如何判別管涌險(xiǎn)情,？又該如何搶護(hù)？
在滲流水作用下土顆粒群體運(yùn)動(dòng)，稱為“流土”。填充在骨架空隙中的細(xì)顆粒被滲水帶走，稱為“管涌”,。通常將上述兩種滲透破壞統(tǒng)稱為管涌(又稱翻沙鼓水、泡泉),。管涌險(xiǎn)情的發(fā)展以流土最為迅速,，它的過(guò)程是隨著出水口涌水挾沙增多，涌水量也隨著增大,，逐漸形成管涌洞,，如將附近堤(閘)基下沙層淘空，就會(huì)導(dǎo)致堤(閘)身驟然下挫,，甚至釀成決堤災(zāi)害,。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1998年汛期,，長(zhǎng)江干堤近2/3的重大險(xiǎn)情是管涌險(xiǎn)情,。所以發(fā)生管涌時(shí)，決不能掉以輕心,，必須迅速予以處理,，并進(jìn)行必要的監(jiān)護(hù)。
第一節(jié) 管涌險(xiǎn)情的判別一,、管涌險(xiǎn)情產(chǎn)生的原因 管涌形成的原因是多方面的,。一般來(lái)說(shuō)，堤防基礎(chǔ)為典型的二元結(jié)構(gòu),，上層是相對(duì)不透水的粘性土或壤土,，下面是粉沙、細(xì)沙,，再下面是砂礫卵石等強(qiáng)透水層,，并與河水相通(圖3-1)。在汛期高水位時(shí),，由于強(qiáng)透水層滲透水頭損失很小，堤防背水側(cè)數(shù)百米范圍內(nèi)表土層底部仍承受很大的水壓力,。如果這股水壓力沖破了粘土層,，在沒(méi)有反濾層保護(hù)的情況下，粉沙,、細(xì)沙就會(huì)隨水流出,，從而發(fā)生管涌,。
圖3-1管涌險(xiǎn)情示意圖
堤防背水側(cè)的地面粘土層不能抗御水壓力而遭到破壞的原因大致為：
(1)防御水位提高，滲水壓力增大,，堤背水側(cè)地面粘土層厚度不夠,。
(2)歷史上潰口段內(nèi)粘土層遭受破壞，復(fù)堤后,，堤背水側(cè)留有淵潭,，淵潭中粘土層較薄，常有管涌發(fā)生,。
(3)歷年在堤背水側(cè)取土加培堤防,，將粘土層挖薄。
(4)建閘后渠道挖方及水流沖刷將粘土層減薄,。
(5)在堤背水側(cè)鉆孔或勘探爆破孔封閉不實(shí)和一些民用井的結(jié)構(gòu)不當(dāng),，形成滲流通道。如1995年荊江大堤柳口堤段,，距背水側(cè)堤腳數(shù)百米的地方因鉆孔封填不實(shí),，汛期發(fā)生了管涌；1998年汛期,，湖北省公安縣及江西省的九江市均有因民用井結(jié)構(gòu)不當(dāng)而出現(xiàn)險(xiǎn)情的,。
(6)由于其他原因?qū)⒌瘫乘畟?cè)表土層挖薄。
二,、管涌險(xiǎn)情的判別
管涌險(xiǎn)情的嚴(yán)重程度一般可以從以下幾個(gè)方面加以判別,，即管涌口離堤腳的距離；涌水渾濁度及帶沙情況,；管涌口直徑,；涌水量；洞口擴(kuò)展情況,；涌水水頭等,。由于搶險(xiǎn)的特殊性，目前都是憑有關(guān)人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷,。具體操作時(shí),，管涌險(xiǎn)情的危害程度可從以下幾方面分析判別：
(1)管涌一般發(fā)生在背水堤腳附近地面或較遠(yuǎn)的坑塘洼地。距堤腳越近,，其危害性就越大,。一般以距堤腳15倍水位差范圍內(nèi)的管涌最危險(xiǎn)，在此范圍以外的次之,。
(2)有的管涌點(diǎn)距堤腳雖遠(yuǎn)一點(diǎn),，但是，管涌不斷發(fā)展,，即管涌口徑不斷擴(kuò)大,，管涌流量不斷增大,，帶出的沙越來(lái)越粗，數(shù)量不斷增大,，這也屬于重大險(xiǎn)情,，需要及時(shí)搶護(hù)。
(3)有的管涌發(fā)生在農(nóng)田或洼地中,，多是管涌群,，管涌口內(nèi)有沙粒跳動(dòng)，似“煮稀飯”,，涌出的水多為清水,，險(xiǎn)情穩(wěn)定，可加強(qiáng)觀測(cè),，暫不處理,。
(4)管涌發(fā)生在坑塘中，水面會(huì)出現(xiàn)翻花鼓泡,，水中帶沙,、色渾，有的由于水較深,，水面只看到冒泡,，可潛水探摸，是否有涼水涌出或在洞口是否形成沙環(huán),。
需要特別指出的是,，由于管涌險(xiǎn)情多數(shù)發(fā)生在坑塘中，管涌初期難以發(fā)現(xiàn),。因此在荊江大堤加固設(shè)計(jì)中曾采用填平堤背水側(cè)200m范圍內(nèi)水塘的辦法,，有效地控制了管涌險(xiǎn)情的發(fā)生。
(5)堤背水側(cè)地面隆起(牛皮包,、軟包),、膨脹、浮動(dòng)和斷裂等現(xiàn)象也是產(chǎn)生管涌的前兆,，只是目前水的壓力不足以頂穿上覆土層,。隨著江水位的上漲，有可能頂穿,，因而對(duì)這種險(xiǎn)情要高度重視并及時(shí)進(jìn)行處理,。
第二節(jié) 管涌險(xiǎn)情的搶護(hù)方法
一、搶護(hù)原則
搶護(hù)管涌險(xiǎn)情的原則應(yīng)是制止涌水帶沙,，而留有滲水出路,。這樣既可使沙層不再被破壞，又可以降低附近滲水壓力，使險(xiǎn)情得以控制和穩(wěn)定,。
值得警惕的是，管涌雖然是堤防潰口的極為明顯和常見(jiàn)的原因,，但對(duì)它的危險(xiǎn)性仍有認(rèn)識(shí)不足,，措施不當(dāng)，或麻痹疏忽,，貽誤時(shí)機(jī)的,。如大圍井搶筑不及，或高圍井倒塌都曾造成決堤災(zāi)害,。
二,、搶護(hù)方法
(一)反濾圍井
在管涌口處用編織袋或麻袋裝土搶筑圍井，井內(nèi)同步鋪填反濾料,，從而制止涌水帶沙,，以防險(xiǎn)情進(jìn)一步擴(kuò)大，當(dāng)管涌口很小時(shí),，也可用無(wú)底水桶或汽油桶做圍井,。這種方法適用于發(fā)生在地面的單個(gè)管涌或管涌數(shù)目雖多但比較集中的情況。對(duì)水下管涌,，當(dāng)水深較淺時(shí)也可以采用,。
圍井面積應(yīng)根據(jù)地面情況、險(xiǎn)情程度,、料物儲(chǔ)備等來(lái)確定,。圍井高度應(yīng)以能夠控制涌水帶沙為原則，但也不能過(guò)高,，一般不超過(guò)1．5m,，以免圍井附近產(chǎn)生新的管涌。對(duì)管涌群,，可以根據(jù)管涌口的間距選擇單個(gè)或多個(gè)圍井進(jìn)行搶護(hù),。圍井與地面應(yīng)緊密接觸，以防造成漏水,，使圍井水位無(wú)法抬高,。
圍井內(nèi)必須用透水料鋪填，切忌用不透水材料,。根據(jù)所用反濾料的不同,，反濾圍井可分為以下幾種形式。
1．沙石反濾圍井
沙石反濾圍井是搶護(hù)管涌險(xiǎn)情的最常見(jiàn)形式之一,。選用不同級(jí)配的反濾料,，可用于不同土層的管涌搶險(xiǎn)。在圍井搶筑時(shí)，首先應(yīng)清理圍井范圍內(nèi)的雜物,，并用編織袋或麻袋裝土填筑圍井,。然后根據(jù)管涌程度的不同，采用不同的方式鋪填反濾料：對(duì)管涌口不大,、涌水量較小的情況,，采用由細(xì)到粗的順序鋪填反濾料，即先裝細(xì)料,，再填過(guò)渡料,，最后填粗料，每級(jí)濾料的厚度為20～30cm,，反濾料的顆粒組成應(yīng)根據(jù)被保護(hù)士的顆粒級(jí)配事先選定和儲(chǔ)備,；對(duì)管涌口直徑和涌水量較大的情況，可先填較大的塊石或碎石,，以消殺水勢(shì),，再按前述方法鋪填反濾料，以免較細(xì)顆粒的反濾料被水流帶走,。反濾料填好后應(yīng)注意觀察,，若發(fā)現(xiàn)反濾料下沉可補(bǔ)足濾料，若發(fā)現(xiàn)仍有少量渾水帶出而不影響其骨架改變(即反濾料不下陷),，可繼續(xù)觀察其發(fā)展,，暫不處理或略抬高圍井水位。管涌險(xiǎn)情基本穩(wěn)定后,，在圍井的適當(dāng)高度插入排水管(塑料管,、鋼管和竹管)，使圍井水位適當(dāng)降低,，以免圍井周圍再次發(fā)生管涌或井壁倒塌,。同時(shí)，必須持續(xù)不斷地觀察圍井及周圍情況的變化,，及時(shí)調(diào)整排水口高度,，如圖3-2所示。
2．土工織物反濾圍井
首先對(duì)管涌口附近進(jìn)行清理平整,，清除尖銳雜物,。管涌口用粗料(碎石、礫石)充填,，以消殺涌水壓力,。鋪土工織物前，先鋪一層粗沙,，粗沙層厚30～50cm,。然后選擇合適的土工織物鋪上。需要特別指出的是,，土工織物的選擇是相當(dāng)重要的,，并不是所有土工織物都適用。選擇的方法可以將管涌口涌出的水沙放在土工織物上從上向下滲幾次,，看土工織物是否淤堵,。若管涌帶出的土為粉沙時(shí)，一定要慎重選用土工織物(針刺型),；若為較粗的沙，一般的土工織物均可選用,。最后要注意的是,，土工織物鋪設(shè)一定要形成封閉的反濾層土工織物周圍應(yīng)嵌人士中，土工織物之間用線縫合,。然后在土工織物上面用塊石等強(qiáng)透水材料壓蓋,，加壓順序?yàn)橄人闹芎笾虚g，最終中間高,、四周低,，最后在管涌區(qū)四周用土袋修筑圍井。圍井修筑方法和井內(nèi)水位控制與沙石反濾圍井相同(圖3-3),。
圖3-2沙石反濾圍井示意圖
圖3-3土工織物反濾圍井示意圖
3．梢料反濾圍井
梢料反濾圍井用梢料代替沙石反濾料做圍井,，適用于沙石料缺少的地方。下層選用麥秸,、稻草,，鋪設(shè)厚度20～30cm。上層鋪粗梢料,，如柳枝,、蘆葦?shù)龋佋O(shè)厚度30～40cm,。梢料填好后,，為防止梢料上浮，梢料上面壓塊石等透水材料,。圍井修筑方法及井內(nèi)水位控制與沙石反濾圍井相同(圖3-4),。
圖3-4梢料反濾圍井示意圖
圖3-5沙石反濾壓蓋示意圖
(二)反濾層壓蓋
在堤內(nèi)出現(xiàn)大面積管涌或管涌群時(shí)，如果料源充足,，可采用反濾層壓蓋的方法,，以降低涌水流速，制止地基泥沙流失,，穩(wěn)定險(xiǎn)情,。反濾層壓蓋必須用透水性好的材料，切忌使用不透水材料。根據(jù)所用反濾材料不同,，可分為以下幾種,。
1．沙石反濾壓蓋(圖3-5)
在搶筑前，先清理鋪設(shè)范圍內(nèi)的雜物和軟泥,，同時(shí)對(duì)其中涌水涌沙較嚴(yán)重的出口用塊石或磚塊拋填,，消殺水勢(shì)，然后在已清理好的管涌范圍內(nèi),，鋪粗沙一層,，厚約20cm，再鋪小石子和大石子各一層,，厚度均為20cm,，最后壓蓋塊石一層，予以保護(hù),。
2．梢料反濾壓蓋(圖3-6)
當(dāng)缺乏沙石料時(shí),，可用梢料做反濾壓蓋。其清基和消殺水勢(shì)措施與沙石反濾壓蓋相同,。在鋪筑時(shí),，先鋪細(xì)梢料，如麥秸,、稻草等,，厚10～15cm，再鋪粗梢料,，如柳枝,、秫秸和蘆葦?shù)龋窦s15～20cm,，粗細(xì)梢料共厚約30cm,，然后再鋪席片、草墊或葦席等,，組成一層,。視情況可只鋪一層或連鋪數(shù)層，然后用塊石或沙袋壓蓋,，以免梢料漂浮,。梢料總的厚度以能夠制止涌水?dāng)y帶泥沙、變渾水為清水,、穩(wěn)定險(xiǎn)情為原則。
圖3-6梢料反濾壓蓋示意圖
(a)無(wú)濾層圍井示意圖
(b)背水月堤示意圖
圖3-7蓄水反壓示意圖
(三)蓄水反壓(俗選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 稱養(yǎng)水盆)
即通過(guò)抬高管涌區(qū)內(nèi)的水位來(lái)減小堤內(nèi)外的水頭差,，從而降低滲透壓力,，減小出逸水力坡降,，達(dá)到制止管涌破壞和穩(wěn)定管涌險(xiǎn)情的目的，見(jiàn)圖3-7,。
該方法的適用條件是：①閘后有渠道,，堤后有坑塘，利用渠道水位或坑塘水位進(jìn)行蓄水反壓,；②覆蓋層相對(duì)薄弱的老險(xiǎn)工段,，結(jié)合地形，做專門的大圍堰(或稱月堤)充水反壓,；②極大的管涌區(qū),，其他反濾蓋重難以見(jiàn)效或缺少沙石料的地方。蓄水反壓的主要形式有以下幾種,。
1．渠道蓄水反壓
一些穿堤建筑物后的渠道內(nèi),，由于覆蓋層減薄,，常產(chǎn)生一些管涌險(xiǎn)情，且沿渠道一定長(zhǎng)度內(nèi)發(fā)生,。對(duì)這種情況,，可以在發(fā)生管涌的渠道下游做隔堤，隔堤高度與兩側(cè)地面平,，蓄水平壓后,，可有效控制管涌的發(fā)展。如安徽省的陳洲電徘站,、新河口站等老險(xiǎn)閘站都采用此法除險(xiǎn),。
2．塘內(nèi)蓄水反壓
有些管涌發(fā)生在塘中，在缺少沙石料或交通不便的情況下,，可沿塘四周做圍堤,，抬高塘中水位以控制管涌。但應(yīng)注意不要將水面抬得過(guò)高,，以免周圍地面出現(xiàn)新的管涌,。
3．圍井反壓
對(duì)于大面積的管涌區(qū)和老的險(xiǎn)工段，由于覆蓋層很薄,，為確保汛期安全度汛,，可搶筑大的圍井，并蓄水反壓,，控制管涌險(xiǎn)情,。如1998年安慶市東郊馬窩段，局長(zhǎng)江上的一個(gè)老險(xiǎn)工段,，覆蓋層厚度僅O．8～3m,，汛期搶筑了五個(gè)大的圍井，有效控制了5km長(zhǎng)堤段內(nèi)管涌險(xiǎn)情的發(fā)生,。
采用圍井反壓時(shí),，由于井內(nèi)水位高、壓力大,，圍井要有一定的強(qiáng)度,，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視周圍是否出現(xiàn)新管涌,。切忌在圍井附近取土,。
4.其他
對(duì)于一些小的管涌，一時(shí)又缺乏反濾料,，可以用小的圍井圍住管涌,，蓄水反壓，制止涌水帶沙,。也有的用無(wú)底水桶蓄水反壓,，達(dá)到穩(wěn)定管涌險(xiǎn)情的目的。
(四)水下管涌險(xiǎn)情搶護(hù)
在坑,、搪,、水溝和水渠處經(jīng)常發(fā)生水下管涌，給搶險(xiǎn)工作帶來(lái)困難,?？山Y(jié)合具體情況，采用以下處理辦法：
(1)反濾圍井,。當(dāng)水深較淺時(shí),，可采用這種方法。
(2)水下反濾層,。當(dāng)水深較深,，做反濾圍井困難時(shí),，可采用水下拋填反濾層的辦法,。如管涌嚴(yán)重，可先填塊石以消殺水勢(shì),，然后從水上向管涌口處分層傾倒沙石料,，使管涌處形成反濾堆，使沙粒不再帶出,，從而達(dá)到控制管涌險(xiǎn)情的目的,，但這種方法使用沙石料較多。
(3)蓄水反壓,。當(dāng)水下出現(xiàn)管涌群且面積較大時(shí),，可采用蓄水反壓的辦法控制險(xiǎn)情,，可直接向坑塘內(nèi)蓄水，如果有必要,，也可以在坑塘四周筑圍堤蓄水,。
(五)“牛皮包”的處理
當(dāng)?shù)乇硗翆釉诓莞蚱渌z結(jié)體作用下凝結(jié)成一片時(shí)，滲透水壓把表土層頂起而形成的鼓包,，俗稱為“牛皮包”,。一般可在隆起的部位，鋪麥秸或稻草一層,，厚10～20cm,，其上再鋪柳枝、秫秸或蘆葦一層,，厚約20～30cm,。如厚度超過(guò)30cm時(shí)，可分橫豎兩層鋪放,，然后再壓土袋或塊石,。
