确判别堤防险情,才能进行科学、有效的抢护,取得抢险成功。在防汛抢险中,对于险情处理所采取的措施,应科学准确,恰如其分。险情重大,如果没有给予充分的重视,就可能贻误战机,造成险情恶化。反之,如果对轻微险情投入了大量的人力、物力,待到发生较大或严重险情时,就可能人因马乏,料物短缺,也会酿成严重后果。因此有必要对险情进行恰当的分类,对堤防进行安全评估,区别险情的轻重缓急,以便采取适当有效的措施进行抢护。 一、险情分类
堤防险情一般可分为:漏洞、管涌(泡泉,翻沙鼓水)、渗水(散浸)、穿堤建筑物接触冲刷、漫溢、风浪、滑坡、崩岸、裂缝、跌窝等。
1.漏洞
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漏洞即集中渗流通道。在汛期高水位下,堤防背水坡或堤脚附近出现横贯堤身或堤基的渗流孔洞,俗称漏洞。根据出水清可分为清水漏洞和浑水漏洞。如漏洞出浑水,或由清变浑,或时清时浑,则表明漏洞正在迅速扩大,堤防有发生蛰陷、坍塌甚至溃口的危险。因此,若发生漏洞险情,特别是浑水漏洞,必须慎重对待,全力以赴,迅速进行抢护。
2.管涌(泡泉,翻沙鼓水)
汛期高水位时,沙性土在渗流力作用下被水流不断带走,形管状渗流通道的现象,即为管涌,也称翻沙鼓水、泡泉等。出水口冒沙并常形成“沙环”,故又称沙沸。在粘土和草皮固结的地表土层,有时管涌表现为土块隆起,称为牛皮包,又称鼓泡。管涌一般发生在背水坡脚附近地面或较远的潭坑、池塘或洼地,多呈孔状冒水冒沙。出水口孔径小的如蚁穴,大的可达几十厘米。个数少则一两个,多则数十个,称作管涌群。
管涌险情必须及时抢护,如不抢护,任其发展下去,就将把地基下的沙层掏空,导致堤防骤然塌陷,造成堤防溃口。
3.渗水
高水位下浸润线抬高,背水坡出逸点高出地面,引起土体湿润或发软,有水逸出的现象,称为渗水,也叫散浸或洇水,是堤防较常见的险情之一。当浸润线抬高过多,出逸点偏高时,若无反滤保护,就可能发展为冲刷、滑坡、流土,甚至陷坑等险情。
4.穿堤建筑物接触冲刷
穿堤建筑物与土体结合部位,由于施工质量问题,或不均匀沉陷等因素发生开裂、裂缝,形成渗水通道,造成结合部位土体 的渗透破坏。这种险情造成的危害往往比较严重,应给予足够的重视,
5.漫溢
土堤不允许洪水漫顶过水,但当遭遇超标准洪水等原因时,就会造成堤防漫溢过水,形成溃决大险。
6.风浪
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汛期江河涨水后,水面加宽,堤前水深增加,风浪也随之增大,堤防临水坡在风浪的连续冲击淘刷下,易遭受破坏。轻者使临水坡淘刷成浪坎,重者造成堤防坍塌、滑坡、漫溢等险情,使堤身遭受严重破坏,以致溃决成灾。
7.滑坡
堤防滑坡俗称脱坡,是由于边坡失稳下滑造成的险情。开始在堤顶或堤坡上产生裂缝或蛰裂,随着裂缝的逐步发展,主裂缝两端有向堤坡下部弯曲的趋势,且主裂缝两侧往往有错动。根据滑坡范围,一般可分为深层滑动和浅层滑动。堤身与基础一起滑动为深层滑动;堤身局部滑动为浅层滑动。前者滑动面较深,滑动面多呈圆弧形,滑动体较大,堤脚附近地面往往被推挤外移、隆起;后者滑动范围较小,滑裂面较浅。以上两种滑坡都应及时抢护,防止继续发展。堤防滑坡通常先由裂缝开始,如能及时发现并采取适当措施处理,则其危害往往可以减轻。否则,一旦出现大的滑动,就将造成重大损失。
8.崩岸
崩岸是在水流冲刷下临水面土体崩落的险情。当堤外无滩或滩地极窄的情况下,崩岸将会危及堤防的安全。堤岸被强环流或高速水流冲刷淘深,岸坡变陡,使上层土体失稳而崩塌。每次崩塌土体多呈条形,其岸壁陡立,称为条崩;当崩塌体在平面和断面上为弧形阶梯,崩塌的长、宽和体积远大于条崩的,称为窝崩。如1996年1月江西九江长江干堤马湖段和1998年湖北省长江干堤石首段均出现了窝崩。发生崩岸险情后应及时抢护,以免影响、堤防安全,造成溃堤决口。
9.裂缝
堤防裂缝按其出现的部位可分为表面裂缝、内部裂缝;按其走向可分为横向裂缝、纵向裂缝、龟纹裂缝;按其成因可分为沉陷裂缝、滑坡裂缝、干缩裂缝、冰冻裂缝、震动裂缝。其中以横向裂缝和滑坡裂缝危害性最大,应加强监视监测,及早抢护。堤防裂缝是常见的一种险情,也可能是其他险情的先兆。因此,对裂缝应引起足够的重视。 10.跌窝
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俗称陷坑。一般在大雨过后或在持续高水位情况下,堤防突然发生局部塌陷。陷坑在堤顶、堤坡、戗台(平台)及堤脚附近均有可能发生。这种险情既破坏堤防的完整性,又有可能缩短渗径。有时是由管涌或漏洞等险情所造成。 二、堤防险情程度的评估
堤防在汛前要进行安全评估,其目的是把汛前的险情调查、汛期的巡查与安全评估相结合,以便判断出险情的严重程度,使领导和参加抗洪抢险的人员做到心中有数,同时便于按险情的严重程度,区别轻重缓急,安排除险加固。 安全评估的内容和方法一般包括:
(1)对堤防(包括距河岸100m范围)的地形测量应隔几年进行一次,每年汛前完成,对先后两次测量成果进行对比分析。
(2)对堤身、堤基的土质进行室内外试验,确定其物理力学指标。 (3)对重点险工险段进行稳定计算和沉降计算。 (4)检查护坡、护岸的完整性。
(5)对上述四个方面的资料进行综合分析。
将安全评估的资料与险情调查、汛期巡查的资料归纳分析后,确定险情的严重程度。长江流域有的省把险情分为三类:一类是险象尚不明显;二类是险情较重,且有继续发展趋势;三类是险情十分严重,在很短时间内,有可能造成严重后果。但是各种险情都是随着时间的推移而变化的,很难进行定量的判断。为便于险情程度划分并促进险情程度划分的规范化,表1-l给出了堤防工程险情程度划分的参考意见,把各类险情划分为:重大险情、较大险情和一般险情三种情况,建议适用于I~III级堤防。
表1-1 堤防工程险情程度划分参考表
重大险情 较大险情 尚未发现漏水的各类孔洞 距堤脚100~200m,出浑水,出水口直径、出水量较大 一般险情 漏洞 贯穿堤防的漏水洞 渗清水,出逸点不高,无沙粒流动 距堤脚的距离小于15管涌(泡倍水位差(或100m以泉、 内),出浑水;计算的水翻沙鼓水) 力坡降大于允许坡降 渗水 渗浑水或渗清水,但出逸点较高 11
渗较多清水,出逸点不太高,有少量沙粒流动 浅层裂缝,或缝宽较细,或长度较短 穿堤建设 刚体建筑物与土体结合物接触冲部位出现渗流,出口无反滤保护 刷 漫溢 各种情况 风浪 滑坡 风浪淘刷或浪坎10~ 20cm 深层滑坡或较大面积的深层滑坡;计算的安全系 小范围浅层滑坡 数小于允许值 主流顶冲严重,堤脚附 堤脚附近有一定宽近无滩地,或滩地较窄且度的滩地,且崩岸发崩岸发展较快 展速度不快 纵向裂缝 崩岸 背水侧无渗水、管涌,或坍塌不发展,或坍塌体积小、坍塌位置较高 裂缝 贯穿性横缝 跌窝 经鉴定与渗水、管涌有直接关系,或坍塌持续发 背水侧有渗水、管展,或坍塌体积较大;或涌 沉降值远大于计算的允许值 重大险情如不及时采取措施,往往会在很短时间内造成严重后果。因此,如有重大险情发生,应迅速成立抢险专门组织(如成立抢险指挥部),分析判断险情和出险原因,研究抢险方案,筹集人力、物料,立即全力以赴投入抢护。有的险情,虽然不会马上造成严重后果,也应根据出险情况进行具体分析,预估险情发展趋势。如果人力、物料有限且险情没有发展恶化的征兆,可暂不处理,但应加强观察,密切注视其动向。有的险情只需要进行简单处理,即可消除险象的,应视情况进行适当处理。总之,一旦发现险情,就应将险情消除在萌芽状态。
第三节 抢护方案的制
定
正确鉴别险情,查明出险原因,因地制宜,根据当时当地的人力、物力及抢险技术水平,制定科学、恰当的抢护方案,并果断予以实施,才能保证抢险成功。
防汛抢险时间紧,困难多,风险大。应遵循“抢早、抢小、抢了”的原则,争取主动,把险情消灭在萌芽状态或发展阶段。因此,在出现重大险情时,应根据当时条件,采取临时应急措施,尽快尽力进行抢护,以控制险情进一步恶化,争取抢险时间。在采取临时措施的同时,应抓紧研究制定完善的抢护方案。
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1.险情鉴别与出险原因分析
正确的险情鉴别及原因分析,是进行抢险的基础。只有对险情有正确的认识,选用抢险方法才有针对性。因此,首先要根据险情特征判定险情类别和严重程度,准确地判断出险原因。对于具体出险原因,必须进行现场查勘,综合各方面的情况,认真研究分析,做出准确的判断。
2.预估险情发展趋势
险情的发展往往有一个从无到有、从小到大、逐步发展的过程。在制定抢险方案前,必须对险情的发生、发展有一个难确的预估,才能使抢险方案有实施的基础。例如长江干堤1998年洪水期出现的管涌(泡泉)险情,占各类险情总和的60%以上。对出现在离堤脚15倍水头差范围以内的管涌,就应该引起特别的注意。如果险情发展速度不快,或者危害不大,如有的渗水、风浪险情等,可采取稳妥的抢护措施;如果险情发展很快,不允许稍有延缓,则应根据现有条件,快速制定方案,尽快进行抢护,与此同时,还应从坏处打算,制定出第二、第三方案,以便第一、第二方案万一抢护失败,能有相应的措施跟上,如果条件许可,几种方案可同时进行。
3.制定抢护方案
制定抢护方案,要依据上述判定的险情类别和出险原因、险情发展速度以及险情所在堤段的地形地质特点,现有的与可能调集到的人力、物力以及抢险人员的技术水平等,因地制宜地选择一种或几种抢护措施。在具体拟定抢护方案时,要积极慎重,既要树立信心,又要有科学的态度。 4.制定实施办法
抢险方案拟定以后,要把它落到实处,这就需要制定具体的实施办法,包括组织。如指挥人员、技术人员、技工、民工等各类人员的具体分工,工具、料物供应,照明、交通、通讯及生活的保障等。应特别注意以下几点:①人力必须足够。要考虑到抢险施工人数、运料人数、换班人数及机动人数。②料物必须充足。应根据制定的抢险方案进行计算或估算,要比实际需要数量多出一些备用量,以备急需。③要有严格的组织管理制度。在人、料具备的条件下,严密的组织管理往往是抢险成功的关键。④抢险必须连续作战,不能间断。
5.守护监视
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在险情经过抢护稳定以后,应继续守护观察,密切注视险情的发展变化。险情的发生,其情况往往是比较复杂的,一处工程出险,说明该堤段肯定有缺陷;一处险情抢护稳定后,还可能出现新的险情。因而,继续加强巡查监视,并及时作好抢护新险的准备是十分必要的。
第二章 堤身漏洞险情的判别和抢护
第一节 漏洞险情的判别 第二节 漏洞险情的抢护方法
在汛期高水位情况下,洞口出现在背水坡或背水坡脚附近的横贯堤身的渗流孔洞,称为漏洞。如漏洞流出浑水,或由清变浑,或时清时浑,均表明漏洞正在迅速扩大,堤身有可能发生塌陷甚至溃决的危险。因此,发生漏洞险情,必须慎重对待,全力以赴,迅速进行抢护。
第一节 漏洞险情的判别
一、漏洞产生的原因
漏洞产生的原因是多方面的,一般说来有:①由于历史原因,堤身内部遗留有屋基、墓穴、阴沟、暗道、腐朽树根等,筑堤时末清除;②堤身填土质量不好,末夯实,有土块或架空结构,在高水位作用下,土块问部分细料流失;③堤身中夹有砂层等,在高水位作用下,砂粒流失;④堤身内有白蚁、蛇、鼠、獾等动物洞穴,在汛期高水位作用下,将平时的淤塞物冲开,或因渗水沿隐患、松土串连而成漏洞;⑤在持续高水位条件下,堤身浸泡时间长,土体变软,更易促成漏洞的生成,故有“久浸成漏”之说;⑧位于老口门和老险工部位的堤段、复堤结合部位处理不好或产生过贯穿裂缝处理不彻底,一旦形成集中渗漏,即有可能转化为漏洞。
发生在堤脚附近的漏洞,很容易与一些基础的管涌险情相混淆,这样是很危险的。1998年汛期就有类似情况发生,幸好在堤临水侧及时发现了进水口,否则若一直当管涌抢险,其后果将不堪设想。
二、漏洞险情的判别
1.漏洞险情的特征
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从上述漏洞形成的原因及过程可以知道,漏洞贯穿堤身,使洪水通过孔洞直接流向堤背水例,见图2-l。漏洞的出口一般发生在背水坡或堤脚附近,其主要表现形式有:
图2-1漏洞险情示意图
(1)漏洞开始因漏水量小,堤土很少被冲动,所以漏水较清,叫做清水漏洞。此情况的产生一般伴有渗水的发生,初期易被忽视。但只要查险仔细,就会发现漏洞周围“渗水”的水量较其他地方大,应引起特别重视。
(2)漏洞一旦形成后,出水量明显增加,且渗出的水多为浑水,因而湖北等地形象地称之为“浑水洞”。漏洞形成后,洞内形成一股集中水流,漏洞扩大迅速。由于洞内土的崩解、冲刷,出水水流时清时浑,时大时小。
(3)漏洞险情的另一个表现特征是水深较浅时,漏洞进水口的水面上往往会形成漩涡,所以在背水侧查险发现渗水点时,应立即到临水侧查看是否有漩涡产生。
2.漏洞险情的探测
(1)水面观察。漏洞形成初期,进水口水面有时难以看到漩涡。可以在水面上撤一些漂浮物,如纸屑、碎草或泡沫塑料碎屑,若发现这些漂浮物在水面打漩或集中在一处,即表明此处水下有进水口。 ’
(2)潜水探漏。漏洞进水口如水深流急,水面看不到漩涡,则需要潜水探摸。潜水探摸是有效的方法。由体魄强壮、游泳技能高强的青壮年担任潜水员,上身穿戴井字皮带,系上绳索由堤上人员掌握,以策安全。探摸方法:一是手摸脚踩,二是用一端扎有布条的杆子探测,如遇漏洞,洞口水流吸引力可将布条吸入,移动困难。
(3)投放颜料观察水色。适宜水流相对小的堤段。在可能出现漏洞且为水浅流缓的堤段分段分期分别撤放石灰或其他易溶于水的带色颜料,如高锰酸钾等,记录每次投放时间、地点,并设专人在背水坡漏洞出水口处观察,如发现出洞口水流颜色改变,并记录时间,即可判断漏洞进水口的大体位置和水流流速大小。然后改变颜料颜色,进一步缩小投放范围,即可较准确地找出漏洞进水口。
(4)电法探测。如条件允许可在漏洞险情堤段采用电法探测仪进行探查,以查明漏水通道,判明埋深及走向。
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第二节 漏洞险情的抢护方
法
一、漏洞险情的抢护原则
一旦漏洞出水,险情发展很快,特别是浑水漏洞,将迅速危及堤防安全。所以一旦发现漏洞,应迅速组织人力和筹集物料,抢早抢小,一气呵成。抢护原则是:“前截后导,临重于背”。即在抢护时,应首先在临水找到漏洞进水口,及时堵塞,截断漏水来源,同时,在背水漏洞出水口采用反滤和围井,降低洞内水流流速,延缓并制止土料流失,防止险情扩大,切忌在漏洞出口处用不透水料强塞硬堵,以免造成更大险情。 二、漏洞险情的抢护方法
1.塞堵法
塞堵漏洞进口是最有效最常用的方法,尤其是在地形起伏复杂,洞口周围有灌木杂物时更适用。一般可用软性材料塞堵,如针刺无纺布、棉被、棉絮、草包、编织袋包、网包、棉衣及草把等,也可用预先准备的一些软楔(见图2-2)、草捆塞堵。在有效控制漏洞险情的发展后,还需用粘性土封堵闭气,或用大块土工膜、蓬布盖堵,然后再压土袋或土枕,直到完全断流为止。1998年汛期,汉口丹水池防洪墙背水侧发现冒水洞,出水量大,在出口处塞堵无效,险情十分危急,后在临水面探测到漏洞进口,立即用棉被等塞堵,并抛填闭气,使险情得以控制与消除。
在抢堵漏洞进口时,切忌乱抛砖石等块状料物,以免架空,致使漏洞继续发展扩大。
图2-2软楔示意图
2.盖堵法
(1)复合土工膜排体(见图2-3)或蓬布盖堵。当洞口较多且较为集中,附近无树木杂物,逐个堵塞费时且易扩展成大洞时,可采用大面积复合土工膜排体或蓬布盖堵,可沿临水坡肩部位从上往下,顺
洞进口1-多个漏洞进口;2-复
图2-3复合土工膜排体1-复合土合土工膜排体;3-纵向土袋工膜;2-纵向土袋筒(Φ60cm);3-枕;4-横向土袋枕;5-正在填横向土袋筒(Φ60cm);4-筋绳;5-压的土袋;6-木桩;7-临水堤坡
木桩
图2-4复合土工膜排体盖堵漏
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坡铺盖洞口,或从船上铺放,盖堵离堤肩较远处的漏洞进口,然后抛压土袋或土枕,并抛填粘土,形成前戗截渗,见图2-4。
(2)就地取材盖堵。当洞口附近流速较小、土质松软或洞口周围已有许多裂缝时,可就地取材用草帘、苇箔等重叠数层作为软帘,也可临时用柳枝、秸料、芦苇等编扎软帘。软帘的。大小也应根据洞口具体情况和需要盖堵的范围决定。在盖堵前,先将软帘卷起,置放在洞口的上部。软帘的上边可根据受力大小用绳索或铅丝系牢于堤顶的木桩上,下边附以重物,利于软帘下沉时紧贴边坡,然后用长杆顶推,顺堤坡下滚,把洞口盖堵严密,再盖压土袋,抛填粘土,达到封堵闭气,见图2-5。
图2-5软帘盖堵示意图
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采用盖堵法抢护漏洞进口,需防止盖堵初始时,由于洞内断流,外部水压力增大,洞口覆盖物的四周进水。因此洞口覆盖后必须立即封严四周,同时迅速用充足的粘土料封堵闭气。否则一旦堵漏失败,洞口扩大,将增加再堵的困难。
3.戗堤法:
当堤坝临水坡漏洞口多而小,且范围又较大时,在粘土料备料充足的情况下,可采用抛粘土填筑前戗或临水筑月堤的办法进行抢堵。 (1)抛填粘土前戗。在洞口附近区域连续集中抛填粘土,一般形成厚3~5m、高出水面约lm的粘土前戗,封堵整个漏洞区域,在遇到填土易从洞口冲出的情况下,可先在洞口两侧抛填粘土,同时准备一些土袋,集中抛填于洞口,初步堵住洞口后,再抛填粘土,闭气截流,达到堵漏目的,见图2-6。 (2)临水筑月堤。如果临水水深较浅,流速较小,则可在洞口范围内用土袋迅速连续抛填,快速修成月形围堰,同时在围堰内快速抛填粘土,封堵洞口,见图2-7。 漏洞抢堵闭气后,还应有专人看守观察,以防再次出险。
4.辅助措施
图2-6粘土前戗截渗示意图
图2-7临水月堤堵漏示意图
在临水坡查漏洞进口的同时,为减缓堤土流失,可在背水漏洞出口处构筑围井,反滤导渗,降低洞内水流流速。切忌在漏洞出口处用不透水料强塞硬堵,致使洞口土体进一步冲蚀,导致险情扩大,危及堤防安全。
第三章 堤基管涌险情的判别和抢护
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第一节 管涌险情的判别 第二节 管涌险情的抢护方法
在渗流水作用下土颗粒群体运动,称为“流土”。填充在骨架空隙中的细颗粒被渗水带走,称为“管涌”。通常将上述两种渗透破坏统称为管涌(又称翻沙鼓水、泡泉)。管涌险情的发展以流土最为迅速,它的过程是随着出水口涌水挟沙增多,涌水量也随着增大,逐渐形成管涌洞,如将附近堤(闸)基下沙层淘空,就会导致堤(闸)身骤然下挫,甚至酿成决堤灾害。据统计,1998年汛期,长江干堤近2/3的重大险情是管涌险情。所以发生管涌时,决不能掉以轻心,必须迅速予以处理,并进行必要的监护。
第一节 管涌险情的判别
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一、管涌险情产生的原因
管涌形成的原因是多方面的。一般来说,堤防基础为典型的二元结构,上层是相对不透水的粘性土或壤土,下面是粉沙、细沙,再下面是砂砾卵石等强透水层,并与河水相通(图3-1)。在汛期高水位时,由于强透水层渗透水头损失很小,堤防背水侧数百米范围内表土层底部仍承受很大的水压力。如果这股水压力冲破了粘土层,在没有反滤层保护的情况下,粉沙、细沙就会随水流出,从而发生管涌。
图3-1管涌险情示意图
堤防背水侧的地面粘土层不能抗御水压力而遭到破坏的原因大致为: (1)防御水位提高,渗水压力增大,堤背水侧地面粘土层厚度不够。 (2)历史上溃口段内粘土层遭受破坏,复堤后,堤背水侧留有渊潭,渊潭中粘土层较薄,常有管涌发生。
(3)历年在堤背水侧取土加培堤防,将粘土层挖薄。 (4)建闸后渠道挖方及水流冲刷将粘土层减薄。
(5)在堤背水侧钻孔或勘探爆破孔封闭不实和一些民用井的结构不当,形成渗流通道。如1995年荆江大堤柳口堤段,距背水侧堤脚数百米的地方因钻孔封填不实,汛期发生了管涌;1998年汛期,湖北省公安县及江西省的九江市均有因民用井结构不当而出现险情的。
(6)由于其他原因将堤背水侧表土层挖薄。 二、管涌险情的判别
管涌险情的严重程度一般可以从以下几个方面加以判别,即管涌口离堤脚的距离;涌水浑浊度及带沙情况;管涌口直径;涌水量;洞口扩展情况;涌水水头等。由于抢险的特殊性,目前都是凭有关人员的经验来判断。具体操作时,管涌险情的危害程度可从以下几方面分析判别:
(1)管涌一般发生在背水堤脚附近地面或较远的坑塘洼地。距堤脚越近,其危害性就越大。一般以距堤脚15倍水位差范围内的管涌最危险,在此范围以外的次之。
(2)有的管涌点距堤脚虽远一点,但是,管涌不断发展,即管涌口径不断扩大,管涌流量不断增大,带出的沙越来越粗,数量不断增大,这也属于重大险情,需要及时抢护。
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(3)有的管涌发生在农田或洼地中,多是管涌群,管涌口内有沙粒跳动,似“煮稀饭”,涌出的水多为清水,险情稳定,可加强观测,暂不处理。 (4)管涌发生在坑塘中,水面会出现翻花鼓泡,水中带沙、色浑,有的由于水较深,水面只看到冒泡,可潜水探摸,是否有凉水涌出或在洞口是否形成沙环。 需要特别指出的是,由于管涌险情多数发生在坑塘中,管涌初期难以发现。因此在荆江大堤加固设计中曾采用填平堤背水侧200m范围内水塘的办法,有效地控制了管涌险情的发生。
(5)堤背水侧地面隆起(牛皮包、软包)、膨胀、浮动和断裂等现象也是产生管涌的前兆,只是目前水的压力不足以顶穿上覆土层。随着江水位的上涨,有可能顶穿,因而对这种险情要高度重视并及时进行处理。
一、抢护原则
抢护管涌险情的原则应是制止涌水带沙,而留有渗水出路。这样既可使沙层不再被破坏,又可以降低附近渗水压力,使险情得以控制和稳定。
值得警惕的是,管涌虽然是堤防溃口的极为明显和常见的原因,但对它的危险性仍有认识不足,措施不当,或麻痹疏忽,贻误时机的。如大围井抢筑不及,或高围井倒塌都曾造成决堤灾害。 二、抢护方法 (一)反滤围井
在管涌口处用编织袋或麻袋装土抢筑围井,井内同步铺填反滤料,从而制止涌水带沙,以防险情进一步扩大,当管涌口很小时,也可用无底水桶或汽油桶做围井。这种方法适用于发生在地面的单个管涌或管涌数目虽多但比较集中的情况。对水下管涌,当水深较浅时也可以采用。
围井面积应根据地面情况、险情程度、料物储备等来确定。围井高度应以能够控制涌水带沙为原则,但也不能过高,一般不超过1.5m,以免围井附近产生新的管涌。对管涌群,可以根据管涌口的间距选择单个或多个围井进行抢护。围井与地面应紧密接触,以防造成漏水,使围井水位无法抬高。
第二节 管涌险情的抢护方法
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围井内必须用透水料铺填,切忌用不透水材料。根据所用反滤料的不同,反滤围井可分为以下几种形式。 1.沙石反滤围井
沙石反滤围井是抢护管涌险情的最常见形式之一。选用不同级配的反滤料,可用于不同土层的管涌抢险。在围井抢筑时,首先应清理围井范围内的杂物,并用编织袋或麻袋装土填筑围井。然后根据管涌程度的不同,采用不同的方式铺填反滤料:对管涌口不大、涌水量较小的情况,采用由细到粗的顺序铺填反滤料,即先装细料,再填过渡料,最后填粗料,每级滤料的厚度为20~30cm,反滤料的颗粒组成应根据被保护士的颗粒级配事先选定和储备;对管涌口直径和涌水量较大的情况,可先填较大的块石或碎石,以消杀水势,再按前述方法铺填反滤料,以免较细颗粒的反滤料被水流带走。反滤料填好后应注意观察,若发现反滤料下沉可补足滤料,若发现仍有少量浑水带出而不影响其骨架改变(即反滤料不下陷),可继续观察其发展,暂不处理或略抬高围井水位。管涌险情基本稳定后,在围井的适当高度插入排水管(塑料管、钢管和竹管),使围井水位适当降低,以免围井周围再次发生管涌或井壁倒塌。同时,必须持续不断地观察围井及周围情况的变化,及时调整排水口高度,如图3-2所示。 2.土工织物反滤围井
首先对管涌口附近进行清理平整,清除尖锐杂物。管涌口用粗料(碎石、砾石)充填,以消杀涌水压力。铺土工织物前,先铺一层粗沙,粗沙层厚30~50cm。然后选择合适的土工织物铺上。需要特别指出的是,土工织物的选择是相当重要的,并不是所有土工织物都适用。选择的方法可以将管涌口涌出的水沙放在土工织物上从上向下渗几次,看土工织物是否淤堵。若管涌带出的土为粉沙时,一定要慎重选用土工织物(针刺型);若为较粗的沙,一般的土工织物均可选用。最后要注意的是,土工织物铺设一定要形成封闭的反滤层土工织物周围应嵌人士中,土工织物之间用线缝合。然后在土工织物上面用块石等强透水材料压盖,加压顺序为先四周后中间,最终中间高、四周低,最后在管涌区四周用土袋修筑围井。围井修筑方法和井内水位控制与沙石反滤围井相同(图3-3)。
图3-2沙石反滤围井示意图
图3-3土工织物反滤围井示意图
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3.梢料反滤围井
梢料反滤围井用梢料代替沙石反滤料做围井,适用于沙石料缺少的地方。下层选用麦秸、稻草,铺设厚度20~30cm。上层铺粗梢料,如柳枝、芦苇等,铺设厚度30~40cm。梢料填好后,为防止梢料上浮,梢料上面压块石等透水材料。围井修筑方法及井内水位控制与沙石反滤围井相同(图3-4)。
图3-4梢料反滤围井示意图
图3-5沙石反滤压盖示意图
(二)反滤层压盖
在堤内出现大面积管涌或管涌群时,如果料源充足,可采用反滤层压盖的方法,以降低涌水流速,制止地基泥沙流失,稳定险情。反滤层压盖必须用透水性好的材料,切忌使用不透水材料。根据所用反滤材料不同,可分为以下几种。
1.沙石反滤压盖(图3-5)
在抢筑前,先清理铺设范围内的杂物和软泥,同时对其中涌水涌沙较严重的出口用块石或砖块抛填,消杀水势,然后在已清理好的管涌范围内,铺粗沙一层,厚约20cm,再铺小石子和大石子各一层,厚度均为20cm,最后压盖块石一层,予以保护。 2.梢料反滤压盖(图3-6) 当缺乏沙石料时,可用梢料做反滤压盖。其清基和消杀水势措施与沙石反滤压盖相同。在铺筑时,先铺细梢料,如麦秸、稻草等,厚10~15cm,再铺粗梢料,如柳枝、秫秸和芦苇等,厚约15~20cm,粗细梢料共厚约
30cm,然后再铺席片、草垫或苇席等,组成一层。视情况可只铺一层
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图3-6梢料反滤压盖示意图
或连铺数层,然后用块石或沙袋压盖,以免梢料漂浮。梢料总的厚度以能够制止涌水携带泥沙、变浑水为清水、稳定险情为原则。
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(a)无滤层围井示意图
图3-7蓄水反压示意图
(b)背水月堤示意图
(三)蓄水反压(俗称养水盆)
即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,达到制止管涌破坏和稳定管涌险情的目的,见图3-7。 该方法的适用条件是:①闸后有渠道,堤后有坑塘,利用渠道水位或坑塘水位进行蓄水反压;②覆盖层相对薄弱的老险工段,结合地形,做专门的大围堰(或称月堤)充水反压;②极大的管涌区,其他反滤盖重难以见效或缺少沙石料的地方。蓄水反压的主要形式有以下几种。 1.渠道蓄水反压
一些穿堤建筑物后的渠道内,由于覆盖层减薄,常产生一些管涌险情,且沿渠道一定长度内发生。对这种情况,可以在发生管涌的渠道下游做隔堤,隔堤高度与两侧地面平,蓄水平压后,可有效控制管涌的发展。如安徽省的陈洲电徘站、新河口站等老险闸站都采用此法除险。 2.塘内蓄水反压
有些管涌发生在塘中,在缺少沙石料或交通不便的情况下,可沿塘四周做围堤,抬高塘中水位以控制管涌。但应注意不要将水面抬得过高,以免周围地面出现新的管涌。 3.围井反压
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对于大面积的管涌区和老的险工段,由于覆盖层很薄,为确保汛期安全度汛,可抢筑大的围井,并蓄水反压,控制管涌险情。如1998年安庆市东郊马窝段,局长江上的一个老险工段,覆盖层厚度仅O.8~3m,汛期抢筑了五个大的围井,有效控制了5km长堤段内管涌险情的发生。
采用围井反压时,由于井内水位高、压力大,围井要有一定的强度,同时应严密监视周围是否出现新管涌。切忌在围井附近取土。 4.其他
对于一些小的管涌,一时又缺乏反滤料,可以用小的围井围住管涌,蓄水反压,制止涌水带沙。也有的用无底水桶蓄水反压,达到稳定管涌险情的目的。
(四)水下管涌险情抢护
在坑、搪、水沟和水渠处经常发生水下管涌,给抢险工作带来困难。可结合具体情况,采用以下处理办法:
(1)反滤围井。当水深较浅时,可采用这种方法。
(2)水下反滤层。当水深较深,做反滤围井困难时,可采用水下抛填反滤层的办法。如管涌严重,可先填块石以消杀水势,然后从水上向管涌口处分层倾倒沙石料,使管涌处形成反滤堆,使沙粒不再带出,从而达到控制管涌险情的目的,但这种方法使用沙石料较多。
(3)蓄水反压。当水下出现管涌群且面积较大时,可采用蓄水反压的办法控制险情,可直接向坑塘内蓄水,如果有必要,也可以在坑塘四周筑围堤蓄水。 (五)“牛皮包”的处理
当地表土层在草根或其他胶结体作用下凝结成一片时,渗透水压把表土层顶起而形成的鼓包,俗称为“牛皮包”。一般可在隆起的部位,铺麦秸或稻草一层,厚10~20cm,其上再铺柳枝、秫秸或芦苇一层,厚约20~30cm。如厚度超过30cm时,可分横竖两层铺放,然后再压土袋或块石。
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第四章 堤坡渗水险情的判别和抢护
第一节 渗水险情的判别 第二节 渗水险情的抢护方法
判别和抢护渗水俗称“散浸”、“散渗”等。其主要表现特征是:在汛期或持续高水位的情况下,江湖水通过堤身向堤内渗透。由于堤身土料选择不当、堤身断面单薄或施工质量等方面的原因,渗透到堤内的水较多,浸润线相应抬高,使得堤背水坡出逸点以下土体湿润或发软,有水渗出,称为渗水。渗水是堤防常见的险情之一(图4—1)。
图4—1渗水示意图
第一节 渗水险情的判别
一、渗水险情产生的原因
堤防产生渗水的主要原因有:①超警戒水位持续时间长;②堤防断面尺寸不足;②堤身填土含沙量大,临水坡又无防渗斜墙或其他有效控制渗流的工程措施;④由于历史原因,堤防多为民工挑土而筑,填土质量差,没有正规的碾压,有的填筑时含有冻土、团块和其他杂物,夯实不够等;⑤堤防的历年培修,使堤内有明显的新老结合面存在;⑧堤身隐患,如蚁穴、蛇洞、暗沟、易腐烂物、树根等。 二、渗水险情的判别
渗水险情的严重程度可以从渗水量、出逸点高度和渗水的浑浊情况等三个方面加以判别,目前常从以下几方面区分险情的严重程度:
(1)堤背水坡严重渗水或渗水己开始冲刷堤坡,使渗水变浑浊,有发生流土的可能,证明险情正在恶化,必须及时进行处理,防止险情的进一步扩大。 (2)渗水是清水,但如果出逸点较高(粘性土堤防不能高于堤坡的1/3,而对于沙性土堤防,一般不允许堤身渗水),易产生堤背水坡滑坡、漏洞及陷坑等险情,也要及时处理。
(3)因堤防浸水时间长,在堤背水坡出现渗水。渗水出逸点位于堤脚附近,为少量清水,经观察并无发展,同时水情预报水位不再上涨或上涨不大时,可加强观察,注意险情的变化,暂不处理。
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(4)其他原因引起的渗水。通常与险情无关,如堤背水坡江水位以上出现渗水,系由雨水、积水排出造成。
应当指出的是,许多渗水的恶化都与雨水的作用关系甚密,特别是填土不密实的堤段。在降雨过程中应密切注意渗水的发展,该类渗水易引起堤身凹陷,从而使一般渗水险情转化为重大险情。
第二节 渗水险情的抢护方法
一、堤身渗水的抢护原则
渗水的抢护原则应是“前堵后排”。“前堵”即在堤临水侧用透水性小的粘性土料做外帮防渗,也可用蓬布、土工膜隔渗,从而减少水体入渗到堤内,达到降低堤内浸润线的目的;“后排”即在堤背水坡上做一些反滤排水设施,用透水性好的材料如土工织物、沙石料或稻草、芦苇做反滤设施,让已经渗出的水,有控制地流出,不让土粒流失,增加堤坡的稳定性。需特别指出的是,背水坡反滤排水只缓解了堤坡表面土体的险情,而对于渗水引起的滑动效果不大,需要时还应做压渗固脚平台,以控制可能因堤背水坡渗水带来的脱坡险情。
二、渗水险情的抢护方法 1.临水截渗
为减少堤防的渗水量,降低浸润线,达到控制渗水险情发展和稳定堤防边坡的目的,特别是渗水险情严重的堤段,如渗水出逸点高、渗出浑水、堤坡裂缝及堤身单薄等,应采用临水截渗。临水截渗一般应根据临水的深度、流速、风浪的大小,取土的难易,酌情采取以下方法。
(1)复合土工膜截渗。堤临水坡相对平整和无明显障碍时,采用复合土工膜截渗是简便易行的办法。具体做法是:在铺设前,将临水坡面铺设范围内的树枝、杂物清理干净,以免损坏土工膜。土工膜顺坡长度应大于堤坡长度lm,沿堤轴线铺设宽度视堤背水坡渗水程度而定,一般超过险段两端5—10m,幅间的搭接宽度不小于50cm。每幅复合土工膜底部固定在钢管上,铺设时从堤坡顶沿坡向下滚动展开,土工膜铺设的同时,用土袋压盖,以免土工膜随水浮起,同时提高土工膜的防冲能力,参见第二章图2—4。
也可用复合土工膜排体作为临水面截渗体,其方法可见第一章。
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(2)抛粘土截渗。当水流流速和水深不大且有粘性土料时,可采用临水面抛填粘土截渗。将临水面堤坡的灌木、杂物清除干净,使抛填粘土能直接与堤坡土接触。抛填可从堤肩由上向下抛,也可用船只抛填。当水深较大或流速较大时,可先在堤脚处抛填土袋构筑潜堰,再在土袋潜堰内抛粘土。粘土截渗体一般厚2—3m,高出水面1m,超出渗水段3—5m。参见第二章图2—6。 2.背水坡反滤沟导渗
当堤背水坡大面积严重渗水,而在临水侧迅速做截渗有困难时,只要背水坡无脱坡或渗水变浑情况,可在背水坡及其坡脚处开挖导渗沟,排走背水坡表面土体中的渗水,恢复土体的抗剪强度,控制险情的发展。
根据反滤沟内所填反滤料的不同,反滤导渗沟可分为三种:①在导渗沟内铺设土工织物,其上回填一般的透水料,称为土工织物导渗沟。②在导渗沟内填沙石料,称为沙石导渗沟。11998年汛期,湖北监利和洪湖长江干堤采用效果较好。②因地制宜地选用一些梢料作为导渗沟的反滤料,称为梢料导渗沟。 (1)导渗沟的布置形式。导渗沟的布置形式可分为纵横沟、“Y”字形沟和“人”字形沟等。以“人”字形沟的应用最为广泛,效果最好,“Y”字形沟次之,见图4—2(a)。
(a)堤内坡导渗沟类型平面示意图
(b)沙石导渗沟剖面图
(c)梢料导滤沟;(d)土工织物导滤沟
图4—2导渗沟铺填示意图
(2)导渗沟尺寸。导渗沟的开挖深度、宽度和间距应根据渗水程度和土壤性质确定。一般情况下,开挖深度、宽度和间距分别选用30—50cm、30—50cm和6—10m。导渗沟的开挖高度,一般要达到或略高于渗水出逸点位置。导渗沟的出口,以导渗沟所截得的水排出离堤脚2—3m外为宜,尽量减少渗水对堤脚的浸泡。
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(3)反滤料铺设。边开挖导渗沟,边回填反滤料。反滤料为沙石料时,应控制含泥量,以免影响导渗沟的排水效果;反滤料为土工织物时,土工织物应与沟的周边结合紧密,其上回填碎石等一般的透水料,土工织物搭接宽度以大于20cm为宜;回填滤料为稻糠、麦秸、稻草、柳枝、芦苇等,其上应压透水盖重,见图4—2(b)、(c)、(d)。
值得指出的是,反滤导渗沟对维护堤坡表面土的稳定是有效的,而对于降低堤内浸润线和堤背水坡出逸点高程的作用相当有限。要彻底根治渗水,还要视工情、水情、雨情等确定是否采用临水截渗和压渗因脚平台。 3.背水坡贴坡反滤导渗
当堤身透水性较强,在高水位下浸泡时间长久,导致背水坡面渗流出逸点以下土体软化,开挖反滤导渗沟难以成形时,可在背水坡作贴坡反滤导渗。在抢护前,先将渗水边坡的杂草、杂物及松软的表土清除干净;然后,按要求铺设反滤料。根据使用反滤料的不同,贴坡反滤导渗可以分为三种:土工织物反滤层;沙石反滤层;梢料反滤层,见图4—3。 4.透水压渗平台 当堤防断面单薄,背水坡较陡,对于大面积渗水,且堤线较长,全线抢筑透水压渗平台的工作量大时,可以结合导渗沟加间隔透水压渗平台的方法进行抢护。透水压渗平台根据使用材料不同,有以下两种方法: (1)沙土压渗平台。
首先将边坡渗水范围内的杂草、杂物及松软表土清除干净,再用沙砾料填筑后戗,要求分层填筑密实,每层厚度30cm,顶部高出浸润线出逸点0.5—1.0m,顶宽2—3m,戗坡一般为1:3—1:5,长度超过渗水堤段两端至少3m,见图4—4。
(2)梢土压渗平台。当填筑砂砾压渗平台缺乏足够料物时,可采用梢土代替沙砾,筑成梢土压浸平台。其外形尺寸以及清基要求与沙土压渗平台基本相同,见图4—5,梢土压渗平台厚度为l~1.5m。贴坡段及水平段梢料均为三层,中间层粗,上、下两层细。
图4—3土工织物、沙石、梢料反滤层示意图
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图4—4沙石后戗示意图
图4—5梢土后戗示意图
第五章 接触冲刷险情的判别和抢护
第一节 接触冲刷险情的判别 第二节 接触冲刷险情的抢护方法
接触冲刷险情发生在有穿堤建筑物的地方或土料层间系数大的堤段。由于穿堤建筑物多为刚性结构,在汛期高水位持续作用下,其与土堤的结合部位,极有可能产生位移张开,使水沿缝渗漏,形成接触冲刷险情。尤其是一些穿堤建筑物直接座落在沙基上,其接触面渗水给建筑物安全带来极大的影响。
第一节接触冲刷险情的判别
一、接触冲刷险情产生的原因
接触冲刷险情产生的原因主要有:①与穿堤建筑物接触的土体回填不密实;②建筑物与土体结合部位有生物活动;③止水齿墙(槽、环)失效;④一些老的涵箱断裂变形;⑤超设计水位的洪水作用;⑧穿堤建筑物的变形引起结合部位不密实或破坏等;⑦土堤直接修建在卵石堤基上;⑧堤基土中层间系数太大的地方,如粉沙与卵石间也易产生接触冲刷。该类险情可以结合管涌险情来考虑,这里仅讨论穿堤建筑物的接触冲刷险情。 二、接触冲刷的判别
汛期穿堤建筑物处均应有专人把守,同时新建的一些穿堤建筑物应设有安全监测点,如测压管和渗压计等。汛期只要加强观测,及时分析堤身、堤基渗压力变化,即可分析判定是否有接触冲刷险情发生。没有设置安全监测设施的穿堤建筑物,可以从以下几个方面加以分析判别:
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(1)查看建筑物背水侧渠道内水位的变化,也可做一些水位标志进行观测,帮助判别是否产生接触冲刷。
(2)查看堤背水侧渠道水是否浑浊,并判定浑水是从何处流进的,仔细检查各接触带出口处是否有浑水流出。
(3)建筑物轮廓线周边与土结合部位处于水下,可能在水面产生冒泡或浑水,应仔细观察,必要时可进行人工探模。
(4)接触带位于水上部分,在结合缝处(如八字墙与土体结合缝)有水渗出,说明墙与土体间产生了接触冲刷,应及早处理。
第二节 接触冲刷险情的抢护方法
一、接触冲刷险情的抢护原则
穿堤建筑物与堤身、堤基接触带产生接触冲刷,险情发展很快,直接危及建筑物与堤防的安全,所以抢险时,应抢早抢小,一气呵成。抢护原则是在建筑物临水面进行截堵,背水面进行反滤导水,特别是基础与建筑物接触部位产生冲刷破坏时,应抬高堤内渠道水位,减小冲刷水流流速。对可能产生建筑物塌陷的,应在堤临水面修筑挡水围堰或重新筑堤等。 二、接触冲刷险情的抢护方法
抢护接触冲刷险情可以根据具体情况采用以下几种方法: (一)临水堵截
1.抛填粘土截渗
(1)适用范围。临水不太深,风浪不大,附近有粘土料,且取土容易,运输方便。
(2)备料。由于穿堤建筑物进水口在汛期伸人江河中较远,在抛填粘土时,需要土方量大,为此,要充分备料,抢险时最好能采用机械运输,及时抢护。
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(3)坡面清理。粘土抛填前,应清理建筑物两侧临水坡面,将杂草、树木等清除,以使抛填粘土能较好地与临水坡面接触,提高粘土抛填效果。 (4)抛填尺寸。沿建筑物与堤身、堤基结合部抛填,高度以超出水面1m左右为宜,顶宽2—3m。
(5)抛填顺序。一般是从建筑物两侧临水坡开始抛填,依次向建筑物进水口方向抛填,最终形成封闭的防渗粘土斜墙。 2.临水围堰
临水侧有滩地,水流流速不大,而接触冲刷险情又很严重时,可在临水侧抢筑围堰,截断进水,达到制止接触冲刷的目的。临水围堰一定要绕过建筑物顶端,将建筑物与土堤及堤基结合部位围在其中。可从建筑物两侧堤顶开始进占抢筑围堰,最后在水中合拢;也可用船连接圆型浮桥进行抛填,加大施工进度,即时抢护。
在临水截渗时,靠近建筑物侧墙和涵管附近不要用土袋抛填,以免产生集中渗漏;切忌乱抛块石或块状物,以免架空,达不到截渗目的。 (二)堤背水例导渗
1.反滤围井
当堤内渠道水不深时(小于2.5m),在接触冲刷水流出口处修筑反滤围井,将出口围住并蓄水,再按反滤层要求填充反滤料。为防止因水位抬高,引起新的险情发生,可以调整围井内水位,直至最佳状态为止,即让水排出而不带走沙土。具体方法见管涌抢护方法中的反滤围井。 2.围堰菩水反压
在建筑物出口处修筑较大的围堰,将整个穿堤建筑物的下游出口围在其中,然后蓄水反压,达到控制险情的目的。其原理和方法与抢护管涌险情的蓄水反压相同。
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在堤背水侧反滤导渗时,切忌用不透水料堵塞,以免引起新的险情。在堤背水侧蓄水反压时,水位不能拾得过高,以免引起围堰倒塌或周围产生新的险情。同时,由于水位高,水压大,围堰要有足够的强度,以免造成围堰倒场而出现溃口性险情。 (三)筑堤
当穿堤建筑物已发生严重的接触冲刷险情而无有效抢护措施时,可在堤临水侧或堤背水侧筑新堤封闭,汛后作彻底处理。具体方法如下。 1.方案确定
首先应考虑抢险预案措施,根据地形、水情、人力、物力、抢护工程量及机械化作业情况,确定是筑临水围堤还是背水围堤。一般在堤背水侧抢筑新堤要容易些。
2.筑堤线路确定
根据河流流速、滩地的宽窄情况及堤内地形情况,确定筑堤线路,同时根据工程量大小,以及是否来得及抢护,确定筑堤的长短。 3.筑堤清基要求
确定筑堤方案和线路后,筑堤范围也即确定。首先应清除筑堤范围内的杂草、淤泥等,特别是新、老堤结合部位应清理彻底。否则一旦新堤挡水,造成结合部集中渗漏,将会引起新的险情发生。 4.筑堤填土要求
一般选用含沙少的壤土或粘土,严格控制填土的含水量、压实度,使填土充分夯实或压实,填筑要求可参考有关堤防填筑标准。
第六章 漫溢险情的预测和抢护
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第一节 漫溢险情的预测 第二节 漫溢险情的抢护方法
实际洪水位超过现有堤顶高程,或风浪翻过堤顶,洪水漫堤进入堤内即为漫溢。通常,土堤是不允许堤身过水的。一旦发生漫溢的重大险情,就很快会引起堤防的溃决。因此,在汛期应采取紧急措施防止漫溢的发生。1998年汛期,长江和嫩江、松花江流域的很多堤段都发生了洪水位超越堤顶高程的重大险情,不得紧急抢筑子堰,依靠子堰挡水。
第一节 漫溢险情的预测
一、漫溢的主要原因
(1)实际发生的洪水超过了河道的设计标准。设计标准一般是准确而具权威性的,但也可能因为水文资料不够,代表性不足或由于认识上的原因,使设计标准定得偏低,形成漫溢的可能。这种超标准洪水的发生属非常情况。 (2)堤防本身未达到设计标准。这可能是投入不足,堤顶未达设计高程,也可能因地基软弱,夯填不实,沉陷过大,使堤顶高程低于设计值。
(3)河道严重淤积、过洪断面减小并对上游产生顶托,使淤积河段及其上游河段洪水位升高。
(4)因河道上人为建筑物阻水或盲目围垦,减少了过洪断面,河滩种植增加了糙率,影响了泄洪能力,洪水位增高。 (5)防浪墙高度不足,波浪翻越堤顶。
(6)河势的变化、潮汐顶托以及地震引起水位增高。 二、漫溢险情的预测
对已达防洪标准的堤防,当水位已接近或超过设计水位时以及对尚未达到防洪标准的堤防,当水位已接近堤顶,仅留有安全超高富余时,应运用一切手段,适时收集水文、气象信息,进行水文预报和气象预报,分析判断更大洪水到来的可能性以及水位可能上涨的程度。为防止洪水可能的漫溢溃决,应根据准确的预报和河道的实际情况,在更大洪峰到来之前抓紧时机,尽全力在堤顶临水侧部位抢筑子堰。
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一般根据上游水文站的水文预报,通过洪水演进计算的洪水位准确度较高。没有水文站的流域,可通过上游雨量站网的降雨资料,进行产汇流计算和洪水演进计算,作洪峰和汇流时间的预报。目前气象预报已具有了相当高的准确程度,能够估计洪水发展的趋势,从宏观上提供加筑子堰的决策依据。 大江大河平原地区行洪需历经一定时段,这为决策和抢筑子堰提供了宝贵的时间,而山区性河流汇流时间就短得多,枪护更为困难。
第二节 漫溢险情的抢护方法
通过对气象、水情、河道堤防的综合分析,对有可能发生漫溢的堤段,其抢护的有效措施是:抓紧洪水到来之前的宝贵时间,在堤顶上加筑子捻。首先要因地制宜,迅速明确抢筑子堰捻的形式、取土地点以及施工路线等,组织人力、物料、机具,全线不留缺口,完成子熄的抢筑,并加强工程检查监督,确保子堰的施工质量,使其能承受水压,抵御洪水的浸泡和冲刷。堰顶高要超出预测推算的最高洪水位,做到子堰不过水,但从堤身稳定考虑,子堰也不宜过高。各种子堰的外脚一般都应距大堤外肩0.5—1.0m。抢筑各种子地前应彻底清除地基的草皮、杂物,将表层刨毛,以利新老土层结合,并在堰轴线开挖一条结合槽,深20cm左右,底宽30cm左右。子地的形式大约有以下几种,可根据实际情况确定。 1.粘性土堰
现场附近拥有可供选用含水量适当的粘性土,可筑均质粘土堰,不得用沼泽腐植土或沙土填筑,要分层夯实,捻顶宽,边坡不应陡于1:1,子堰水面可用编织布防护抗冲刷,编制布下端压在堰基下。当情况紧急,来不及从远处取土时,堤顶较宽的可就近在背水侧堤肩的浸润线以上部分堤身借土筑堰,见图6-1。这是不得已而为之,当条件许可时应抓紧修复。
图6-2 袋装土埝剖面图
图6-l粘性土地剖面示意图
2.袋装土堰
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这是抗洪抢险中最为常用的形式,土袋临水可起防冲作用,广泛采用的是土工编织袋,麻袋和草袋亦可,汛期抢险应确保充足的袋料储备。此法便于近距离装袋和输送。为确保子堰的稳定,袋内不得装填粉细沙和稀软土,因为它们的颗粒容易被风浪冲刷吸出,宜用粘性土、砾质土装袋。装袋7-8成,最好不要用绳索扎口,可用尼龙线缝合袋口,使土袋砌筑服贴,袋口朝背水面,排列紧密,错开袋缝,上下袋应前后交错,上袋退后,成1:0.3—1:0.5的坡度。不足1m高的子堰临水面叠铺一排(或一丁一顺),较高于捻底层可酌情加宽为两排以上。土袋内侧缝隙可在铺砌时分层用沙土填密实,外露缝隙用稻草、麦秸等塞严,以免袋后土料被风浪抽吸出来。土袋的背水面修土戗,应随土袋逐层加高而分层铺土夯实,见图6-2。 3.桩柳(桩板)土堰
当抢护堤段缺乏土袋,土质较差,可就地取材修筑桩柳(桩板)土堰。将梢径6—10cm的木桩打人堤顶,深度为校长的1/3~1/2,桩长根据堰高而定,桩距~,起直立和固定柳把(木板或门板)的作用。柳把是用柳枝或芦苇、秸料等捆成,长2~3m,直径20cm左右,用铅丝或麻绳绑扎于桩后(亦可用散柳厢修),自下面上紧靠木桩逐层叠捆。应先在堤面抽挖10cm的槽沟,使第一层柳把置入沟内。柳把起防风浪冲刷和挡土作用,在柳把后面散置一层厚约20cm的秸料,在其后分层铺土夯实(要求同粘性土埝)作成土戗。也可用木板(门板)、秸箔等代替柳把。
临水面单排桩柳(桩板)埝,顶宽,背水坡1:1。见图6-3。当抢护堤段堤顶较窄时,可用双排桩柳或壮板的子埝,里外两排桩的净桩距:桩柳取,桩板取。对应两排桩的桩顶用18~20号铅丝拉紧或用木杆连接牢固。两排桩内侧分别绑上柳把或散柳、木板等,中间分层填土并夯实,与堤结合部同样要开挖轴线结合槽,见图6-4。 4.柳石(土)枕埝
对取土特别困难而当地柳源丰富的抢护堤段,可抢筑柳石(土)枕埝。用16号铅丝扎制直径、长10m的柳把,铅丝扎捆间距,由若干条这样的柳把,围包裹作为枕芯的石块(或土),用12号铅丝间距1m扎成直径的圆柱状柳枕。若子埝高,只需1个柳石枕置于临水面即可,若子埝是和高,则应需3个和6个柳石枕叠置于临水面(成品字形),底层第一枕前缘距临水堤肩,应在该枕两端各打木桩一个,以此固定,在该枕下挖深10cm的条槽,以免滑动和渗水。枕后如同上述各种子埝,用土填筑戗体,埝顶宽不应小于,边坡1:1。若土质差,可适当加宽顶部放缓边坡,见图6-5。
图6-3 单排桩柳(木板)埝示意图
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图6-4双排桩柳(木板)埝示意图
图6-5柳石(土)枕埝示意图
5.防浪墙子埝
如果抢护堤段原有浆砌块石或混凝土防浪墙,可以利用它来挡水,但必须在墙后用土袋加筑后戗,防浪墙体可作为临时防渗防浪面,土袋应紧靠防浪墙后叠砌(同袋装土埝)。根据需要还可适当加高档水,其宽度应满足加高的要求,见图6-6。
图6-6防浪墙子埝示意图
第七章 风浪险情的抢护
汛期高水位时风浪对未设护坡或护坡薄弱的土堤的冲蚀,尤其是吹程大、水面宽深的江河湖泊堤岸的逆风面,风浪所形成力强,容易造成土堤临水坡面的破坏,削弱土堤断面,可能决口漫溢灾害。对于风浪险情严重的堤段应立足防患于未然,前完成坚实的护坡,若有外滩条件则可种植防浪林带,缓解风浪的危害。对那些临水面尚未设置护坡的土堤,汛期要特别重视防护风浪险情, 一、风浪险情的成因
(1)堤前水面宽深,风向与吹程一致,风大浪高对堤坡具有强大的冲击力。
(2)高水位时船舶航行波浪会危及堤坡安全。
(3)临水堤坡经受风浪一涌一退的反复冲击,波浪往返爬坡运动,会发生真空作用,堤坡面产生负压,使坡面土料、护坡缝隙内下级配不良的垫层颗粒遭到水流冲击和淘刷,造成堤坡坍塌,严重的以致溃决成灾。
(4)堤身质量不高,土质差,碾压不实,护坡薄弱,垫层不合要求,堤坡抗冲能力差,
(5)风浪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。
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(6)一旦波浪越顶漫溢,极易造成堤防溃决。 因此,对风浪险情必须高度重视。 二、风浪险情的抢护方法 (一)河段封航
根据《中华人民共和国防洪法》第四十五条,当宣布进入紧急防汛期,必要时,公安、交通等部门可按防汛指挥机构的决定依法实施水面交通管制,对部分或全部河段实行封航措施,消除船舶航行波浪的危害。如1998年汛期,长江干流就实行了较长时间的封航,避免了船行波对堤防的冲击。 (二)堤坡防护
对未设置护坡的土堤,临时用防汛料物加工铺压临水堤坡面,增强其抗冲能力,这是常用的方法,具体有以下几种。 1.土(石)袋防护
用编织袋、麻袋或草袋装土、沙、碎石或碎砖等,平铺
迎水堤坡,装袋要求与前述袋装土埝相同。此法适于土堤抗冲能图7-1 土(石)袋防护剖面示意图 力差,缺少柳、秸等软料,风浪破坏较严重的堤段,4级风可用土、沙袋,6级以上风浪应使用石袋。
放置土袋前,对于水上部分或水深较浅的堤坡适当削平,并铺上土工织物,也可铺软草一层大约厚,起反滤作用,防止风浪把土掏出,在风浪冲击的范围内摆放土袋底向外、口向里,互相叠压,袋间要挤压严密,上下错缝,铺设到浪高以上,确保防浪效果。如果堤坡稍陡或土质太差,土袋容易滑动。可在最下一层土袋前面打木桩一排,长度1m,间隔~,见图7-1。此法制作和铺放简便灵活,可随需要增铺,但要注意土袋中的土易被冲失,石袋为佳;草袋易腐烂,如使用时间长则需更换。 2.土工织物防护
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1998年抗洪中已广泛使用了编织布防浪技术,成效显著,应予推广提倡。在受风浪冲击的坡面铺置土工织物之前,应清除堤坡上的块石、土块、树枝等杂物,以免使织物受损。织物宽度不一,一般不小于4m,宽的可达8~9m,可根据需要预先粘贴、焊接,顺堤格接的长度不小于1m,织物上沿一般应高出洪水位~。为了避免被风浪揭开,织物的四周可用20cm厚的预制混凝土压块,或碎石袋(土袋不宜)镇压,如果堤坡过陡,压石袋可能向下滑脱,在险情紧迫时,应适当多压。此外,也可顺堤坡每隔2~3m将士工织物叠缝成条形土枕,内冲填沙石料,见图7-2。 3.柳箔防护
图7-2 土工织物防护示意图37
将柳、苇、稻草或其他秸料编织成席箔,铺在堤坡并加以固定,其抗冲、抗淘刷性也较好。具体做法是用18号铅丝捆扎成直径、长约2m的柳把,再连成柳箔,其上端以8号铅丝或绳缆系在堤顶打牢的木桩上,木桩1m长,在距临水堤肩2~3m处,打上一排,间隔3m一个。柳箔下端适当坠以块石或土袋,使柳箔贴在堤坡上,柳把方向与堤线垂直,必要时可在柳箔面上再压块石或沙袋,防止其漂浮或滑动。必须把高低水位范围内被波浪冲刷的坡面全部护住,如果铺得不严密,堤土仍很容易被水淘出。使用此方法要随时观察,防止木桩以及起固定作用的沙袋被风浪冲坏,见图7-3。 4.柴草(桩柳)防护
在受风浪冲击的堤坡水面以下打一排签桩,把柳、芦、秸料等梢料分层铺在堤坡与签桩之间,直到高出水面1m,以石块或土袋压在梢料上面,防止漂浮,如图7-4所示。当水位上涨,一级不够时,可退后同法做二级或多级。
图7-3 柳箔防护示意图
图7-4 柴草(桩柳)防护剖面示意图
(三)消浪防护
为削减波浪的冲击力,可以在靠近堤坡的水面漂浮芦柴、柳枝、湖草和木头等材料的捆扎体,设法锚定,防止被风浪水流冲走。消浪方法具体有以下几种。
图7-5 柳枝消浪示意图
1.柳枝消浪
凡沿江河湖泊堤防种植柳树很多的地方可用此法。用大柳树枝叶多的上部,要求干长lm以上,枝径左右,也可几棵捆扎使用,在堤顶打木桩,其校长~2m,直径~,桩距2~3m。用8号铅丝或绳子把柳枝干的头部系在木桩上,树梢伸向堤外,并在树杈处捆扎石(沙)袋,使树梢沉入水下,顺堤边坡推柳入水。如果堤坡已有坍塌,则从其下游向上游顺序逐棵压茬。应根据溜坡和坍塌情况确定棵间距及挂深,在主溜附近要挂密一些,边上挂稀一些,根据防护的需要可在已挂柳之间,再补茬签挂。此法一般在4~5级风浪下,枝梢面大,消浪作用较好,但要注意枝杈摇动损坏坡面。当柳叶腐烂失效时,可采取补救措施,防止效能的减低,见图7-5。
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2.枕排消浪
将柳枝、芦苇或秸料扎成枕,其直径~;堤直的用长枕,可达30~50m,弯度大的堤用短枕,枕心卷入直径5~7cm的竹缆二根或粗3~4cm的麻绳做龙筋(芯),枕的纵向隔~用10~14号铅丝捆扎。在堤顶距临水堤肩2~3m到背水坡之间打木桩,校长~,桩距3~5m,用绳缆将枕拴牢于桩上,绳缆可以收紧或松开,使枕随水位变化而上下移动,起到消浪作用。
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拴一枕称为单枕,也可挂用两个或更多的枕,用绳缆木杆或竹竿把它们捆扎在一起成为枕排,也叫连环枕,要使最外面的枕高浮水面,枕径也要大一些,它直接迎击风浪,后面的枕径可小一些,以消除余浪。枕排要比单枕牢固,效果也高,可防七级以下的风浪。枕位不稳,可适当在枕上拴上块石或沙袋,见图7-6此法不损坏堤坡面,消浪效果好,制作简单,但必须扎结牢实,柳枕使用时间较短,而造价低。
3.湖草排消浪
汛期割下湖区菱、茭等各种浮生水草,编扎草排(也称浮敦),有些蔓植草类可用木杆、竹杆捆扎,排的面积尽可能大,可用船拖动就位,也可把湖草运到现场捆扎。拴固方法同上述枕排,系在木桩上,也可锚固,使其浮在距堤坡3~5m的水面上。缺湖草时也可用其他软草代替。此法防浪效果好,造价低,但易被风浪破坏,不能防大风浪,见图7-7。随着洪水位的变化,随时注意调整拴排缆绳和锚索的长短,使湖草排能正常起到消浪的作用。 4.木排消浪
图7-6 枕排(单枕、多枕)消浪示意图
图7-7 湖草排消浪示意图
使用木排或竹排消浪,效果较好,结构比其他排牢固、耐用,不易散架,汛后还可运用。但用量大,锚链困难,属硬性材料,一旦断开,直接威胁堤坝安全,因此使用时要随时检查,及时加固。将5~15cm的圆木以绳缆或铅丝捆扎,重叠3~4层,使厚度达到30~50cm(一般为水深的1/10~1/20效果较好),宽度~(越宽效果越好),长度3~5m,可把几个木排连接起来。圆木间的空隙约为圆木直径的一半,可夹以芦柴把和柳把等,节省木材用量,降低造价。楠竹与圆木处理办法相同。为了增强防浪效果,应在竹木排下面坠以块石或沙石袋。防浪竹木排应抛锚固定在堤边坡以外10~40m范围,水面越宽,距离应越远,避免撞击堤身。锚链长度应稍大于水深,防止锚链被拔起(走锚)。为了防止木排自己移动,锚链也不要过长。若木排较小,可以直接拴在堤顶木
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桩上,但要随时调整绳缆,防止撞击堤身。木排距堤坡一般为浪长的2~3倍,此时消浪效果较好,太近易撞,太远会失效。所谓浪长指两个浪峰的距离。一般使用木排消浪要特别慎重,使用不是很多,见图7-8。
在选用漂浮物消浪的方法时,注意满足消能作用大、范围宽广的要求,避免余波淘刷,力争多使水体本身干扰消能,少与波浪直接撞击。
图7-8 木(竹)排消浪示意图
以上防浪措施中都要注意不要对堤身造成过分损伤。例如,打木桩不宜过密过深,以免破坏堤身土体结构,降低自身的抗洪能力
第八章 提防滑坡险情的判断和抢护
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第一节 堤防滑坡的判断 第二节 临水面滑坡的抢护方法 第三节 背水面滑坡的抢护方法
汛期堤防边坡失稳,包括临水坡的滑坡与背水坡的滑坡。这类险情严重威胁着堤防的安全,必须及时进行抢护。1998年汛期,
长江流域的许多堤段都发生了滑坡的重大险情。因为抢险及时才避免了溃口险情的发生。
第一节 堤防滑坡的判断
一、滑坡产生的原因
堤防的临水面与背水面堤坡均有发生滑坡的可能,因其所处位置不同,产生滑坡的原因也不同,现分述如下。 1.临水面滑坡的主要原因
(1)堤脚滩地迎流顶冲坍塌,崩岸逼近堤脚,堤脚失稳引起滑坡。 (2)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。堤坡失去平衡而滑坡。
(3)汛期风浪冲毁护坡,浸蚀堤身引起的局部滑坡。 2.背水面滑坡的主要原因
(1)堤身渗水饱和而引起的滑坡。通常在设计水位以下,堤身的渗水是稳定的,然而,在汛期洪水位超过设计水位或接近设计
水位时,堤身的抗滑稳定性降低或达到最低值。再加上其他一些原因,最终导致滑坡。
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(2)在遭遇暴雨或长期降雨而引起的滑坡。汛期水位较高,堤身的安全系数降低,如遭遇暴雨或长时间连续降雨,堤身饱水程度进一步加大,特别是对于已产生了纵向裂缝(沉降缝)的堤段,雨水沿裂缝很容易地渗透到堤防的深部,裂缝附近的土体因浸水而软化,强度降低,最终导致滑坡。
(3)堤脚失去支撑而引起的滑坡。平时不注意堤脚保护,更有甚者,在堤脚下挖塘,或未将紧靠堤脚的水塘及时回填等,这种地方是堤防的薄弱地段,堤脚下的水塘就是将来滑坡的出口。 二、堤防滑坡的预兆
汛期堤防出现了下列情况时,必须引起注意。 1.堤顶与堤坡出现纵向裂缝
汛期一旦发现堤顶或堤坡出现了与堤轴线平行而较长的纵向裂缝时,必须引起高度警惕,仔细观察,并做必要的测试,如缝长、缝宽、缝深,缝的走向以及缝隙两侧的高差等,必要时要连续数日进行测试并做详细记录。出现下列情况时,发生滑坡的可能性很大。 (1)裂缝左右两侧出现明显的高差,其中位于离堤中心远的一侧低,而靠近堤中心的一例高。 (2)裂缝开度继续增大。
图8-1 滑坡前裂缝两端明显向下弯曲
(3)裂缝的尾部走向出现了明显的向下弯曲的趋势,如图8-1所示。
(4)从发现第一条裂缝起,在几天之内与该裂缝平行的方向相继出现数道裂缝。
(5)发现裂缝两侧土体明显湿润,甚至发现裂缝中渗水。
2.堤脚处地面变形异常
滑坡发生之前,滑动体沿着滑动面已经产生移动,在滑动体的出口处,滑动体与非滑动体相对变形突然增大,使出口处地面变形出现异常。一般情况下,滑坡前出口处地面变形异常情况难以发现。因此,在汛期,特别是在洪水异常大的汛期,应在重要堤防,包括软基上的堤防,曾经出现过险情的堤防堤段,应临时布设一些观测点,及时对这些观测点进行观测,以便随时了解堤防坡脚或离坡脚一定距离范围内地面变形情况,当发现堤脚下或堤脚附近出现下列情况,预示着可能发生滑坡。
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(1)堤脚下或堤脚下某一范围隆起。可以在堤脚或离堤脚一定距离处打一排或两排木桩,测这些木桩的高程或水平位移来判断堤脚处隆起和水平位移量。 (2)堤脚下某一范围内明显潮湿,变软发泡。 3.临水坡前滩地崩岸逼近堤脚
汛期或退水期,堤防前滩地在河水的冲刷、涨落作用下,常常发生崩岸。当崩岸逼近堤脚时,堤脚的坡度变陡,压重减小。这种情况一旦出现,极易引起滑坡。
4.临水坡坡面防护设施失效
汛期洪水位较高,风浪大,对临水坡坡面冲击较大。一旦某一坡面处的防护被毁,风浪直接冲刷堤身,使堤身土体流失,发展到一定程度也会引起局部的滑坡。
第二节 临水面滑坡的抢护方
法
一、临水面滑坡抢护的基本原则
抢护的基本原则是:尽量增加抗滑力,尽快减小下滑力。具体地说,“上部削坡,下部固坡”,先固脚,后削坡。 二、临水面滑坡抢护的基本方法
汛期临水面水位较高,采用的抢护方法,必须考虑水下施工问题。 1.增加抗滑力的方法
(1)做土石戗台。在滑坡阻滑体部分做土石戗台,滑坡阻滑体部位一时难以精确划定,最简单的办法是,戗台从堤脚往上做,分二级,第一级厚度~,第二级厚度~(见图8-2)。
土石戗台断面结构,如图8-3所示。
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图8-2 土石戗台断面示意图
图8-3 土石戗台断面结构示意图
采用本抢护方案的基本条件是:堤脚前未出现崩岸与坍塌险情,堤脚前滩地是稳定的。
(2)做石撑。当做土石戗台有困难时,比如滑坡段较长,土石料紧缺时,应做石撑临时稳定滑坡。该法适用于滑坡段较长,水位较高。采用此法的基本条件与(1)做土石戗台的基本条件相同。石撑宽度4~6m,坡比1:5,撑顶高度不宜高于滑坡体的中点高度,石撑底脚边线应超出滑坡下口3m以远(见图8-4)。石撑的间隔不宜大于10m。
(3)堤脚压重,保证滑动体稳定,制止滑动进一步发展。滑坡是由于堤前滩地崩岸、坍塌而引起的,那么,首先要制止崩岸
的继续发展,最简单的办法是堤脚抛石块、石笼、编织袋装土石等抗冲压重材料,在极短的时间内制止崩岸与坍塌进一步发展(崩岸抢护的具体实施详见第九章)。
图8-4 石撑断面示意图
图8-5 背水坡贴坡补地示意图
2.背水坡贴坡补强
当临水面水位较高,风浪大,做土石戗台、石撑等有困难时,应在背水坡及时贴坡补强。贴坡的厚度应视临水面滑坡的严重程度而定,一般应大于滑坡的厚度,贴坡的坡度应比背水坡的设计坡度略缓—些。贴坡材料应选用透水的材料,如沙、沙壤土等。如没有透水材料,必须做好贴坡与原堤坡间的反滤层(反滤层做法与渗水抢险中的背水反滤导渗法相同,详见第四章),以保证堤身在渗透条件不被破坏。背水坡贴坡补强断面参见图8-5。背水坡贴坡的长度要超过滑坡两端各3m以上。
第三节 背水面滑坡的抢护方法
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一、背水面滑坡抢护的基本原则
减小滑动力,增加抗滑力。即上部削坡,下部堆土压重。如滑坡的主要原因是渗流作用时应同时采取“前截后导”的措施。 二、背水面滑坡抢护的基本方法 1.减少滑动力
(1)削坡减载。削坡减载是处理堤防滑坡最常用的方法,该法施工简单,一般只用人工削坡即可。但在滑坡还继续发展,没有稳定之前,不能进行人工削坡。一定要等滑坡已经基本稳定后(大约半天至1天时间)才能施工。一般情况下,可将削坡下来的土料压在滑坡的堤脚上做压重用。
(2)在临水面上做截渗铺盖,减少渗透力。当判定滑坡是由渗透力而引起的,及时截断渗流是缓解险情的重要措施之一。采用此法的条件是:坡脚前有滩地,水深也较浅,附近有粘土可取。在坡面上做粘土铺盖阻截或减少渗水,尽快减小渗透力,以达到减少滑动力的目的。
(3)及时封堵裂隙,阻止雨水继续渗入。滑坡后,滑动体与堤身间的裂隙应及时处理,以防雨水沿裂隙渗入到滑动面的深层。保护滑动面深处土体不再浸水软化,强度不再降低。封堵裂隙的办法有:用粘土填筑捣实,如没有粘土,也可就地捣实后覆盖土工膜。该法与上述截渗铺盖一样只能是维持滑坡不再继续发展,不能根治滑坡。在封堵滑坡裂隙的同时,必须尽快进行其他抢护措施的施工。
(4)在背水坡面上做导渗沟,及时排水,可以进一步降低浸润线,减小滑动力。
2.增加抗滑力
增加抗滑力才是保证滑坡稳定,彻底排除险情的主要办法。
增加抗滑力的有效办法是增加抗滑体本身的重量,见效快,施工简单,易于实施。
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(1)做滤(透)水反压平台(俗称马道、滤水后戗等)。如用沙、石等透水材料做反压平台,因沙、石本身是透水的,因此,在做反压平台前无须再做导渗沟。用沙、石做成的反压平台,称透水反压平台。
在欲做反压平台的部位(坡面)挖沟,沟深20~40cm,沟间距3~5m,在沟内放置滤水材料(粗沙、碎石、瓜子片、塑料排水管等)导渗,这与第四章中所述的导渗沟相类似。导渗沟下端伸入排渗体内将水排出堤外,绝不能将导渗沟通向堤外的渗水通道阻塞。做好导渗沟后,即可做反压平台。沙、石、土等均可做反压平台的填筑材料。
反压平台在滑坡长度范围内应全面连续填筑,反压平台两端应长至滑坡端部3m以远。第一级平台厚2m,平台边线应超出滑坡隆起点3m以远;第二级平台厚1m,详见图8-6。
图8-6 滤(透)水反压平台断面示意图
图8-7 滤(透)水土撑断面示意图
(2)做滤(透)水土撑。当用沙、石等透水材料做土撑材料时,不需再做导渗沟,称此类土撑为透水土撑。由于做反压平台需大量的土石料,当滑坡范围很大,土石料供应又紧张的情况下,可做滤(透)水土撑。滤(透)水土撑,与反压平台的区别是:前者分段,一个一个的填筑而成。每个土撑宽度5~8m,坡比1:5。撑顶高度不宜高出滑坡体的中点高度。这样做是保证土撑基本上压在阻滑体上。土撑底脚边线应超出滑坡下出口3m以远,土撑的间隔不宜大于10m。土撑的断面如图8-7所示。
(3)堤脚压重。在堤脚下挖塘或建堤时,因取土坑未回填等原因,使堤脚失去支撑而引起滑坡时,抢护最有效的办法是尽快用土石料将塘填起来,至少应及时地把堤脚已滑移的部位,用土石料压住。在堤脚住稳后基本上可以暂时控制滑坡的继续发展,争取时间,从容地实施其他抢护方案。实质上该法就是反压平台法的第一级平台。
在做压脚抢护时,必须严格划定压脚的范围,切忌将压重加在主滑动体部位。抢护滑坡施工不应采用打桩等办法,震动会引起滑坡的继续发展。 3.滤水还坡
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汛前堤防稳定性较好,堤身填筑质量符合设计要求,正常设计水位条件下,堤坡是稳定的。但是,如在汛期出现了超设计水位的情况,渗透力超过设计值将会引起滑坡,这类滑坡都是浅层滑坡,滑动面基本不切入地基中,只要解决好堤坡的排水,减少渗透力即可将滑坡恢复到原设计边坡,此为滤水还坡。滤水还坡有以下四种做法。
(1)导渗沟滤水还坡。先清除滑坡的滑动体,然后在坡面上做导渗沟,用无纺土工布或用其他替代材料,将导渗沟覆盖保护,在其上用沙性土填筑到原有的堤坡,如图8-8所示。
导渗沟的开挖,应从上至下分段进行,切勿全面同时开挖。
(2)反滤层滤水还坡。该法与导渗沟滤水还坡法一样,其不同之处是将导渗沟滤水改为反滤层滤水。反滤层的做法与渗水抢险中的背水坡反滤导渗的反滤做法相同,详见第三章。
图8-8 导渗沟滤水还坡示意图
图8-9 梢料滤水还坡示意图
(3)梢料滤水还坡。当缺乏沙石等反滤料时可用此法。本法的具体做法是:清除滑坡的滑动体,按一层柴一层土夯实填筑,直到恢复滑坡前的断面。柴可用芦柴、柳枝或其他秸杆,每层柴厚,每层土厚1~。梢料滤水还坡断面如图8-9所示。
用梢料滤水还坡抢护的滑坡,汛后应清除,重新用原筑堤土料还坡。以防梢料腐烂后影响堤坡的稳定。
(4)沙土还坡。因为沙土透水性良好,用沙土还坡,坡面不需做滤水处理。将滑坡的滑动体清除后,最好将坡面做成台阶形状,再分层填筑夯实,恢复到原断面。如果用细沙还坡,边坡应适当放缓。
填土还坡时,一定严格控制填土的速率,当坡面土壤过于潮湿时,应停止填筑。最好在坡面反滤排水正常以后,在严格控制填土速率的条件下填土还坡。
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第九章 崩岸险情的判断和抢护
第一节 崩岸险情的判断 第二节 崩岸险情的抢护方法
崩岸是堤防临水面滩岸土体崩落的重要险情。这一险情具有发生突然、发展迅速、后果严重的特点。如不及时抢护,将会危及堤防安全。
第一节 崩岸险情的判断
一、崩岸的成因
崩岸险情发生的主要原因是:水流冲淘刷深堤岸坡脚。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。
此外,为了整治河道,控导河势,与险工相结合,在河道的关键部位常建有垛(短丁坝、矶头)、丁坝和顺坝等。由于这些工程的阻水作用,常会在其附近形成回流和漩涡,导致局部冲刷深坑,进而产生窝崩,从而使这些垛、丁坝的自身安全受到威胁。 二、崩岸险情的预兆
崩岸险情发生前,堤防临水坡面或顶部常出现纵向或圆弧形裂缝,进而发生沉陷和局部坍塌。因此,裂缝往往是崩岸险情发生的预兆。必须仔细分析裂缝的成因及其发展趋势,及时做好抢护崩岸险情的准备工作。
必须指出:崩岸险情的发生往往比较突然,事先较难判断。它不仅常发生在汛期的涨、落水期,在枯水季节也时有发生;随着河势的变化和控导工程的建设,原来从未发生过崩岸的平工也会变为险工。因此,凡属主流靠岸、堤外无滩、急流顶冲的部位,都有发生崩岸险情的可能,都要加强巡查,加强观察。
勘查分析河势变化,是预估崩岸险情发生的重要方法。要根据以往上下游河道险工与水流顶冲点的相关关系和上下游河势有无新的变化,分析险工发展趋势;根据水文预报的流量变化和水位涨落,估计河势在本区段可能发生变化的位置;综合分析研究,判断可能的出险河段及其原因,作好抢险准备。
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三、崩岸险情的探测
探测护岸工程前沿或基础被冲深度,是判断险情轻重和决定抢护方法的首要工作。一般可用探水杆、铅鱼从测船上测量堤防前沿水深,并判断河底土石情况。通过多点测量,即可绘出堤防前沿的水下断面图,以大体判断堤脚基础被冲刷的情况及抛石等因基措施的防护效果。与全球定位仪(GPS)配套的超声波双频测深仪法是测量堤防前沿水深和绘制水下断面地形图的先进方法。在条件许可的情况下,可优先选用。因为这一方法可十分迅速地判断水下冲刷深度和范围,以赢得抢险时间。
在情况紧急时,可采用人工水下探查的方法,大致了解冲坑的位置和深度、急流游涡的部位以及水下护脚破坏的情况,以便及时确定抢护的方法。
第二节 崩岸险情的抢护方法
崩岸险情的抢护措施,应根据河势,特别是近岸水流的状况,崩岸后的水下地形情况以及施工条件等因素,酌情选用。首先要稳定坡脚,固基防冲。待崩岸险情稳定后,再酌情处理岸坡。处理崩岸险情的主要措施有:护脚固基抗冲、缓流挑流防冲、减载加帮等。 一、护脚固基抗冲
一旦发生崩岸险情,首先应考虑抛投料物,如石块、石笼、土袋和柳石枕等,以稳定基础、防止崩岸险情的进一步发展。 1.抛石块
抛投石块应从险情最严重的部位开始,依次向两边展开。首先将石块抛入冲坑最深处,逐步从下层向上层,以形成稳定的阻滑体。在抛石过程中,要随时测量水下地形,掌握抛石位置,以达到稳定坡度(一般为1:1~1:为止(见图9-1)。
抛投石块应尽量选用大的石块,以免流失。在条件许可的情况下,应通过计算确定抗冲抛石粒径。在流速大、紊动剧烈的坝头等处,石块重量一般应达30~75kg;在流速较小,流态平稳的顺坡坡脚处,石块重量一般也不应小于15kg。
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图9-1 抛石块、石笼等示意图
抛石的落点受流速、水深、石重等因素的影响,在抛投前应先作简单现场试验,测定抛投点与落点的距离,然后确定抛投船的舶位。可根据荆江堤防工程多年的实测资料,按表9-1的抛石位移查对表,进行初步定位。
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表9-1抛石位移查对象
10 15 20 30 50 70 90 110 130 150 在水深流急情况下抛石,应选择突击抢抛的施工方法。集中力量,一次性抛入大量石块,避免零抛散堆,造成不必要的石块流失。从堤岸上抛投时,为避免砸坏堤岸,应采用滑板,保持石块平稳下落。当堤岸抛石的落点不能达到冲坑最深处时,这一施工方法不宜单独运用。应配合船上抛投,形成阻滑体,否则,起不到抛石的作用。 2.抛石笼
当现场石块体积较小,抛投后可能被水冲走时,可采用抛投石笼的方法。 抛笼应从险情严重部位开始,并连续抛投至一定高度。可以抛投笼堆,亦可普遍抛笼。在抛投过程中,需不断检测抛投面坡度,一般应使该坡度达到1∶1。
应预先编织、扎结铅丝网、钢筋网或竹网,在现场充填石料。石笼体积一般应达~,具体大小应视现场抛投手段而定。
抛投石笼一般在距水面较近的坝顶或堤坡平台上,或船只上实施。船上抛笼,可将船只锚定在抛笼地点直接下投,以便较准确地抛至预计地点。在流速较大的情况下,可同时从堤顶和船只上抛笼,以增加抛投速度。
抛笼完成以后,应全面进行一次水下探摸,将笼与笼接头不严之处,用大块石抛填补齐。 3.抛土袋
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在缺乏石料的地方,可利用草袋、麻袋和土工编织袋充填土料进行抛投护脚。在抢险情况下,采用这一方法是可行的。其中土工编织袋又优于草袋、麻袋,相对较为坚韧耐用。
每个土袋重量宜在50kg以上,袋子装土的充填度为70%~80%,以充填沙土、沙壤土为好,装填完毕后用铅丝或尼龙绳绑扎封口。
可从船只上,或从堤岸上用滑板导滑抛投,层层迭压。如流速过高,可将2~3个土袋捆扎连成一体抛投。在施工过程中,需先抛一部分土袋将水面以下深槽底部填平。抛袋要在整个深槽范围内进行,层层交错排列,顺坡上抛,坡度1:1,直至达到要求的高度。在土袋护体坡面上,还需抛投石块和石笼,以作保护。在施工中,要严防尖硬物扎破、撕裂袋子。 4.抛柳石枕
对淘刷较严重、基础冲塌较多的情况,仅抛石块抢护,因间隙透水,效果不佳。常可采用抛柳石枕抢护,见图9-2。
柳石枕的长度视工地条件和需要而定,一般长10m左右,最短不小于3m,直径~。柳、石体积比约为2:1,也可根据流速大小适当调整比例。
推枕前要先探摸冲淘部位的情况,要从抢护部位稍上游椎枕,以便柳石枕入水后有藏头的地方。若分段推枕,最好同时进行,以便衔接。要避免枕与枕交叉、搁浅、悬空和坡度不顺等现象发生。如河底淘刷严重,应在枕前再加抛第二层枕。要待枕下沉稳定后,继续加抛,直至抛出水面以上。在柳石枕护体面上,还应加抛石块、石笼等,以作保护。
捆枕和推枕的方法,各地有很多经验,这里不再赘述。
选用上述几种抛投料物措施的根本目的,在于固基、阻滑和抗冲。因此,特别要注意将料物投放在关键部位,即冲坑最深处。要避免将料物抛投在下滑坡体上,以加重险情。
在条件许可的情况下,在抛投料物前应先做垫层,可考虑选用满足反滤和透水性准则的土工织物材料。无滤层的抛石下部常易被淘刷,从而导致抛石的下沉崩塌。当然,在抢险的紧急关头,往往难以先做好垫层。一旦险情稳定,就应立即补做此项工作。 二、缓流挑流防冲
图9-2 抛柳石枕示意图
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为了减缓崩岸险情的发展,必须采取措施防止急流顶冲的破坏作用。
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1.抢修短丁坝
丁坝、垛、矶等可以导引水流离岸,防止近岸冲刷。这是一种间断性有重点的护岸形式,在崩岸除险加固中常有运用。
在突发崩岸险情的抢护中,采用这一方法困难较大,见效较慢。但在急流顶冲明显、冲刷面不断扩大的情况下,也可应急地采用石块、石枕、铅丝石笼、沙石袋等抛堆成短坝,调整水流方向,以减缓急流对坡脚的冲刷。 在抢险中,难以对短丁坝的方向、形式等进行仔细规划,但要求坝长不影响对岸。修建丁坝势必增强坝头附近局部河床的冲刷危险,因此要求坝体自身(特别是坝头)具有一定的抗冲稳定性。
应尽量采用机械化施工,以赢得时间。争取主动。 2.沉柳缓流防冲
这一方法对减缓近岸流速,抗御水流冲刷比较有效。在含沙量较大的河流中,采用这一方法效果更为显著。
首先应摸清淘刷堤脚的下沿位置等,以确定沉柳的底部位置和应沉的数量。
用船运载枝叶茂密的柳树头,用铅丝或麻绳将大块石等重物捆扎在柳树头的树权上。然后,从下游向上游,由低到高,依次抛沉,要使树头依次排列,紧密相联。如一排不能完全掩护淘刷范围,可增加堆沉排数,层层相迭,以防沉柳之间空隙掏冲。
此外,还有挂柳缓流防冲等措施,具有防冲、落淤和防风浪作用,详见第七章。
上述缓流挑流防冲的几种措施,一般只能作为崩岸险情抢护的辅助手段,它们可以减缓险情的发展,但不能从根本上解决问题。 三、减载加帮等其他措施
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在采用上述方法控制崩岸险情的同时,还可考虑临水削坡、背水帮坡的措施(见图9-3)。
为了抑制崩岸险情的继续扩大,维持尚未坍塌堤脚的稳定,应移走堤顶堆放的料物或拆除洪水位以上的堤岸。特别是坡度较陡的砌石堤岸,尽可能拆除,并将土坡削成1:1的坡度,以减轻荷载。因坍塌或削坡使堤身断面过小时,应在堤的背水坡抢筑后戗或培厚堤身。
图9-3 抛石固脚外削内帮示意图
当崩岸险情发展迅速,一时难以控制时,还应考虑在崩岸堤段后一定距离抢修第二道堤防,俗称月堤。这一方法就是对崩岸险工除险加固中常采用的退堤还滩措施。退堤还滩就是主动将堤防退后重建,以让出滩地,形成对新堤防的保护前沿。在抢险的紧急关头,为防止堤防的溃决,有时也不得不采用这一应急措施,以策安全。
第十章 堤身裂缝险情的判别和抢护
第一节 裂缝险情的分类和成因 第二节 裂缝险情的判别和抢护原则
第三节 裂缝险情的抢护方法
裂缝是堤防工程常见的一种险情,它有时很可能是其他险情(如滑坡、崩岸等)的前兆。而且由于它的存在,洪水或雨水易于入侵堤身,常会引起其他险情,尤其是横向裂缝,往往会造成堤身土体的渗透破坏,甚至更严重的后果。因此,必须引起重视。
第一节 裂缝险情的分类和成因
一、险情的分类
(1)按裂缝产生的成因可分为不均匀沉陷裂缝、滑坡裂缝、干缩裂缝、冰冻裂缝、振动裂缝。其中,滑坡裂缝是比较危险的。
(2)按裂缝出现的部位可分为表面裂缝、内部裂缝。表面裂缝容易引起人们的注意,可及时处理。而内部裂缝是隐蔽的,不易发现,往往危害更大。
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(3)按裂缝走向可分为横向、纵向和龟纹裂缝。其中横向裂缝比较危险,特别是贯穿性横缝,是渗流的通道,属重大险情。即使不是贯穿性横缝,由于它的存在,缩短渗径,易造成渗透破坏,也属较重要险情。 二、裂缝的成因
引起堤防裂缝的原因是多方面的,归纳起来,产生裂缝的主要原因有以下方面。
(1)不均匀沉降。堤防基础土质条件差别大,有局部软土层;或堤身填筑厚度相差悬殊,引起不均匀沉陷,产生裂缝。
(2)施工质量差。堤防施工时上堤土料为粘性土且含水量较大,失水后引起干缩或龟裂,这种裂缝多数为表面裂缝或浅层裂缝,但北方干旱地区的堤防也有较深的于缩裂缝;筑堤时,填筑土料夹有淤土块、冻土块、硬土块;碾压不实,以及新老堤结合面未处理好,遇水浸泡饱和时,易出现各种裂缝,黄河一带甚至 出现蛰裂‘(湿陷裂缝);堤防与交叉建筑物接合部处理不好,在不均匀沉陷以及渗水作用下,引起裂缝。
(3)堤身存在隐患。害堤动物如白蚁、獾、狐、鼠等的洞穴,人类活动造成的洞穴如坟墓、藏物洞、军沟战壕等,在渗流作用下,引起局部沉陷产生的裂缝。
(4)水流作用。背水坡在高水位渗流作用下由于抗剪强度降低,临水坡水位骡降或堤脚被掏空,常可能引起弧形滑坡裂缝,特别是背水坡堤脚有塘坑、堤脚发软时,容易发生。
(5)振动及其他影响。如地震或附近爆破造成堤防基础或堤 身沙土液化,引起裂缝;背水坡碾压不实,暴雨后堤防局部也有可能出现裂缝。总之,造成裂缝的原因往往不是单一的,常常多种因素并存。有的表现为主要原因,有的则为次要因素,而有些次要因素,经过发展也可能变成主要原因。
第二节 裂缝险情的判别和抢护原则
一、险情判别
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裂缝抢险,首先要进行险情判别,分析其严重程度。先要分析判断产生裂缝的原因,是滑坡性裂缝,还是不均匀沉降引起;是施工质量差造成,还是由振动引起。而后要判明裂缝的走向,是横缝还是纵缝。对于纵缝应分析判断是否是滑坡或崩岸性裂缝,具体判别方法见第八章。如果是横缝要判别探明是否贯穿堤身。如果是局部沉降裂缝,应判别是否伴随有管涌或漏洞。此外还应判断是深层裂缝还是浅层裂缝。必要时还应辅以隐患探测仪进行探测。 二、抢护的原则
根据裂缝判别,如果是滑动或坍塌崩岸性裂缝,应先按处理滑坡或崩岸方法进行抢护(抢护方法见第八章)。待滑坡或崩岸稳定后,再处理裂缝,否则达不到预期效果。纵向裂缝如果仅是表面裂缝,可暂不处理,但须注意观察其变化和发展,并封堵缝口,以免雨水侵入,引起裂缝扩展。较宽较深的纵缝,即使不是滑坡性裂缝,也会影响堤防强度,降低其抗洪能力,应及时处理,消除裂缝。横向裂缝是最为危险的裂缝。如果已横贯堤身,在水面以下时水流会冲刷扩宽裂缝,导致非常严重的后果。即使不是贯穿性裂缝,也会因缩短渗径,浸润线抬高,造成堤身土体的渗透破坏。因此,对于横向裂缝,不论是否贯穿堤身,均应迅速处理。窄而浅的龟纹裂缝,一般可不进行处理。较宽较深的龟纹裂缝,可用较干的细土填缝,用水洇实。
第三节 裂缝险情的抢护方法
裂缝险情的抢护方法,一般有开挖回填、横墙隔断、封堵缝口等。 一、开挖回填
这种方法适用于经过观察和检查已经稳定,缝宽大于1cm,深度超过1m的非滑坡(或坍塌崩岸)性纵向裂缝,施工方法如下。 1.开挖
沿裂缝开挖一条沟槽,挖到裂缝以下~深,底宽至少,边坡的坡度应满足稳定及新旧填土能紧密结合的要求,两侧边坡可开挖成阶梯状,每级台阶高宽控制在20cm左右,以利稳定和新旧填土的结合。沟槽两端应超过裂缝1m,如图10-1所示。 2.回填
回填土料应和原堤土类相同,含水量相近,并控制含水量在适宜范围内。土料过于时应适当洒水。回填要分层填土夯实,每层厚度约20cm,顶部高出堤面3~5cm,并做成拱弧形,以防雨水入浸。
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图10-1 开挖回填处理裂缝示意图
(尺寸单位:cm)(a)剖面图;(b)平面图
需要强调的是,已经趋于稳定并不伴随有坍塌崩岸、滑坡等险情的裂缝,才能用上述方法进行处理。当发现伴随有坍塌崩岸、滑坡险情的裂缝,应先抢护坍塌、滑坡险情,待脱险并裂缝趋于稳定后,再按上述方法处理裂缝本身。
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二、横墙隔断
此法适用于横向裂缝,施工方法如下。
(1)沿裂缝方向,每隔3~5m开挖一条与裂缝垂直的沟槽,并重新回填夯实,形成梯形横墙,截断裂缝。墙体底边长度可按~掌握,墙体厚度以便利施工为度,但不应小于50cm。开挖和回填的其他要求与上述开挖回填法相同,如图10-2所示。
(2)如裂缝临水端已与河水相通,或有连通的可能时,开挖沟槽前,应先在堤防临水侧裂缝前筑前战截流。若沿裂缝在堤防背水坡已有水渗出时,还应同时在背水坡修做反滤导渗,以免将堤身土颗粒带出。
(3)当裂缝漏水严重,险情紧急,或者在河水猛涨,来不及全面开挖裂缝时,可先沿裂缝每隔3~5m挖竖井,并回填粘土截堵,待险情缓和后,再伺机采取其他处理措施。 (4)采用横墙隔断是否需要修筑前战、反滤导渗,或者只修筑前戗和反滤导渗而不做隔断横墙,应当根据险情具体情况进行具体分析。
三、封堵缝口 1.灌堵缝口
裂缝宽度小于1cm,深度小于1m,不甚严重的纵向裂缝及不规则纵横交错的龟纹裂缝,经观察已经稳定时,可用灌堵缝口的方法。具体作法如下。
(1)用于而细的沙壤土由缝口灌人,再用木条或竹片捣塞密实。
(2)沿裂缝作宽5~10cm,高3~5cm的小土埂,压住缝口,以防雨水浸入。
末堵或已堵的裂缝,均应注意观察、分析,研究其发展趋势,以便及时采取必要的措施。如灌堵以后,又有裂缝出现,说明裂缝仍在发展中,应仔细判明原因,另选适宜方法进行处理。 2.裂缝灌浆
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图10-2 横墙隔断处理裂缝示意图
(尺寸单位:m) (a)A-A剖面团;(b)平面图
缝宽较大、深度较小的裂缝,可以用自流灌浆法处理。即在缝顶开宽、深各的沟槽,先用清水灌下,再灌水土重量比为1:的稀泥浆,然后再灌水土重量比为1:的稠泥浆,泥浆土料可采用壤土或沙壤土,灌满后封堵沟槽。
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如裂缝较深,采用开挖回填困难时,可采用压力灌浆处理。先逐段封堵缝口,然后将灌浆管直接插入缝内灌浆,或封堵全部缝口,由缝侧打眼灌浆,反复灌实。灌浆压力一般控制在50~120kPa~cm2),具体取值由灌浆试验确定。 压力灌浆的方法适用于已稳定的纵横裂缝,效果也较好。但是对于滑动性裂缝,将促使裂缝发展,甚至引发更为严重的险情。因此,要认真分析,采用时须慎重。
第十一章 跌窝险情的判别和抢护
第一节 跌窝形成的原因和险情判别 第二节 跌窝险情的抢护方法
跌窝(又称陷坑)是指在雨中或雨后,或者在持续高水位情况下,在堤身及坡脚附近局部土体突然下陷而形成的险情。这种险情不但破坏堤防断面的完整性,而且缩短渗径,增大渗透破坏力,有的还可能降低堤坡阻滑力,引起堤防滑坡,对堤防的安全极为不利。特别严重的,随着跌窝的发展,渗水的侵入,或伴随渗水管涌的出现,或伴随滑坡的发生,可能会导致堤防突然溃口的重大险情。
第一节 跌窝形成的原因和险情判别
一、跌窝形成的原因
(1)堤防隐患。堤身或堤基内有空洞,如獾、狐、鼠、蚁等害堤动物洞穴,坟墓、地窖、防空洞、刨树坑等人为洞穴,树根、历史抢险遗留的梢料、木材等植物腐烂洞穴,等等。这些洞穴在汛期经高水位浸泡或雨水淋浸,随着空洞周边土体的湿软,成拱能力降低,塌落形成跌窝。
(2)堤身质量差。筑堤施工过程中,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未处理或处理不当,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,经洪水或雨水的浸泡冲蚀而形成跌窝。
(3)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,随着渗透破坏的发展扩大,发生土体塌陷导致跌窝。
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二、跌窝险情的判别 1.根据成因判别
由于渗透变形而形成的跌窝往往伴随渗透破坏,极可能导致漏洞,如抢护不及时,就会导致堤防决口, 必须作重大险情处理;
其他原因形成的跌窝,是个别不连通的陷洞,还应根据其大小、发展趋势和位置分别判断其危险程度。 2.根据发展趋势判别
有些跌窝发生后会持续发展,由小到大,最终导致瞬时溃堤。因此,持续发展的跌窝必须慎重对待,及时抢护。否则,后果将是非常严重的。有些跌窝发生后不再发展并趋于稳定状态,其危险程度还应通过其大小和位置进行判别。
3.根据跌窝的大小判别
跌窝大小不同对堤防安危程度的影响也不同,直径小于,深度小于的小跌窝,一般只破坏堤防断面轮廓的完整性,而不会危及堤防的安全。跌窝较大时,就会削弱堤防强度,危及堤防的安全。当跌窝很大且很深时,堤防将至失稳状态,伴随而来的可能是滑坡,则是很危险的。 4.根据跌窝位置判别险情
(1)临(背)水坡较大的跌窝可能造成临(背)水坡滑坡险情,或减小渗径,可能造成漏洞或背水坡渗透破坏。
(2)堤顶跌窝降低部分堤顶高度,削弱堤顶宽度。对于堤顶较大跌窝,将会降低防洪标准,引起堤顶漫溢的危险。
第二节 跌窝险情的抢护方法
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一、跌窝的抢护原则
根据跌窝形成的原因、发展趋势、范围大小和出现的部位采取不同的枪护措施。但是,必须以“抓紧翻筑抢护,防止险情扩大”为原则,在条件允许的情况下尽可能采用翻挖,分层填土夯实的办法作彻底处理。 条件不许可时,可采取相应的临时性处理
措施。如跌窝伴随渗透破坏(渗水、管涌、漏洞等),可采用填筑反滤导渗材料的办法处理。如果跌窝伴随滑坡,应按照抢护滑坡的方法进行处理(详见第八章)。如果跌窝在水下较深时,可采取临时性填土措施处理。 二、跌官的抢护方法
抢护跌窝险情首先应当查明原因,针对不同情况,选用不同方法,备妥料物,迅速抢护。在抢护过程中,必须密切注意上游水情涨落变化,以免发生意外。抢护的方法一般有以下几种。 1.翻填夯实
未伴随渗透破坏的跌窝险情,只要具备抢护条件,均可采用这种方法。具体作法是:先将跌窝内的松土翻出,然后分层回填夯实,恢复堤防原貌。如跌窝出现在水下且水不太深时,可修土袋围堰或桩柳围堤,将水抽干后,再予翻筑,见图11-1。
图11-1 翻填夯实跌窝示意图
翻筑所用土料应遵循“前截后排”的原则,如跌窝位于堤顶或临水坡时,须用防渗性能不小于原堤土的土料,以利防渗;如位于背水坡则须用排水性能不小于原堤土的土料,以利排渗。
翻挖时,必须清除松软的边界层面,并根据土质情况留足坡度或用桩板支撑,以免坍塌扩大。需筑围堰时应适当围得大些,以利抢护方便与漏水时加固。回填时,须使相邻土层良好衔接,以确保抢护的质量。 2.填塞封堵
这是一种临时抢护措施,适用于临水坡水下较深部位的跌窝。具体方法是:用土工编织袋、草袋或麻袋装粘性土或其他不远水材料,直接在水下填塞跌窝,
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全部填满跌窝后再抛投粘性散土加以封堵和帮宽。要求封堵严密,避免从跌窝处形成渗水通道,见图11-2。
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图11-2 填塞封堵跃窝示意图
图11-3 填筑滤料示意图
汛后水位回落后,还需按照上述翻填夯实法重新进行翻筑处理。 3.填筑反滤料
对于伴随有渗水、管涌险情,不宜直接翻筑的背水坡跌窝,可采用此法抢护。具体作法是:先将跌窝内松土和湿软土壤挖出,然后用粗沙填实,如渗涌水势较大,可加填石子或块石、砖块、梢料等透水料消杀水势后,再予填实。待跌窝填满后,再按反滤层的铺设方法抢护,见图11-3。
修筑反滤层时,必须正确选择反滤料,使之真正起到反滤作用。 4.伴有滑坡、漏洞险情的抢护
(1)跌窝伴有漏洞的险情,必须按漏洞险情处理方法进行抢护,详见第二章。
(2)跌窝伴有滑坡的险情,必须按滑坡险情处理方法进行抢护,详见第八章。
第十二章 堤防决口抢险
第一节 封堵决口的施工组织设计 第二节 决口抢险的实施
江河、湖泊堤防在洪水的长期浸泡和冲击作用下,当洪水超过堤防的抗御能力,或者在汛期出险抢护不当或不及时,都会造成堤防决口。堤防决口对地区社会经济的发展和人民生命财产的安全危害是十分巨大的。
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在条件允许的情况下,对一些重要堤防的决口采取有力措施,迅速制止决口的继续发展,并实现堵口复堤,对减小受灾面积和缩小灾害损失有着十分重要的意义。对一些河床高于两岸地面的悬河决口,及时堵口复堤,可以避免长期过水造成河流改道。
堤防决口抢险是指汛期高水位条件下,将通过堤防决口口门的水流以各种方式拦截、封堵,使水流完全回归原河道。这种堵口抢险技术上难度较大,主要牵涉到以下几个方面:一是封堵施工的规划组织,包括封堵时机的选择;二是封堵抢险的实施,包括裹头、沉船和其他各种截流方式,防渗闭气措施等。
第一节 封堵决口的施工组织设计
一、决口封堵时机的选择
堤防一旦出现决口重大险情,必须采取坚决措施,在口门较窄时,采用大体积料物,如蓬布、石袋、石笼等,及时抢堵,以免口门扩大,险情进一步发展。
在溃口口门已经扩开的情况下,为了控制灾情的发展,同时也要考虑减少封堵施工的困难,要根据各种因素,精心选择封堵时机。恰当的封堵时机选择,将有利于顺利地实现封堵复堤,减少封堵抢险的经费和减少决口灾害的损失。通常,要根据以下条件,综合考虑,作出封堵时机的决策。 (1)口门附近河道地形及土质情况,估计口门发展变化趋势。
(2)洪水流量、水位等水文预报情况,一段时间内的上游来水情况及天气情况。
(3)洪水淹没区的社会经济发展情况,特别是居住人口情况,铁路、公路等重要交通干线及重要工矿企业和设施的情况。
(4)决口封堵料物的准备情况,施工人员组织情况,施工场地和施工设备的情况。
(5)其他重要情况。 二、决口封堵的组织设计 1.水文观测和河势勘查
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在进行决口封堵施工前,必须做好水文观测和河势助查工作。要实测口门的宽度,绘制简易的纵横断面图,并实测水深、流速和流量等。在可能情况下,要勘测口门及其附近水下地形,并勘查土质情况,了解其抗冲流速值。 2.堵口堤线确定
为了减少封堵施工时对高流速水流拦截的困难,在河道宽阔并具有一定滩地的情况下,或堤防背水侧较为开阔且地势较高的情况下,可选择“月弧”形堤线,以有效增大过流面积,从而降低流速,减少封堵施工的困难。 3.堵口辅助工程的选择
为了降低堵口附近的水头差和减少流量、流速,在堵口前可采用开挖引河和修筑挑水坝等辅助工程措施。要根据水力学原理,精心选择挑水坝和引河的位置,以引导水流偏离决口处,并能顺流下泄,以降低堵口施工的难度。 对于全河夺流的堤防决口,要根据河道地形、地势选好引河、挑水坝的位置,从而使引河、堵口堤线和挑水坝三项工程有机结合,达到顺利堵口的目的。
4.抢险施工准备
在实施封堵前,要根据决口处地形、水头差和流量,做好封堵材料的准备工作。要考虑各种材料的来源、数量和可能的调集情况。封堵过程中不允许停工待料,特别是不允许在合龙阶段出现间歇等待的情况。要考虑好施工场地的布置和组织,充分利用机械施工和现代化的运输设备。传统的以人力为主,采用人工打桩、挑土上堤的方法,不仅施工组织困难,耗时长、花费大,而且失败的可能性也较大。因此,要力争采用现代化的施工方式,提高抢险施工的效率。
第二节 决口抢险的实施
堤防溃口险情的发生,具有明显的突发性质。各地在抢险的组织准备、材料准备等方面都不可能很充分。因此,要针对这种紧急情况,采用适宜的堵口抢险应急措施。
为了实现溃口的封堵,通常可采取以下步骤。 一、抢筑裹头
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土堤一旦溃决,水流冲刷扩大溃口口门,以致口门发展速度很快,其宽度通常要达200~300m才能达到稳定状态,如湖北的簰州湾、江西九江的江心洲溃口。
如能及时抢筑裹头,就能防止险情的进一步发展,减少此后封堵的难度。同时,抢筑坚固的裹头,也是堤防决口封堵的必要准备工作。因此,及时抢筑裹头,是堤防决口封堵的关键之一。
要根据不同决口处的水位差、流速及决口处的地形、地质条件,确定有效抢筑裹头的措施。这里重要的是选择抛投料物的尺寸,以满足抗冲稳定性的要求;选择裹头形式,以满足施工要求。
通常,在水浅流缓、土质较好的地带,可在堤头周围打桩,桩后填柳或柴料厢护或抛石裹护。在水深流急、土质较差的地带,则要考虑采用抗冲流速较大的石笼等进行裹护。除了传统的打桩施工方法,可采用螺旋锚方法施工。螺旋锚杆其首部带有特殊的锚针,可以迅速下铺入土,并具有较大的垂直承载力和侧向抗冲力。首先在堤防迎水面安装两排一定根数的螺旋锚,抛下沙石袋后,挡住急流对堤防的正面冲刷,减缓堤头的崩塌速度;然后,由堤头处包裹向背水面安装两排螺旋锚,抛下沙石袋,挡住急流对堤头的激流冲刷和回流对堤背的淘刷。亦有采用土工合成材料或橡胶布裹护的施工方案,将士工合成材料或橡胶布铺展开,并在其四周系重物使它下沉定位,同时采用抛石等方法予以压牢。待裹头初步稳定后,再实施打桩等方法进一步予以加固。 二、沉船截流
根据九江城防堤决口抢险的经验,沉船截流在封堵决口的施工中起到了关键的作用。沉船截流可以大大减小通过决口处的过流流量,从而为全面封堵决口创造条件。
在实现沉船截流时,最重要的是保证船只能准确定位。在横向水流的作用下,船只的定位较为困难,要精心确定最佳封堵位置,防止沉船不到位的情况发生。
采用沉船截流的措施,还应考虑到由于沉船处底部的不平整,使船底部难与河滩底部紧密结合的情况,见图
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12-1。这时在决口处高水位差的作用下,沉船底部流速仍很大,淘刷严重,必须迅即抛投大量料物,堵塞空隙。在条件允许的情况下,可考虑在沉船的迎水侧打钢板桩等阻水。有人建议采用在港口工程中已广泛采用的底部开舱船只抛投料物,见图12-2。这种船只抛石集中,操作方便。在决口抢险时,利用这种特殊的抛石船只,在堵口的关键部位开舱抛石并将船舶下沉,这样可有效地实现封堵,并减少决口河床冲刷。
图12-1 沉船底部空隙示意图
图12-2 底部开舱船舶示意图(a)装料时;(b)卸料时1-料舱;2-空舱;3-统舱; G-重心;W-浮心
三、进占堵口
在实现沉船截流减少过流流量的步骤后,应迅速组织进占堵口,以确保顺利封堵决口。常用的进占堵口方法有:立堵、平堵和混合堵三种。 1.立堵法
从口门的两端或一端,按拟定的堵口堤线向水中进占,逐渐缩窄口门,最后实现合龙。采用立培法,最困难的是实现合龙。这时,龙口处水头差大,流速高,使抛投物料难以到位。在这样的情况下,要做好施工组织,采用巨型块石笼抛人龙口,以实现合龙。在条件许可的情况下,可从口门的两端架设缆索,以加快抛投速率和降低抛投石笼的难度。 2.平堵法
沿口门的宽度,自河底向上抛投料物,如柳石枕、石块、石枕、土袋等,逐层填高,直至高出水面,以堵截水流。这种方法从底部逐渐平铺加高,随着堰顶加高,口门单宽流量及流速相应减小,冲刷力随之减弱,利于施工,可实现机械化操作。这种平堵方式特别适用于前述拱型堤线的进占堵口。平堵有架桥和抛投船两种抛投方式。 3.混合堵
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混合堵是立堵与平堵相结合的堵口方式。堵口时,根据口门的具体情况和立堵、平堵的不同特点,因地制宜,灵活采用。如在开始堵口时,一般流量较小,可用立堵快速进占。在缩小口门后流速较大时,再采用平堵的方式,减小施工难度。
在1998年抗洪斗争中,借助人民解放军工兵和桥梁专业的经验,采用了“钢木框架结构、复合式防护技术”进行堵口合龙。这种方法是用40mm左右的钢管间隔沿堤线固定成数个框架。钢管下端插入堤基2m以上,上端高出水面1~做护拦,将钢管以统一规格的连接器件组成框网结构,形成整体。在其顶部铺设跳板形成桥面,以便快速在框架内外由下而上、由里向外填塞料物袋,以形成石、木、钢、土多种材料构成的复合防护层。要根据结构稳定的要求,做好成片连接、框网推进的钢木结构。同时要做好施工组织,明确分工,衔接紧凑,以保证快速推进。 四、防渗闭气
防渗闭气是整个堵口抢险的最后一道工序。因为实现封堵进占后,堤身仍然会向外漏水,要采取阻水断流的措施。若不及时防渗闭气,复堤结构仍有被淘刷冲毁的可能。
通常,可用抛投粘土的方法,实现防渗闭气。亦可采用养水盆法,修筑月堤蓄水以解决漏水。土工膜等新型材料,也可用以防止封堵口的渗漏。
第十三章 抢险工程的善后处理
汛期抢险是防汛紧急时期所采取的应急措施,受各种条件的制约,一般用料不大讲究,方法比较粗放,
具有抢修快、标准低的特点,例如,1998年汛期九江市长江城防堤溃决后,采用钢木组合体、沉船等综合措施进行堵口取得成功,但它毕竟是一种临时措施。有些也可能处理不当,技术上很难达到规范合理。因此,汛期过后,对达不到长期运用标准的抢险工程,必须进行善后处理。对某些情况,善后处理本身即可达到除险加固的目的。对另外一些情况,善后处理则是除险加固前必须的前期准备工作。
1.裂缝抢险的善后处理
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在汛期,裂缝产生原因不完全清楚的情况下,有可能判断失误而采取了不当的抢险措施,也有可能采用各种临时代用料进行封堵。汛后,应对裂缝的产状、分布、规模,以及产生的原因作进一步的分析研究。经过论证确认裂缝已经稳定和愈合,不需重新处理的,须经上级主管部门批准。汛期采用临时代用料没有彻底处理或处理不当的,应根据裂缝的形状、规模及其成因采取合理的处理措施。属于滑坡引起的裂缝,按滑坡除险加固方法进行处理,属于基础不均匀沉陷引起的裂缝,按地基加固的方法进行处理。其他原因引起的裂缝,如为纵向表面裂缝,可暂不处理,但应注意观察其变化和发展,并应堵塞缝口,以免雨水进入。较宽较深的纵缝,则应及时处理。横向裂缝不论是否贯穿堤身,均须回填封堵或充填灌浆方法进行处理,龟纹裂缝一般不宽不深,可不进行处理,较宽较深时可用较干的细土予以填缝,或用水洇实。 2.渗水抢险的善后处理
渗水抢险常用背水坡开挖导渗沟、做透水后战和临水坡做粘土防渗层的方法,汛后应对这些措施进行复核。凡是处理不当或属临时性措施的均应按新的设计方案组织实施,在施工中要彻底清除各种临时物料。若背水坡采用了导渗沟,对符合反滤要求的可以保留,但要做好表层保护。不符合设计要求的,汛后要清除沟内的杂物及填料,按设计要求重新铺设。若抢险时误用比堤身渗透系数小的粘土做了后戗台,则应予清除,必要时可重做透水后戗或贴坡排水。 3.管涌抢险的善后处理
管涌抢险,多数是采用回填反滤料的方法进行处理,有时也采用稻草、麦秆等作临时反滤排水材料。对后者,汛后必须按反滤要求重新处理。对前者则应探明原因,重新复核后分别对待:若汛期无细沙带出,也没有发生沉陷,表明抢险工程基本满足长期运用要求,可不再进行处理;若经汛期证明不能满足反滤要求者,汛后则应按设计要求进行处理。 4.漏洞抢险的善后处理
汛期,在堵塞漏洞时可能采用了棉被、稻草、麦秆等其他临时物料,汛后应予清除并按设计要求重新封堵漏洞。 5.滑坡抢险的善后处理
对汛期出现的滑坡,汛后应进一步查明滑坡原因及滑坡的规模,对抢险措施不当或不能满足要求的抢险工程,应按新的设计方案重新进行处理。对基本满足要求的抢险工程,适当修整加固后可直接变为永久加固工程。
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对临水侧滑坡,如系堤身原因引起,则在堤身加固中一并处理;如属崩岸引起,则应在崩岸处理中一并考虑。 6.崩岸抢险的善后处理
汛后应查明崩岸性质、范围和该堤段的工程地质条件,对已采取的抢险措施进行复核。如果在因岸抢险时使用了木料、竹笼、芦苇枕、梢枕等临时代用料,则应进行清除并重新按设计因岸,对不满足设计要求的其他情况也应按新的处理方案组织施工。在崩岸抢险的紧急情况下,采用抛石固基措施时,往往难以设置滤层。不做滤层或垫层的抛石护脚在运用一段时间后,其抛石下部常被淘刷,从而导致抛石的下沉崩塌。因此,在善后处理时,需考虑滤层的设置。
7.风浪抢险的善后处理
汛后应根据堤防的等级和具体堤段的险情,进行防浪设计,并对已采用的防浪措施进行评价,因地制宜地筛选设计方案。凡不符合选定方案的各种临时措施,均应拆除、清理,尤其是打人堤身的竹桩、木桩以及其他易腐物质,要认真彻底清除。
8.漫溢抢险的善后处理
汛期加高堤防多采用土料子捻、土袋子捻、桩柳(桩板)子捻、柳石(土)子捻等手段,这些子培在汛末退水时即应拆除。在汛后进行堤防加高培厚时,若子埝用料是防渗性能好的土料,则可用于堤防的加高培厚;若是透水料则可放在背水坡用作压浸台或留作堆放防汛材料。其他杂物如树木、杂草、编织袋等,均应清除在堤外。 9.跌窝抢险的善后处理
汛后应对跌窝产生的原因进行分析,判断其是堤防隐患引起的还是堤防质量问题引起的,并对汛期采取的填堵措施进行评价,按照跌窝产生的原因,采用相应的加固补强措施。汛期采用的各种应急措施,凡不满足设计要求的,应予清理、拆除,按新的设计方案处理。 10.城市堤防的汛后清理
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经过城市的堤防,汛后需进行全面清理。在进行堤防的加因处理时,要在确保防洪安全的前提下,除考虑其重要性和堤防等级外,还要与城市规划相协调,做到绿化、美化、方便群众,为发展旅游业创造条件。 11.复堤
复堤通常是在汛期后或封堵截流后没有水过流的条件下进行的,应按照《堤防工程施工规范》的有关质量标准要求执行,其质量标准要求与决口两端堤防的标准相同。
决口封堵形成的截流坝都是临时抢筑起来的,其质量难以控制,一般达不到正式堤防所要求的标准,因此,汛后必须对封堵工程进行彻底清查,弄清截流坝的结构、所用物料以及破坏情况,勘探堵口河段地质情况和地形的变化,分析截流坝与河势及原有堤防间的关系,然后制定出复堤计划,作出复堤设计。
若决口封堵形成的截流坝是堆石体,背水坡没有堵漏截渗的土袋和土料,周围地形没受到严重的冲刷破坏,截流坝体形尚规则,堤线较顺畅,复堤时可以以此为后战,在临河侧按设计标准修新堤。新堤断面适当预留一定沉降高度,并采取砌石、抛石等防冲固脚措施,和原有堤防妥善连接。
如决口封堵形成的截流坝汛后仍在挡水,可在背水侧另选堤线修堤。新堤线要尽可能与老堤平顺衔接,避开或处理好决口形成的深潭。
当汛后决口封堵形成的截流坝已不挡水,一般可拆除截流坝,尤其是要拆除采用桩、埽料结构的截流坝,再按设计的堤防标准和质量控制要求复堤。
第十四章 堤 防 抢 险 实 例
【实例1】湖北蕲春县蕲河赤东支堤漏洞群抢险 【实例2】湖北武汉市长江干堤浑水漏洞抢险
【实例3】湖北洪湖市长江周家咀堤段清水洞抢险
【实例4】湖北监利县荆江大堤杨家湾管涌抢险
【实例5】江西都昌县矾山湖于下堤管涌枪险
【实例6】湖北洪湖市长江干堤天门堤段管涌抢险
【实例7】湖北洪湖市长江燕窝八十八潭堤段管涌抢险
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【实例8】安徽东至县长江杨墩泵站接触冲刷抢险
【实例9】湖北洪湖市长江王家潭堤段滑坡抢险 【实例10】湖北洪湖市长江青山垸堤段滑坡抢险 【实例11】河北吕黎县滦河崩岸抢险
【实例12】河北保定市南拒马河堤防崩岸抢险 【实例13】河北漳河陈村段堤岸坍塌抢险 【实例14】湖北石首市长江调关以下堤段漫溢抢险
【实例15】内蒙古江桥嫩江堤段风浪冲刷抢险 【实例16】湖北赤壁市长江柳山堤段跌窝抢险 【实例17】江西九江市长江城防堤决口抢险 【实例18】湖南安乡县洞庭湖区安造垸决口抢险
【实例1】湖北蕲春县蕲河赤东支堤漏洞群抢险
赤东支堤付草湖堤段位于长江支流蕲河左岸,距入江口约4km。1998年7月2日~8月7日的36天内,在桩号3十000~6十400,长3400m堤段内,先后发生不同程度的漏洞险情18处。险情发展快、出险频率高、漏洞贯穿堤身,严重威胁堤防安全。
赤东支堤付草湖堤段经历年加高培厚,现堤顶面宽8m、高程,两侧边坡均为1:3,临水侧平台宽,高程~,背水侧堤脚高程左右,平台宽20~28m,高程~。该堤段是蕲春县防汛抗洪的重要屏障。
从7月2日~8月7日的36天里,外江水位为~,该堤段经受了10次(长江8次、蕲河2次)洪峰的侵袭,在长3400m堤段内先后发生漏洞险情18处、23个,其中浑水漏洞7处12个,口径3~13cm,水量5~50L/min;清水漏洞11处11个,口径3~10cm,水量2~12L/min,出险高程~。此外,该段4十800距背水侧坡脚90m处,还发生口径,深的管涌险情一处,涌水量40L/min;散浸险情三处,长1518m;跌窝险情2处,最深。
分析出险原因,主要有:①白蚁隐患。该堤段系人工回填的亚沙土,较适合白蚁生存。1983~1998年,共挖出土栖白蚁34窝,蚁巢均在堤身高程上下,巢龄10年以上,蚁道穿堤身。1999年汛前检查,仍发现该堤段有白蚁活动迹象。②堤身断面小,渗径短。历年局部翻挖白蚁后,回填土与原土体结合不密实、不牢固,再加1998年汛期长时间高水位浸泡,渗透水流不断加大,久
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浸成漏。②该堤段5十000处为一河道节点,下游4十000~5十000长1000m堤段,深泓逼脚,滩地被水流冲刷淘空崩塌,削弱了堤身的抗洪能力。
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1998年汛期采取了以下抢险措施:
7月2日8:00,外江水位时,发现4+805处背水坡脚有一口径3~4cm的漏洞,出水为清水、量小。至15:00,险情恶化,该处坡脚(高程22m)冒浑水,出水量约为20L/min,洞口口径11cm,浑水中挟有白蚁。险情发生后,迅速组织劳力1000人,机械300台套,采取内导外帮的方法进行处理。内围堰尺
寸:2m×3m×(高),外帮长50m,宽2~3m,高程23~26m,以漏洞为中心分别向上、下游延长25m。至20:00,漏洞堵住,内围堰水位骤然下降,洞口无明显出流。
7月28日10:00,外江水位时,3+650处距背水侧坡脚12m的平台上,发生口径13cm的漏洞险情。浑水挟沙带泥团,出水量50L/min。采取内围堰导滤,围堰尺寸:5m×3m×(高),粘士外帮长度50m、宽2~3m。以上措施完成后,出水量略有减小,但仍有浑水流出。经研究,决定变局部外帮为全线外帮。 7月29日15:00,外江水位,在同一位置距背水侧坡脚9m的平台上发现5个漏洞,最大口径10cm、最小口径5cm,出水量约为40L/min,浑水挟抄带泥团。采取了扩大围堰和增大外帮的措施。将内围堰扩大为6m×4m× (高),同时增大外帮尺寸,帮长从50m增至200m,帮宽从3m增至8m,并派50名水手下水踩士,使其密实。7月31日外帮措施完成后,内围堰浑水变清,水量减至6L/min左右。
8月5日,外江水位时,3+650处堤顶内侧(高程)发生长(顺堤轴线向)、宽3m、深1m的跌窝险情。据分析,系高水位长期浸泡导致蚁巢周壁土体浸软饱和坍塌所致。险情发生后,进行了翻挖,长1m、宽8m、深,用粘土回填夯实后,漏洞出水口断流。
在付草湖堤段漏洞群的抢险过程中,共做粘土外帮长3400m、宽3m~10m,高程~,边坡为1:~1:3。累计完成土方万m3,消耗沙石料4600m3编织袋万条。整体外帮及局部内导措施完成后,险情基本得以控制,大多数漏洞断流,少数漏洞出小量清水,水量均在1L/min内。外江水位降至,内围堰全部断流。
【实例2】湖北武汉市长江干堤浑水漏洞抢险
1998年7月29日17时25分,长江水位 (汉口水文站),武汉市汉口长江干堤丹水池堤段,中国石化中南武汉公司油库院内沿江堤桩号50+300处,距挡水墙脚5~6m处发现一直径15~20cm的漏洞,水柱高3~4cm,旁边还有2个小洞,直径2cm。堤内地面即洞口高程~27m,挡水墙顶高程。
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经查阅历史资料,1954年8月24日该堤段曾发生过浑水漏洞险情,洞径在8min内由2cm扩大至30cm左右,并出现两个跌窝。经外填士堵漏、内围堰处理,险情得到了控制。现堤段是1956年在沙石驳岸上修筑的挡水墙,由于年代久,堤质差,又经近几年连年大水浸泡,1998年汛期高水位居高不下,堤身渗漏变形,形成通道所致。
1998年7月29日18时,采用围井三级导滤处理,围井直径2m,高,沙厚,瓜米石厚,分口石厚。19时20分处理完毕后流清水。
7月30日11时28分,坐哨发现围井旁出现新的浑水洞3~4处,洞径2~3cm,水柱高20cm左右。同时,墙脚也出现大量渗水。7min后,洞径发展到30~40cm,涌水量加大,导滤料被水冲走,后采用袋装沙石填压,人踩才能压住,压高至左右才刹住水势。30日12时左右,推开墙外江面的飘浮物,发现距墙2m左右有漩涡。曾在1954年防汛中荣立一等功的离休干部、68岁的王占成同志潜人江中用脚睬探,发现墙外洞口在水面以下~1.7m,洞径lm左右。12时20分,用袋装土40~50袋外堵,效果不明显。12时30分改用毛毯棉絮外堵,每床毯包3个编织土袋下沉,抛7~8床毛毯棉絮后,墙内出水明显减少。13时抛袋结束,用毛毯和棉絮44床,堤内出水基本停止。此时,堤内导滤堆突然下沉0.5m,经加反滤料后稳定。为巩固成果,对堤内有疑点的20m范围铺沙石导滤,并在外江实施袋土筑围。13时20分左右,堤身内坡出现跌窝,下沉0.3m左右,骑堤而建的砖砌围墙下挫裂缝。 【实例3】湖北洪湖市长江周家咀堤段清水洞抢险
1998年7月5日~26日11时, 洪湖市长江干堤周家咀堤段,桩号525+735~525+800背水坡和背水坡脚出现清水洞群,共11孔。其中:1号、2号孔孔径,3号孔孔径,出水量h,出险时外江水位; 4号孔孔径,出水量h,7月25日10时出险;5号、6号、7号孔孔径,7月26日7时出险;8号孔孔径,7月26日10时出险;9号孔孔径,7月26日11时出险,出险时外江水位。出险处堤顶高程,堤顶宽13m,内外坡比均为1:3,临水侧滩地高移,滩宽10m,背水侧平台高程,宽48m,堤内水塘搪底高程,塘内水深。
1996年汛期,在此堤段附近曾出现过长6m、宽3m、深2m的堤顶跌窝,堤脚出现大量清水洞,距堤脚30m处出现2个浑水洞,判断为白蚁洞所致。这次险情亦属白蚁所致。
经反复研究,采取水下抢险措施:
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(1)1号、2号、4号、5号~9号孔筑围井,直径lm,高,采用二级导滤,沙、砾石各厚;3号孔筑围井,直径,高,采用三级导滤,砾石、沙石各厚。
(2) 1998年7月26日12时开始构筑粘士外帮以截渗。在桩号525+720~525+870,长150m,外帮宽10m,高程。
(3)构筑背水侧围堰长40m,桩号525+770~525、810,宽8m,高。抢险处理后,险情稳定,均出清水。2号孔停止出水,其余孔径出水量明显减少。
【实例4】湖北监利县荆江大堤杨家湾管涌抢险
1998年8月30日12时,在监利县杨家湾桩号638+400,距堤脚400m处发现一孔径的管涌险倩,出沙2m3,涌水高出地面。堤背水侧原是吹填淤区外缘的一块低洼农田,因地温低,农民弃种,已成沼泽地。历史上曾出现过大型管涌,背水坡脱坡(滑坡)、堤身裂缝等溃口性险情。目前吹填平台已有120~250m宽,平台高程31m。堤顶高程,顶宽12m。8月17日该段最高水位曾达。8月30日出险时长江水位。出险部位高程。
扬家湾大堤堤基为细沙层,70年代以前,出险部位在距堤脚100m范围内,经吹填加宽、加高内辅盖层,险情得到稳定。1998年的水位高,持续时间较长,出现了新的险情。
出险后采取的抢护措施有两条:一是围井三级反滤,二是围堰抽水反压。8月30日14时开始做直径5m的围井,高。具体做法是:先用大卵石填平洞口,消杀水势,再填黄沙厚,在其上填瓜米石厚,最后填卵石厚。围井水位蓄至。与此同时,对2南沼泽地加做围堰,高程为,蓄水位,以防险情转移。17时处理结束,并测出涌水量14kkg/s。20时发现填料周围冒沙,到22时,测得管涌口环形沙带内径为2m,外径为3m,厚为,出沙量h。上述情况表明采用的抢护措施不当,处理效果不好。当即决定清除直径3m,厚范围内的反滤料。重新做三级反滤。具体做法是,第一层填黄沙厚,第二层填瓜米石厚,第三层填卵石厚。3日零时完成。但第二天晨6时,滤料周围又出水带沙,测揭出沙量为h。经初步分析,以上二次处理不理想的原因是:管涌口涌水压力过大,将第一层滤料黄纱冲动带出孔口。决定再次返工,重做三级反滤。8时30分开始处理,首先清除直径,厚范围内的滤料,然后辅直径的纱布,以消杀水势,摄着在纱布上做三层反滤,第一层填黄沙厚,第二层填瓜米石厚,第三层填卵石厚,并将围井水位由升至,围堰水位升至,于11时20分处理完华。
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31日16时观察到出水不带沙,但出浑水。在滤料上有三处下陷,深~,总面积约1m2分析认为,这是填料空隙的自然调整和补填的石料整平所致。 9月1日8时观察,出水已基本变清,但仍有少量的沙和泥,此时出沙主要在一处,也不像以前呈环形带沙。8时30分,对此带纱处()重做三级反滤。至16时出水比8时明显变清,带沙量减少,险情基本稳定。此时长江水位为。
为了判断管涌险情抢护效果,对每天8时的出水量和24小时的带沙量做了测量,现摘录如下(表14-1)。
表14-1每天8h出水量和24h带沙量统计表 3日期 出水量(kg/s) 带沙量(m/h) 长江水位(m) 9月2日 9月3日 9月4日 9月5日 9月6日 9月7日 13 9 7 6 6 4 从观测纪录看,到9月3日险情已完稳定。9月6日的带沙量较前日增
加,绝大部分是填进去的滤料沙。分析其原因,瓜米石规格不符,粒径偏大,决定对瓜米石进行筛分,用以下的瓜米石铺在黄沙上,厚,到9月7日管涌险情基本解除。
此次管涌险情抢护共耗用沙石料140t,纺织袋25000条,橡胶(直径6寸)虹吸管240m,抽水机械2台套,投入劳力4200人(含武警官兵)。 在管涌险情抢护过程中,有以下两个经验教训:①对孔径大,涌水量亦大的管涌,必须解决好涌水压力大的问题。保证第一级黄沙铺垫厚度到位,是保证三级反滤成功与否的关键。②做反滤料的沙石料级配要合理,滤料沙被带出的主要原因是瓜米石的粒径过大,为滤料砂粒径的9~15倍为宜。
【实例5】江西都昌县矾山湖于下堤管涌枪险
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江西省都昌县湖于下堤南端,每到汛期均发生严重管涌。1998年秋汛前,在堤背水坡16m高程至坡脚外的部分堤段内,平铺无纺土工织物,长300m,宽200m,上压50cm厚沙砾石。1998年9月14日,当翻阳湖水位高,内湖水位时,在沙石料滤层区突然出现约100m2的管涌群,而以无纺土工织物处理过的地段都是清水缓缓流出,无任何管涌或其他异常现象。
围井剖面图
据初步分析,无纺土工织物反滤
土工织物围井平面图
层的造价比沙石反滤层节省材料费%,省工1/3。利用无纺士工织物消除管涌的围井如图14-1所示。
【实例6】湖北洪湖市长江干堤天门堤段管涌抢险
图14-1 土工织物围井
1998年8月21日4时,长江水位,洪湖市长江干堤天门堤段,在桩号433+650处,距背水坡堤脚60m的水沟中出一孔径约的管涌,在管涌口形成了直径2m左右的沙堆,其高左右。该堤段堤顶高程,堤两侧边坡的坡度均为1:3。临水坡平台高程,宽30m,背水坡平台高程,宽35m,沟底高程,出险时沟内水面高程。
对这一管涌采取了以下抢护措施:
(1)做正反五级反滤层。反滤层面积约(直径3m左右)。五级反滤层做法是:第1层卵石厚,第2层瓜米石厚,第3层沙厚,第4层瓜米石厚,第5层卵石厚。
(2)在沟两头抢筑围堰蓄水反压,该围堰垂直堤身方向宽40m,顺堤轴线长20m,高。反压水位。
通过以上抢护措施,管涌险情基本得到控制。 【实例7】湖北洪湖市长江燕窝八十八潭堤段管涌抢险
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1998年7月22日21时30分,长江水位。洪湖长江燕窝八十八潭,校号432+310~432+355,在背水坡距堤260m、300m、320m的鱼塘里发生管涌三处。这三处管涌的口径分别为、、。管捅口沙盘直径分别为、、。沙盘高分别为、、。出险处管涌口高程为,水深2m。该处堤段堤顶高程。背水坡与临水坡坡度均为1:3。内外平台各宽30m,高程。平台和鱼塘间为旱田,宽220m。鱼塘尺寸100m×100m。
该处壤土厚2m左右,鱼塘水深2m,覆盖层被破坏。在持续高水位作用下发生渗透破坏,形成管涌。先将卵石倒入洞中,厚,消杀水势。然后分别对三个涌孔抢筑三级反滤层。反滤层第1层沙厚,第2层瓜米石厚,第3层卵石厚。
7月25日,长江水位升至。除上述三个管涌外,在顺堤方向5m处又出现三个管涌,孔径分别为5cm、5cm、10cm。其高程为。险情发生后采取了围井三级反滤。处理后出清水。险情基本消除。 【实例8】安徽东至县长江杨墩泵站接触冲刷抢险
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杨墩泵站位于安徽省东至县广丰圩,建于1959年。1995年改建,2孔穿堤涵洞为钢筋混凝土结构,断面3m×,洞身长65m,底高程9m,细沙地基。1996年5月新泵站基本完成。
1996年8月14日凌晨,外江水位,站前水位,水位差,新泵站汇流水箱处向上冒沙冒水,冒水孔直径5cm,且逐渐增大,6时30分,江堤、启闭机、涵箱、机房开始下沉。7时,江堤连同涵箱整体塌陷,堤身多处裂缝,启闭机房明显倾斜。12时,堤顶下陷~,沉陷段堤防上口宽30m,下口宽8m,裂缝影响范围65m。启闭机台、机房、竖井等严重倾斜,压力涵箱接头止水拉断。两孔闸有一孔开启高达,江水携带泥沙呈漩涡状向堤内倒灌,堤内出现3个较大的水柱,约高1m,总流量约60m3/s。
省防汛指挥部会同地、县立即制定抢险方案。根据该站周围地形特点,决定在堤内引水渠内另建新坝,做成长170m、宽40m的养水盆。当日23时,二道坝第一次堵口开始合龙。当缺口堵至4m宽时,由于上水位抬高,流速加大,打下的桩断裂,堵口失败。主要原因是准备仓促,备料不足,抢险物料较轻,且堵坝的断面过小,依靠校支撑,难以奏效。在此期间,为堵住漏洞,先后在堤外沉下一条20t的船只,580包大米和用油布包着的上万吨水泥及三只集装箱等,均未见效。
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抢险指挥部又作重新布置,在大堤塌陷处加高加固,堤外作月堤,在二道坝缺口处打下15根弧形桩,3层梅花桩,每根桩均用钢缆固定在对岸的大树上。同时派港监船拦截江面船只运载石料、黄沙,从安庆调来大量麻袋、块石、碎石等抢险器材,要求附近工厂赶制200个1m3的钢筋笼,供合龙时使用。
8月15日11时30分开始第二次合龙,3小时后缺口被封住,二道坝上游水位猛涨,水位差达3m多,梅花桩发生断裂响声,仅十几分钟,二道坝再次被冲垮,缺口重新撕开10m多长。
总结上述两次失败的教训,认识到抢险材料是否充分、堵料重量大、开辟抢险道路、加快施工速度是关键,并对堵坝的断面标准、坝体材料及数量、施工程序等作了详细规定。8月18日22时,第三次堵口开始,东西坝均有部队组成的抢险突击队,为尽快形成合龙物料的支撑骨料,先抛下500多块预制板,然后推下40个钢筋笼,其效果明显。为配合下游合龙,上游闸门下。19日10时,二道堤合龙成功。接着开始闭气,先抛3m宽的袋装碎石和散装碎石,后抛7m宽袋装土,最后抛10m宽散装土。8月27日闭气结束。抢险成功,保证了长江堤防安全。
【实例9】湖北洪湖市长江王家潭堤段滑坡抢险
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1998年8月20日23时20分,发现在王家潭堤段背水坡有一道明显的裂缝,宽度约1~2cm,并正向外渗水。裂缝所在位置高程约(吴淞口高程。此时长江水位高程(吴。不到1小时,裂缝两侧已出现错动吊坎,靠近堤中心一侧高,远离堤中心一侧低坎。裂缝两侧错动的高差约~。宽度在2~8cm,长度有68m(桩号485+440~485+508)。在吊坎内有大量的明水流动。在吊坎两边有明显的裂缝,其延伸的长度约182m(桩号485+400~485+650),缝宽1~2cm,深1m以上。裂缝两侧错动不明显。
出险处堤顶高程(吴,堤顶宽6m,背水坡与临水坡坡比均为1:3。背水坡平台高程(吴,宽20m,堤内无塘。地面高程一般为~(吴~。临水面滩地高程一般为~(吴~,宽度约500m。根据以上出险情况,判断为滑坡险情。
裂缝内出现明水流动,背水坡有较宽的平台,堤内无水塘。判断滑坡的主要原因是浸润线过高,堤身饱水,重量增大,强度降低而引起滑坡。
该堤段滑坡采取以下措施进行抢险:
(1)迅速排除裂缝内积水。增宽增长导渗沟加速排水。
(2)抢筑外帮截渗,外帮长380m。
(3)在背水坡抢修透水的反压平台160m长和4个土撑,长32m。
采取以上抢护措施共用时天(8月20日24时至23日17时),投入劳力3200人,部队官兵3400名,自卸车100辆,船只15艘。
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滑坡险情基本得到控制。
【实例10】湖北洪湖市长江青山垸堤段滑坡抢险
1998年8月20日23时30分,在洪湖市长江青山垸堤段背水坡,发现两条弧形裂缝。第一条发生在485+420~485+488堤段,长68m。第二条裂缝发生在485+550~485+590堤段,长40m。出险部位都在堤肩以下~处。裂缝宽1~5cm,缝中明显积有渗水,凌晨1时,险情迅速发展,上述两条裂缝扩大,缝宽扩大至8cm。堤坡下滑,下滑吊坎高10cm,裂缝中渗水不断涌出。此时两条弧形裂缝中间的堤坡也出现了宽达2cm以上的裂缝。在485+400~485+600堤段的200m范围内裂缝相连,全线贯通。局部堤坡上的土壤饱和变成泥浆,险情迅速恶化。凌晨3时,两段滑体不断下挫,吊坎陡高增加到12~20cm。此时,485+600处的裂缝,已向上游延伸,出现了约50m长的断续裂缝,缝宽1~2cm左右。21日8时,第一段严重的弧形裂缝下挫不明显,而第二段滑体下滑吊坎增加到30cm,坡面中部以下的堤坡土壤大部分稀软,一片泥泞,测得裂缝深度达~,险情进一步恶化。
21日11时,在青山段堤段的下游方向485+050~485+070长20m堤段的背水坡,距堤内肩以下2m的部位,也出现了1~2cm的断续裂缝。同时青山垸大堤,从485+000至485+850长850m堤段下部的半坡面,普遍散浸严重,渗水量大,有局部地段的堤坡稀软。
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青山垸堤段顶宽不到6m,堤顶高程,临水坡坡度1:3,背水坡坡度不到1:3,堤脚宽度比设计宽度少4m。坡面中部凸起,堤身单薄,背水坡平台宽20m,高程,地面高程。临水面滩地高程~,无平台,堤防土质以沙壤土为主。出险时临水面水位(当地历史最高水位),超危险水位。出险原因如下。
(1)水位高,持续时间长。洪湖从7月3日进入危险水位,至8月20日止,超危险水位历时48天。由于高水位持续时间长,渗压水头高,浸润线不断升高(达~33m的高程,仅比临水面水位低1~,土体抗剪强度下降,土体重量增加,最终导致背水坡失稳而引起滑坡。
(2)堤身单薄。该堤设计的堤顶高程为,顶宽8m,背水坡与临水坡坡度均为1:3。背水坡压台宽30m,临水坡压台宽50m,高程均为。而现有的堤防欠高、欠宽,坡欠缓,该段堤防堤身单薄,渗径不足,边坡过陡,堤身为沙质壤土,抗渗强度不够。总之,堤防本身的稳定安全系数偏低。这是引起背水坡失稳而滑坡的原因。
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(3)滤沟小,导渗差。青山垸堤段于8月12日出现严重散浸,当天只作了一般性的处理,导渗沟的宽深都不足。因此,随着水位升高,浸润线也相应抬高。8月18日,第六次洪峰来临,做子埝挡水,进一步抬高了浸润线,使堤身稳定性进一步降低,最终导致滑坡。
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滑坡后,从8月21口起进行抢险。采取了以下4条抢护措施:①抢挖导渗沟,速排渗水。在堤坡上,沿坡脚至滑挫陡坎按垂直于堤防方向挖沟导渗×,垂直沟间距5m。对两条垂直沟之间渗水不畅处的滑体,另加挖人字支沟,加速导水。垂直沟和人字支沟,均铺满三级反滤沙石料。分界沟中则铺满芦苇。同时,还在背水坡平台上按每10m挖沟一条×,将流人堤路分界沟中的渗水导出。②抢筑透水压台,导出渗水,降低浸润线,做反压平台,使堤坡趋于稳定。具体做法是,在滑挫堤坡485+420~485+488和485+550~485+590处,分别抢筑长80m和60m,宽5m的透水压台两段。抢筑透水压台前,在做好了三级反滤沟的堤坡堤脚上,全部铺盖芦苇稻草,此后再压盖土料,使透水压台成为从下至上为芦苇,稻草,土的成层透水结构。按以上结构再分三级筑成总高的透水压台。同时,在485+500~485+550和485+600以上出现裂缝的背水坡,筑顺堤长10m高,高宽相应的透水土撑4座。③抢筑外帮截渗,加大堤身断面,减少渗水量,稳定堤身。即在485+400~485+650堤段,突击抢筑外帮,其宽10m,高出水面。④延长外帮,加宽加深导渗沟,翻填裂缝,预防新的险情。在青山垸850m长的严重散渗堤段,组织单独的抢险队,将原来的导渗沟进行加宽加深,以加速滤水,降低浸润线。特别是对紧邻485+400以下100m严重散浸部分,背水坡做三级沙石反滤,临水坡外帮下延100m,宽3m,以防止可能出现新的滑坡。对485+050~485+070出现的断续裂缝也做了两个内透水土撑,加做外帮等相应措施,最后对滑坡裂缝108m的吊坎也进行了清理翻挖,用粘土回填,胶布覆盖,以防止雨水淋灌。青山垸背水坡滑坡抢险堤防剖面见图14-2。
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经采取上述四项抢护措施后,滑坡体及堤身渗水出溢流畅。21日下午,滑坡堤段浸润线明显下降,背水坡逐步干燥。在透水压台完成后观察,滑体完全终止下滑,滑坡险情基本消除。
图14-2 青山垸背水坡滑坡抢险剖面示意图
【实例11】河北吕黎县滦河崩岸抢险
滦河在昌黎县全长75km。1995年6月7日~7月15日,在造床流量3000m3/s左右时,昌黎县马良子段出现了严重的崩岸现象,坍去滩地100多
3
米。8月上旬,由于来水较大,洪峰流量达6100m/s。水流直冲堤脚,小捻劈裂2/3。
滦河由山丘区进入平原区后,河床由沙质底床构成。河道宽阔,河势平缓,导致主河槽经常左右摆动,大水时走直线,小水时走弯路。据调研分析,当流量超过5000m3/s时对河床具有调直作用,使河道利于宣泄洪水;当小水在3500m3/s以下时,主河槽摇摆不定,河势具有向左岸移动的趋势。
滦河进入昌黎马良子段,在3000m3/s左右流量作用下,主流走弯,靠近左岸。由于右岸此段堤防护岸工程标准较低,在水流直切的情况下,造成对岸滩根部淘刷,形成岸边土体“头重脚轻”之势,河岸坍塌严重,以致小埝毁肩过半。
险情发生后,当地组织了护岸抢险队伍。7月27日在滦河流量3000m3/s、滩地坍塌严重的情况下,采用培土、加固堤捻、打桩挂柳等措施,完成打桩挂柳150个树头,险情暂时得以控制。7月30日,滦河洪峰6100m3/s,加之海潮顶托影响,滦河泄水缓慢。随着水位的变动,挂柳失去作用。为护住堤脚,抛投了大量石块、装满土的编织袋等,但由于流速较大,均被水冲走。最后,决定采用大体积钢筋笼内装石块抛投在急流顶冲处防护的措施。开始采用
1m×lm×2m的长方形钢筋笼,装满石头后重约2t。试用后发现,这种钢筋笼焊点多、牢固性差。后改用灯笼形鸡窝笼,体积2m3以上。装填石块后,重量大、整体性强、抗冲能力也较强。以吊车吊放,共抛填钢筋笼500多个,总重量1万多吨,有效地控制了崩岸险情。与此同时,还抢修了护岸丁坝,在近10m深的急流中筑起短丁坝3道,总长80多米,制止了险情的扩大,避免了大堤决口。
【实例12】河北保定市南拒马河堤防崩岸抢险
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1996年8月受台风影响,南拒马河发生较大洪水,流量由8月5日8时的496m3/s,迅即增大为5月20日的1230m3/s,水位也相应地由提高到。在持续高水位流量情况下,5日22时南拒马河右岸韩村堤段发生严重崩岸险情。崩岸长50m、宽15m、深5m。由于降雨不断,河水继续上涨,险情扩大,影响着堤防安全。
造成崩岸的主要原因是,出险处主河槽内有一道拦水土埝,使洪水主流偏离主河槽冲向左岸。在洪水流量迅速增大时,对堤防破坏作用显著增强。
为了制止险情的发展,组织了抢险队在塌方上游打桩截流,以减轻洪水对塌方口的冲击。打下间隔80cm,长35m的两排木桩,并在木桩上捆绑上树枝,“挂柴缓溜”。此外,以百余公斤重的装土草袋封堵塌方口,以避免险情扩大。经过近8小时奋战,一道土袋防护堤坝筑成,塌方口全部被封锁。同时,还组织力量清除了阻水土地,将洪水引人主河槽。
通过上述措施,险情排险,大堤安全得以保证。 【实例13】河北漳河陈村段堤岸坍塌抢险
河北省临漳县陈村河段主流顶冲堤岸,使大堤坍塌,采用编织土工织物、尼龙绳和编织袋等三种材料组成的抢险排体进行抢险处理。
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按坍塌的长度、淘刷深度和堤防高度确定共铺设6块抢险排体,护坡总长77m,如图14-3所示。
软体排体的制作步骤是:
(1)用封包机GK9一1或GK9—2缝制排体底布。底布宽~810m,长12~15m。 (2)排体底布下缘缝成Φ40cm的压载横枕,枕长12~15m,横枕与底布合为一体,其两头敞口,供装土用。
(3)在排体底布与横枕两端边缘处,上下对应缝上两Φ5mm护枕绳,其中一根与排体底布局部连接;另一根在横枕上面与枕轴线平行,并在其上,每隔20cm缝接一根Φ2mm、长25cm的细绳,待横枕装土后,使土枕上端与排体底布上的Φ5mm的绳接扎起来。
图14-3陈村坍塌抢险示意图
(4)在排体底布两侧和中间缝制等间距的4条Φ60cm、长10m的编织布纵向压载土枕,两侧的纵向土枕每隔30~50cm与排体底布缝成一体。
(5)为了增加排体的抗拉强度和固定排体的沉放位置,各纵向土袋的上下分别缝上Φ5mm的纵向拉筋绳,并将这些绳兜过横枕底部。
(6)在排体上端缝上Φ10mm的挂排缆绳。纵向拉筋绳和挂排缆绳预留一定长度,以便挂排时与岸桩联结。
(7)用于抢险排体的上游侧,靠横枕处缝一根Φ5mm的定位引绳(或叫横向拉筋绳)。排体下游侧沿纵枕缝制一条宽60cm的编织布条,供多排沉放搭接,见图14-4。
该堤岸坍塌抢护方法如下: (1)在险工险段上展开抢险用排体。
(2)往横枕内装土。抢险队伍由40~50人组成,分为两组,从两端同时向袋内装土,边装土边抖动,使袋内土装实,同时用Φ2mm细绳捆扎,其间距约20cm。
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(3)滚排成捆。抢险队员站到横枕一例,齐力滚动排体使卷成捆,然后将排捆移至临河坡堤肩处,以待沉排。
(4)打挂排桩。在对准纵向压载土枕的堤顶上打6根木桩,桩顶高出堤面30~40cm,将纵向拉筋及缆绳拴在桩上。挂排引绳松紧要适当,使排体沉好后其上缘超出水面。
(5)沉排护险。抢险人员站到排捆一侧,面向迎水面,齐力往下推滚排体,并用助沉工具推动使其下沉到预定位置,同时在上游侧牵动横向拉筋绳使准确就位。
(6)往纵向压载土袋内装土。抢险人员分成四组,上游侧纵向土枕应先装土,依次往下游土袋内装土。纵向压袋装土完毕后,抢护工作结束。 铺设排体时应注意,铺放第一块时,必须使排体达到坍塌段的上游不小于5m,并注意防止排体下部被淘刷。如发现排体脚部有冲刷坍塌,应及时放松挂排缆绳,使整个排体下滑,覆盖住坍塌部位。纵向压载也要逐渐加高到水面以上。
图14-4 排体结构图
在本工程中,排体铺好后,当漳河河道下泄200m3/s流量时,迎流顶冲的游流上移到护岸排上,不到半天河床被刷深4~5m,排体和柳石箱连接处(图14-4)由于漩涡淘刷,有两块排体宽22m的下游端的土坡被淘空,局部塌入水中,此时排体依然起到对堤岸的保护作用。其余4块排体经局部补充加载后,在流速2m/s的冲刷下仍稳定无恙,保住了堤岸。上述局部加载是用长6m(或更长),Φ60cm的长土袋(图14-4),一端缝合,另一端敞口,并在土袋两端各1m处缝一根Φ8mm的塑料绳,绕过土袋予以固定。在岸边定位时土袋可竖向并列,也可顺坡滚下,陈村堤岸坍塌抢险时就采用了这种方法。 【实例14】湖北石首市长江调关以下堤段漫溢抢险
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湖北石首市长江调关以下堤段设计堤顶高程~,1954年最高水位超1m,堤面宽~6m,内外坡1:3,堤身~7m。石首河段按照50年一遇或80年一遇大水的泄洪能力为38500m3
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/s。1998年第6次洪峰经过石首段的流量为46900m3/造成下顶上压,立位屡创新高,造成了子堤作为抵御特大洪水最后屏障的局面。调关以下共4次抢险加高加固子堤。
6月26日,根据市防指的要求,动用民工2万人次,历时2完成土方2万多立方米,抢筑一道顶宽、高、底宽的子堤。7月18日,长江第二次洪峰安全经过调关。第三次洪峰预报调关水位将达,部分堤段子堤将挡水,子堤必须加高至,顶面宽加至,底宽加至2m。7月26日长江第三次洪峰顺利通过通过调关,洪峰水位,干堤鹅公凸段400m子堤挡水。
7月29日获悉长江第四次洪峰将于8月9日左右到达调关,将达,子堤再次加高到,顶面宽1m,底宽。8月9日8时,第四次洪峰通过调关,洪峰水位,子堤挡2~。由于高水位持续浸泡时间长,在第五次洪峰到来之前,又对全线子堤进行了加固。8月13日19时,调关水位水们仍在缓慢上涨,长江第五次洪峰尚未通过,上游更大的第六次洪峰已经形成,预报水位将达。3万多军民奋战两昼夜,抢运土方近10万m3,子堤再次加至高~,顶面宽~,底宽2~4m。8月17日11时经上游水库成功调节错峰后的长江第六次特大洪峰抵达调关,洪峰水位,子堤挡水深度~。
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1998年长江长江干堤调关以下全线漫溢的成功抢护是建立在科学预测、科学决策、劳力及器材充足的基础上的。同时子堤质量也是十分重要的。调关以下全线子堤成功挡水13天,部分堤段子堤挡水37天,最深挡水达,实践证明子堤质量过关,其主要做法如下:
(1)子、母堤的有效衔接。母堤为沙石堤面,透水性强。所以,一是消除母堤外肩草质和沙石层,降低透水性;二是适当加宽子堤,延长渗透;三是子堤层层捣实(木桩捣、踩)。
(2)新旧土体的有效结合。子堤加高加固时,新旧土体间容易出现较大缝隙,留有隐患。所以,一定要消除旧土体表面覆盖物及其土表层,用湿度相近的疏松泥土与新土体结合,避免新旧土体间出现缝隙,减小渗水。
(3)子堤防浪。调关全段子堤临水面大多由7~12层编织袋层层错开垒成,防浪作用良好。有些重点堤段,风大浪高,子堤很容易被淘空,所以又采用了两种防浪措施,一是覆盖土工布或油布等,二是打桩固枕(柴枕、柳枕)。 【实例15】内蒙古江桥嫩江堤段风浪冲刷抢险
嫩江半拉山扬水站西(嫩江20+000~20+700及23+162~24+960段),1998年7月2日,第一次洪峰流量7480m3/s,北风7级,浪高,该堤段冲淘严重;8月7日流量8070m3
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/s,东北风6级,浪高,洪水冲刷堤坡严重;8月14日,嫩江江桥站峰顶,西北风7级,浪高,大堤临水坡被洪水沟失2/3,直接危及大堤安全。
造成险情的原因:一是堤坡面为土体,无抗冲刷能力,嫩江23+300~24+400段虽有护石,但水位超过护石面,上部堤面均为土体;二是洪水流量大,水位高,加之北风、西北风、东北风,风力6~7级,浪高~,风向直对大堤。
抢险措施为,每隔lm打1根木桩,上捆柳把、柳条包,做防浪隔离带,在被淘刷堤坡处沉铺土工布作面层,用卵石袋对堤坡进行护砌(坡比1:3)。采取此措施后有效地控制了风浪对堤坡的冲刷。 【实例16】湖北赤壁市长江柳山堤段跌窝抢险
1998年7月28日凌晨5时35分,赤壁市长江柳山堤段桩号2+000处堤顶出现跌窝,直径2m,深2~;8月3日14时38分,在桩号0+020处堤顶出现跌窝,直径。两洞相连,平均深度。出现两次跌窝后江水迅速内渗。
1998年7月24日在桩号2+000高程为30m处的堤腰出现直径为的深水大漏洞,在高程的堤脚下出现直径为的深水大漏洞,涌流含沙浑水,跌窝系漏水洞冲刷带走堤土所致。
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在出现漏水洞后采用了堤身填土外帮,背水侧采取反滤导渗。对跌窝采取排渍水、清淤泥、填粘土、层土层硪夯实的处理方法。
经过以上处理,险情排除。
【实例17】江西九江市长江城防堤决口抢险
九江市长江城防堤决口处位于九江段4~5号闸之间,堤外(迎水面)是一片河滩地,事故发生时水深约3m,长江水位。紧靠城防堤后有一个深水塘(由古河道形成的),面积约,事故发生时水塘水位约19m。决口段城堤主要由钢筋混凝土防洪墙、土堤和堤脚浆砌石挡墙等组成。
1998年8月7日12时50分,发现堤脚水塘冒水,有3个泡泉冒浑水,水柱高20cm,直径约10cm,随即用沙包堵压未压住。13时12分,又发现干堤迎水面离堤脚8~20m的江面有3个漩涡,险情继续扩大。至13时40分,干堤顶部发生坍塌,直径约2m,江水随即从坍塌处涌出,干堤被冲毁,形成一个宽50m的大决口,决口处的流量为300m3/s,流速为3m/s,水位落差3m多。
出现溃口的原因是多方面的,有关专家正在调查分析。
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堤防溃决后,在广大干部群众奋力拼搏下,仅用5天时间,堵口合龙成功,又用8天时间完成了决口封堵段的加固和第3道防线的修筑,夺取了决口封堵的全胜。
这次堵口工程的实施方案由三道防线组成。第一道防线是应急措施,起降低流速、减少流量和为修筑第二道防线创造施工条件的作用。主要措施是在决口处沉船,在沉船的外侧抛投袋装碎石、沙包、粮食、钢筋笼,打木桩和钢管桩等,形成了一个长200m,宽2m,高4m的半月形围堰。第二道防线是利用钢木土石组合体、袋装碎石后战堤和水中抛土闭气三项工程技术措施,使封堵段干堤完成闭气,几乎滴水不漏。第三道防线是采用袋装粘土,形成长430m,顶宽,底宽8m,高的土堤和在迎水面加防渗土工布技术,巩固了第二道防线,加大了干堤的安全度。
堵口工程完成后,在专家组初验的基础上,堵口指挥部对整个堵口抢险工程进行了全面验收。验收结论为:符合设计要求,工程质量优良。 【实例18】湖南安乡县洞庭湖区安造垸决口抢险
安造垸位于安乡县,是洞庭湖区11个重点确保垸之一。1998年7月24日12时,松滋河安乡水位达,超历史最高水位。同日20时,安造大垸安乡县棉纺厂堤段发生严重管涌。经抢险,但未能控制险情。21时30分,34m长堤身整体下沉,洪水漫堤涌入垸境内,溃口迅速发展到120m宽。
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安造垸溃决后,抢筑了二道防线,保住了县城安全。考虑到堤后洪水灾害情况十分严重,必须立即封堵。从7月27日起进行堵口复堤。前期采用立堵的方法快速进占,用卵石、块石料万余吨。以后,在合龙前水深流急的情况下,将沉船封堵改为用大型立吊,在强力加固堤头的基础上,把卵石、块石装入2~3m高的钢筋三角笼内抛填合龙。
8月11日口门已经堵复。按溃口前原大堤轴线取直线原址恢复,堤顶高程,堤顶面宽8m,临水坡1:,背水坡1:3,冲坑采用挖泥船吹填,吹填至高出地面高程1m。临水坡脚修筑2m高的挡土墙,并形成5m宽平台。
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