堤防抢险技术
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防汛抢险急需技术装备揭榜攻关指南一、巡堤查险技术装备(一)车载堤防险情隐患快速探测成套技术装备。
攻关任务:针对堤防内部的空洞、蚁穴、管涌通道、局部不密实、堤坡变形等隐患,选择适合堤顶或坡脚下行驶的车载平台(无人自动驾驶车或伴随式无人车优先),集成探地雷达、激光雷达、瞬变电磁/弹性波等仪器设备,研发海量探测数据实时传输、分析处理算法和险情预警软件,实现堤防变形和相关参数自动探测、失稳险情智能化识别。
预期目标:快速普查探测模式下,能有效探测堤防内部空洞、蚁穴、管涌通道等隐患,可分辨隐患大小不超过堤坝探测深度的1/10,探测深度不浅于10米,可识别坡面范围不大于1米X2米的变形,探测速度不小于10公里/小时;高精度详细探测模式下,可分辨隐患大小不超过堤坝探测深度的1/20,探测速度不小于1处隐患点/小时,探测深度不浅于30米;除驾驶员外,仪器操作和辅助操作人员数量不超过2人;大数据处理平台应具备信息传输、成果可视化、机器学习+人工智能解译、险情报送功能;车载仪器支持全球卫星定位/北斗定位、计时功能。
(二)基于仿生机器狗的堤防险情巡查成套技术装备。
攻关任务:基于多足仿生机器狗平台,搭载光学、力学和温度传感器,通过自主路线规划,实现对堤防坡面及周边区域自动巡查;通过样本学习与大数据分析技术,研发基于图形、温度场、力学传感变化等多元数据的险情智能识别技术,实现渗漏、管涌、滑坡、塌陷等常见险情的自动识别,显著有效代替传统人工巡堤查险。
预期目标:巡堤机器狗可自主识别堤坡渗水现象,自主识别单个面积0.6米xθ.6米以上的软土异常区域,自主识别堤坡单个面积0∙6米xθ.6米以上、相对高差5厘米以上的塌陷■鼓胀现象,单次续航里程不低于5公里,误预警率小于5%o(三)堤防险情隐患快速巡查空中成套技术装备。
攻关任务:针对汛期堤防渗漏、管涌及堤坡失稳隐患高精度巡查需求,选择合适的无人机平台,研发高精度、高集成、轻量化的可见光、红外、雷达等多波段融合技术载荷;研发海量数据实时传输、多类型数据解译复合验证、自我增强的人工智能辨识算法、软件系统和险情案例动态对比库,实现对堤防大范围高精度快速巡查,管涌、大面积渗漏、变形、塌陷、滑坡等多类型险情的自动分析、辨识、预警,显著替代人工巡堤查险工作。
堤防防汛抢护原则和技术方法1、堤防防汛抢护原则抢护这些险情原则是“上截、下排”。
即采用在迎水坡抛填透水性较小的土料,或其他措施进行防渗堵漏,以减少渗水量;在背水坡反滤导渗,使渗入堤坝体内之水顺利排出而不带走土壤颗粒。
2、主要技术方法1、散浸的抢护抢挖导渗沟:从背坡自散浸的顶点或略高于顶点的部位起到堤坝脚外止,沿堤坡每隔6~10m开挖纵沟导渗,在沟内填以砂石,将渗水集中在沟内并顺利排走。
修筑反滤层导渗:在局部渗水严重,堤身土壤稀软,开沟困难的地段,采用砂石或芦柴反滤层导渗。
柴土压浸台:对于堤身断面不足,背坡较陡,当渗水严重有滑坡可能时,采用此法。
2、鼓泡的抢护一般可将鼓泡表层戳破,使炮内水气顺利排出,出浑水的应铺设反滤层,使渗流不带走土粒,以防险情发展。
导出的水用毛竹或其他办法将水引至堤外,以保护坡面不受冲刷,鼓炮严重的,坡表层后可能产生流泥现象,造成较大的险情,抢护时应先铺设反滤材料,形成透水后戗,再戳破鼓泡表层。
3、漏洞的抢护对于漏洞抢险遵循“前堵后排,堵排并举,抢早抢小,一气呵成,即在临水坡堵塞进水口,在背水坡导渗排水,不许用不透水材料强塞硬堵出水口,以免造成更大险情。
(1)堵塞漏洞进口。
探清漏洞进口后,根据不同情况采用相应措施封堵。
堵塞进水口是漏洞抢护的有效方法,头条件的应首先采用。
应当指出,抢堵时切忌在洞口乱抛块石土袋,以免架空增加堵漏难度。
不允许在进口附近打桩,也不允许在漏洞出口处用此法封堵,否则将使险情扩大,甚至造成堤坝溃决的后果。
(2)滤水围井为防止漏洞的扩大,在探测漏洞进口位置的同时,根据条件在漏洞出口做滤水围井,以稳定险情。
(3)反滤压盖对于背水堤脚附近发生的渗水漏洞小而多,面积大,并连成片,渗水涌砂比较严重时,采用反滤盖压。
4、管涌的抢护管涌是堤坝溃决的常见原因,易发于砂质基础地区。
由于管涌发生在深水的砂层,汛期很难在迎水面进行处理,一般只在背水面采取制止漏水带砂而留有渗水出路的措施稳住险情,其方法有以下几种:1)滤水围井2)蓄水减渗3)塘内压渗。
堤防工程抢险技术方案一、引言随着全球气候变化的加剧,极端天气事件频发,堤防的抢险工作变得越发重要。
堤防作为水利工程的重要部分,对于水域的防洪和排涝具有重要意义。
然而,在极端天气事件的影响下,堤防容易发生破坏,造成严重的洪灾。
因此,对堤防抢险技术方案的研究和应用,对于减少洪灾和降低灾害损失具有重要意义。
本文将从堤防抢险的概念、堤防抢险的难点以及堤防抢险的技术手段等方面进行详细的阐述,以期为堤防抢险提供一些技术支持和参考。
二、堤防抢险概念1. 堤防抢险的定义堤防抢险是指在堤防发生破坏或者面临严重破坏威胁时,采取一系列的技术手段和应急措施,及时有效地进行维修和加固,以防止洪水决堤和减轻洪灾影响的过程。
2. 堤防抢险的目的堤防抢险的主要目的是保障堤防的安全稳定,防止其发生破坏,进而减少洪水决堤和洪灾的危害。
通过堤防抢险,可以在最短的时间内采取有效的措施加固堤防,保障人民生命财产的安全。
三、堤防抢险的难点1. 抢险时机难以把握当堤防发生破坏或者面临破坏威胁时,抢险的时机至关重要。
抢险太早可能会造成不必要的浪费和资源消耗,抢险太迟则可能导致堤防的破坏。
因此,抢险时机的把握是一个难点。
2. 抢险技术手段需要快速有效堤防抢险需要快速有效的技术手段,以及紧急的物资支持和人力资源。
然而在抢险时,受限于自然条件和环境,抢险的技术手段难以迅速有效地进行实施。
因此,抢险的技术手段也是一个难点。
3. 抢险工作需要协调配合在堤防抢险工作中,需要协调各方面的力量和资源,包括政府、社会组织、专业机构等。
如何做到各方面的协调配合,也是一个难点。
四、堤防抢险的技术手段1. 临时加固措施一旦堤防发生破坏,需要立即采取临时加固措施,以防止其继续破坏。
临时加固措施可以采取多种方式,如砂袋加固、填土加固等。
2. 抢险工程设备在堤防抢险中,需要运用各种抢险工程设备,包括挖掘机、运土车、抢险抢修车等。
这些抢险工程设备可以在第一时间到达抢险现场,提供技术支持和物资保障。
堤防、闸坝防洪抢险技术的应用一、渗水处理在汛期高水位下,堤坝背水坡几坡脚附近出现土壤潮湿或发软并有水渗出的现象,称为渗水或散侵。
渗水险情处理不及时,就可能发展为管涌、滑坡或漏洞等险情,造成溃埦垮坝灾害。
(一)抢护原则:以“临水截渗,背水导渗”为原则。
(二)抢护方法1 临水截渗:此法通过增加阻水层,降低浸润线,可减小渗水量,达到控制渗水险情和稳定堤坝的目的。
此法可分为以下几种:(1)粘土前戗截渗;(2)桩柳(土袋)前戗截渗;(3)土工膜截渗。
2 背水导渗:此法适用于背水坡大面积严重渗水,主要是在背水坡开挖导渗沟润线,使堤背坡面趋于稳定。
3 反滤层法:对于透水性强的堤坝,在反滤料源丰富、断面较小或土体过于稀软不宜做导渗沟时,可采用反滤层法抢护。
具体方法有以下几种:(1)梢料反滤层;(2)沙石反滤层;(3)土工织物反滤层。
4 透水后戗法:一般适用于断面单薄,坡面渗水严重,滩地窄狭,背水坡较陡,或背水坡脚有潭坑、池塘的堤段。
具体抢护方法有:(1)沙土后戗;(2)梢土后戗。
二、裂缝(一)抢险原则:处理裂缝要先判明成因,属于滑动性或坍塌性裂缝,应先从处理滑坡和坍塌着手,否则达不到预期效果。
(二)处理方法:(1)灌堵裂缝;(2)开挖回填;(3)横墙隔断。
三、滑坡背水坡滑动是堤坝背水坡边坡失稳下滑造成的险情,由裂缝发展而成,一般滑坡分圆弧滑动和局部挫落两种。
(一)抢护原则:恢复堤坡完整,导流还坡,上部削坡与下部固脚压重,设法减少滑动力与增加抗阻力。
(二)处理方法:(1)滤水土撑法;(2)滤水后戗法;(3)滤水还坡法;(4)前戗截渗法;(5)护脚阻滑法。
四、漏洞(一)抢护原则:“前堵后导,临背并举”,强调要抢早抢小,一气呵成。
(二)处理方法:(1)临水截堵:①盖堵法;②塞堵法。
(2)背水导滤:①反滤围井;②土工织物反滤导渗体。
(3)抽槽截洞:浑水漏洞经过内围反滤处理后,可以考虑在堤坝顶槽截断漏洞,挖深以不超过两米为宜。
江河堤防险情应急抢险救援技术指导书第一章江河堤防险情成因第一节险情分类及定义堤防险情一般可分为:渗水(散浸)、漏洞、管涌(泡泉,翻沙鼓水)、滑坡、崩岸、跌窝、穿堤建筑物接触冲刷、漫溢、风浪、裂缝等。
(1)渗水(散浸):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。
(2)漏洞: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。
(3)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。
(4)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。
堤防防汛抢险手册堤防防汛抢险手册目录:1.巡堤查险的重要性2.渗水险情2.1 现象2.2 抢护方法3.管涌、流土险情3.1 现象3.2 抢护方法4.漏洞险情4.1 现象4.2 抢护方法5.滑坡(脱坡)险情5.1 现象5.2 抢护方法巡堤查险是防汛工作中非常重要的一项工作。
今天,我们将为大家提供一些巡堤察险的知识。
2.渗水险情2.1 现象:堤防渗水,水流通过堤体,导致堤体变软,严重时可能导致堤体决口。
2.2 抢护方法:对于渗水现象,我们需要及时对堤体进行加固,可以采用灌浆、垫层等方法。
3.管涌、流土险情3.1 现象:堤防内部管涌、流土,导致堤体变形、下沉,严重时可能导致堤体决口。
3.2 抢护方法:对于管涌、流土现象,我们需要及时对堤体进行加固,可以采用加固管道、加固土体等方法。
4.漏洞险情4.1 现象:堤体出现漏洞,导致水流通过漏洞,严重时可能导致堤体决口。
4.2 抢护方法:对于漏洞现象,我们需要及时对漏洞进行修补,可以采用填洞、加固等方法。
5.滑坡(脱坡)险情5.1 现象:堤体滑坡或脱坡,导致堤体变形、下沉,严重时可能导致堤体决口。
5.2 抢护方法:对于滑坡或脱坡现象,我们需要及时对堤体进行加固,可以采用加固土体、加固支撑等方法。
以上是巡堤查险的相关知识,希望对大家在防汛工作中有所帮助。
6.陷坑险情6.1 现象在施工过程中,由于土壤松散或水分过多等原因,可能会出现陷坑现象,严重时可能会导致人员伤亡和设备损坏。
6.2 抢护方法为避免陷坑事故的发生,施工前应进行详细的勘察和评估,确保施工地点的土壤和地质情况符合要求。
在施工过程中,应加强监测和管理,及时发现并处理陷坑现象,确保工作安全。
7.崩岸险情7.1 现象在岸边施工时,由于土壤松散或水流冲刷等原因,可能会导致岸边崩塌,严重时可能会影响施工进度和安全。
7.2 抢护方法为避免岸边崩塌事故的发生,施工前应进行详细的勘察和评估,确保岸边的土壤和地质情况符合要求。
堤防工程检查与抢险方案一、前言随着气候变暖和自然灾害频发的现象日益加剧,堤防工程的安全性和稳定性愈发受到关注。
为确保人民生命财产安全和经济社会稳定,堤防工程的检查和抢险方案显得尤为重要。
本文将从堤防工程的检查和抢险方面进行论述,希望能对相关从业人员有所帮助。
二、堤防工程检查方案1. 检查内容堤防工程的检查内容主要包括堤体、坡面、防渗设施、边坡稳定性和护坡护岸设施等方面。
具体包括以下几个方面:(1)堤顶和堤体——检查堤体的平整度和细部情况,如是否出现沉降、裂缝等情况;(2)坡面——检查坡面的平整度和表面是否有裂缝和滑坡迹象;(3)防渗设施——检查防渗设施是否完好,如是否有渗漏现象,防渗材料的老化情况等;(4)边坡稳定性——检查边坡是否稳定,是否有滑坡的迹象;(5)护坡护岸设施——检查护坡护岸设施是否完好,是否有松动、破损等情况。
2. 检查方法堤防工程的检查方法主要包括目测检查、测量检查和材料检查等方面。
具体包括以下几个方面:(1)目测检查——通过裸眼观察和手摸的方式进行检查,可以发现一些明显的问题;(2)测量检查——通过工程测量仪器对堤防工程的各项指标进行测量,如坡度、平整度、坡面高度等;(3)材料检查——对防渗材料、护坡护岸设施等材料进行抽样检验,以确定材料的质量和使用年限。
3. 检查频率堤防工程的检查频率应根据不同的情况来确定,一般情况下,对于重要的或者新建的堤防工程,应每季度进行一次全面检查;对于一般的或者老化的堤防工程,每年至少进行一次全面检查。
4. 检查记录对每次检查的结果应制定相应的检查记录,包括检查的日期、检查的内容、发现的问题、整改措施等。
确保检查结果的真实性和有效性。
三、堤防工程抢险方案1. 抢险准备工作(1)建立抢险应急预案——建立完善的抢险应急预案,包括抢险工作的组织架构、人员分工、物资准备等;(2)人员培训——对抢险人员进行相应的培训,提高他们的应急处理能力和抢险技能;(3)物资准备——准备相应的抢险物资,包括测量仪器、修复材料、抢险工具等。
堤防防汛抢险技术要点总结堤防防汛抢险技术是指为了保护人民生命财产安全,及时有效地处理堤防出现的安全隐患,防止洪水决口,减轻洪水灾害的损失,保障堤防工程的正常运行,而采取的一系列措施和方法。
下面将就堤防防汛抢险技术的要点进行总结,以期对相关人员提供参考指导。
首先,要做好预警工作。
预测洪水的发生和演变趋势是防汛抢险的基础,因此要加强对洪水形势的监测和预测,及时发布洪水预警信息,提前做好人员转移和物资储备等准备工作。
其次,要加强巡查监测。
定期巡查堤防,认真检查各种缺陷和隐患,及时消除泥沙积淤、渗漏、沉降等问题,确保堤防的完整性和稳定性。
加强监测设施的使用和维护,及时发现异常情况,采取措施进行修复。
第三,要做好防护措施。
采取适当的防护手段,如加固堤坝的重点部位,修复破损的堤体,加强堤坝上的防渗措施,确保堤防的耐久性和稳定性。
另外,要加强排涝工作,确保堤防上的积水及时排除,避免因积水带来的堤防决口问题。
第四,要完善抢险队伍。
建立健全抢险队伍,培训队员的动态水文知识和抢险技能,做好应急救援准备工作。
要加强与相关机构的合作,如气象部门、水利部门等,共同协作,做好灾害应对工作。
第五,要加强信息化建设。
建立完善的堤防信息化管理系统,实现堤防结构、监测数据、巡查记录等信息的集中管理,及时掌握堤防的运行状态和存在的问题,便于进行科学决策和及时处理。
第六,要加强宣传教育工作。
加强对公众的宣传教育,提高公众的防灾意识和应急能力,增强公众的自我保护能力和风险意识,做到防患于未然。
综上所述,堤防防汛抢险技术的要点包括做好预警工作、加强巡查监测、做好防护措施、完善抢险队伍、加强信息化建设和宣传教育工作。
通过科学的预测和监测,及时采取措施消除隐患,强化堤防的防护能力,加强应急救援能力和宣传教育,可以提高堤防的防洪能力和抗灾能力,减轻洪水灾害的损失。
Construction & Decoration130 建筑与装饰2023年3月上 浅谈堤防工程的防汛抢险技术孙慎为安徽省无为大堤长江河道管理局 安徽 芜湖 238300摘 要 随着社会经济的发展,我国水利事业也呈现高速发展的景象,而水利建设是国民经济发展的重中之重,也是国民经济的一大难题,水利建设的质量更是关系到国计民生的重大问题。
本文介绍了堤防工程中易出现的渗水情况并分析其形成的主要原因,以及应用于防汛抢险的堤防工程技术,为今后的堤防工程项目建设中出现的问题提供解决方法。
关键词 堤防工程技术;防洪抢险;渗水原因Brief Discussion of Embankment Engineering Technology for Emergency Protection in Flood DefenseSun Shen-weiWuwei Dyke Yangtze River Management Bureau of Anhui Province, Wuhu 238300, Anhui Province, ChinaAbstract With the development of society and economy, China’s water conservancy industry also presents a scene of rapid development, and water conservancy construction is the top priority of national economic development and also a major problem of the national economy. The quality of water conservancy construction is a major issue related to the national economy and people’s livelihood. This paper introduces the water seepage that is prone to occur in embankment engineering, analyzes the main reasons for its formation and the embankment engineering technology for emergency protection in flood defense, so as to provide solutions to the problems arising in the future construction of embankment engineering.Key words embankment engineering technology; emergency protection in flood defense; causes of water seepage引言水利工程是一种复杂的系统工程,其中堤防建设是一项重大的水利建设项目,它与人民群众的生命财产安全有着密切的联系。
堤防抢险技术引言堤坝是防御洪水的主要工程设施。
我国有24万余公里堤防和数万座小水库土坝,每年汛期主要凭借这些堤坝挡御江河、湖泊、水库、海潮的洪水。
堤坝是由土体筑成,易受渗流穿透、水流冲刷和风浪袭击的影响而遭破坏。
发生危及堤坝安全的各种险情较多,是汛期抢险的重点。
堤坝险情万一抢护不及,常导致溃坝决堤,造成洪水灾害。
常见的堤坝险情有:渗水、管涌流土(习惯称为翻沙鼓水)、漏洞、裂缝、陷坑(又称跌窝)、风浪、崩塌、滑坡和漫溢等。
本书以堤防和坝高15米以下土坝的抢护为对象,按照险情发生的原因及其内在联系,将其归纳为渗漏、背水脱坡、临水崩塌(滑坡)和漫溢四类,介绍各类险情产生的原因、抢护原则、抢护方法以及善后处理和堵口复堤。
要做到及时有效地抢护堤坝险情,应做好以下基本工作。
(1)应尽早尽快地发现险情,力争将其消灭在萌发状态。
因此巡查险情就成为一项至关重要的工作。
堤坝偎水后,巡查员3~5人为一组,分别携带铁锹、红旗、报警器、照明灯具、竹杆、尺子、笔记本等,明确各自责任,分别沿水边、临水坡、顶面、背水坡和坡脚处昼夜来回巡查。
责任段接合部双方交叉巡视20~30 米。
巡查人员要选派有防汛抢险经验的人参加,巡查间隔时间要根据水情和险情决定。
巡查中不得成帮结伙,谈笑聊天。
特别要注意刮风下雨、黑夜黎明、水位回落之时。
巡查中要做到:四勤:眼勤、手勤、耳勤、脚勤;三快:发现快、处理快、报告快。
(2)防汛人员对所防护堤坝的防洪能力、薄弱环节以及潜伏的隐患应有全面了解,一旦发现险情,立即分析其产生原因、危险程度以及发展趋势,尽快制定切实可行的抢护方案。
(3)防汛抢险是一项十分繁重而艰巨的工作,要组织好防汛抢险人力,选拔抢险骨干力量,按险情危急程度分批上堤防守。
重大险情应及时抽调专业抢险队及驻军抢护。
(4)准备好充足的物料是抢险的物质基础,物料应根据工程情况分类存放。
常用的抢险物料有砂石料、土料、木桩以及岗柴、芦苇、柳枝等梢料。
近来重量轻、强度高、适应性好、便于贮存运输的土工合成材料(如土袋、土工布、土工膜等)在防汛抢险中应用很广,它除了可以代替传统的麻袋、草包外,还可用来隔渗和反滤导渗。
一、渗漏抢险堤防大多修建在冲积平原上,水库土坝则横亘于河床之中,地面覆盖层下多为砂石透水层,加之堤坝自身具有透水性,因此,在挡水时必然渗水。
如果渗流破坏了堤坝的强度和稳定,就会引起种种险情,这类险情统称为渗漏险情。
(一)渗漏险情的类别1.渗水险情在高水位作用下,水流渗入堤坝,将填土分为上干下湿两部分,干、湿土的分界线叫浸润线,浸润线与背水坡面的交点称逸出点(有反滤体的选出点在体内)。
选出点以下的坡面和坡脚,土壤泅水发软,甚至汇集成涓涓细流即为渗水险情。
发生渗水险情除与高水位持续时间长直接有关外,堤坝断面单薄、背水坡太陡,土料透水性大或有硬土块、冻土块、砖石、树粮、废涵管等杂物,填筑时夯压不实,施工分段未按要求处理等,均会加大渗流流速,抬高浸润线,促使渗水险情发展。
2.管涌险情具有强透水层地基的堤坝,高水位时,渗透坡降大于地基覆盖层的允许渗透坡降,就会在背水坡脚附近地面发生渗透破坏。
渗流使土体中细颗粒沿孔隙移动并被带至地面,在渗水出口四周形成沙环。
随着流失土粒增多变粗,逐渐形成贯穿的连续通道而成管涌险情。
土坝上游天然铺盖被破坏,或防渗铺盖质量不高,坝后排水反滤措施失效,在堤坝背水坡脚外取土、挖鱼塘、打井、皮爆破等,削弱或破坏了覆盖层,缩短了渗径,减少了抵抗渗流的阻力,更会使有管涌险情恶化。
3.流土险情渗流的渗透力超过覆盖土的有效压力时,堤坡或坡脚土体被顶破,形成沙沸或大块土体被冲失,称为流土险情。
如堤坝后草根盘结处,虽然没有发生涌水翻沙,但是土体向上隆起,富有弹性,经上下晃动有水析出,防汛中习惯称“牛皮包”(或牛皮胀),也是流土险情。
防汛抢险中,常把管涌和流土险情统称为“翻沙鼓水”。
4.漏洞险情如渗水、管涌或流土险情抢护不及时,继续发展,特别是堤坝中存在蚁穴、獾洞等隐患,堤坝与岸坡、输水涵管、溢洪道等接合部防渗措施不良或岩基中有溶洞、裂隙等情况,造成渗流集中,土体大量流失,逐渐形成横贯堤坝或穿透基础的渗流孔洞,称为漏洞险情。
漏洞中以流水带沙的浑水洞最为危险。
渗漏水流使堤坝内土体饱和,自重加大,抗剪强度降低,能促使背水坡产生滑动。
此外,大量土体流失后,堤坝失去支撑而塌陷(跌窝),都可能导致堤坝溃决。
(二)渗漏险情的抢护方法渗漏险情的抢护原则是:临水截渗和背水反滤导渗。
抢护方法主要有以下几方面。
1.临水截渗临水截渗是处理渗漏险情的有效措施,截渗堵漏方法如下。
(1)临水堤坝坡堵截。
1)土工膜堵截:利用土工织物的高强度与不透水的土工膜拼合,或在土工织物上涂防水的塑料层,构成土工复膜。
先将膜块连接,其下端折叠并结成袋状,插人直径4~5厘米的钢管或塞人土袋,上端系于顶面的木桩上,在临水坡肩处将土工膜卷好,清理好坡面后沿坡滚下,为了防止土工膜漂浮,可在其上压盖土袋。
2)散抛粘土截渗:在粘土料充足处,可沿临水坡散抛粘土,形成厚约2~3米的隔渗前戗,水库土坝可在防浪墙外用船抛筑。
如堤防外水浅但流速较大,散抛士易流失或铺放土工膜有困难,可在临水被脚外,用土袋砌筑或间隔1米打排桩,桩长视水深和流势决定,一般人土为三分之一桩长,桩后登土工布、席片、竹笆、草帘等挡土,其后填粘土,做成土袋(桩柳)前戗截流,见图1。
(2)抢堵漏洞进水口。
及时准确地堵塞进水口,对漏洞险情抢护最为有效,但必须首先找到进水口。
查找进水口常用的方法有:潜水摸探;抛撒麦麸、谷糠、锯屑、碎草、纸片等,观察这些漂浮物有无打漩或聚集现象,黑夜可在扎制的漂浮物上,插上蓖麻籽等照明物,借火光观察漂浮物运行状态;也可分段、间歇地投放石灰、高锰酸钾等,记录投放的时间地点以及出水口流出投入物的时间进行分析判断;对于坡面平整段,可用席片、软帘沿临水坡面拖移,凭压力变化认定洞口。
目前有些地方正在试用根据电阻率法或自然电场等原理研制的堤坝隐患探测仪库来找漏洞,也取得了一定效果。
对于水库深水漏洞,应结合地质和工程质量资料等,进行分析查找进水口。
漏洞进水口基本确定后,常用的堵漏方法是:将土工覆膜沿临水坡滚下或压沉盖住洞口,施工方法与渗水抢险基本相同。
这种方法具有施工速度快,节省土料等优点,特别适用于洞多、土质松软的险情。
若缺少土工膜布,也可用蓬布、油布等软帘代替。
对于浅水处单个小进水口,可用网兜内填草泥拌合料制成的软楔、或直接用棉衣、棉被等塞堵,若洞口四周土质较硬,也可用土袋、铁锅、木板等盖堵,如图2所示。
有些水库土坝水深较大,洞口较深,一时难以定位时,除在漏洞出口抢修反滤导渗外,同时在进水口大致区域内,用船大量抛投土袋,直至抛出水面。
若洞口较大,土袋不易停留时,可先用细钢筋或梢料扎成网格排体,压沉后再抛投土袋。
不管是哪种盖堵或塞堵,洞口盖住后应立即用土袋压实,再抛粘土封堵断流闭气,以免洞上被冲刷扩大使险情恶化。
(3)修筑前戗或围埝。
当堤坝临水波水深不大,漏洞进水口较多,分布范围广,一时难以查准找全时,可抛粘土仓筑前戗(见图3),或用土袋在洞口范围内修筑月形围埝,内填粘土堵漏,如图4所示。
2.背水反滤导渗背水面反滤导渗,原理是让渗水通过反滤层流出,被保护的土壤颗粒不能通过滤层而阻止土粒流失,达到稳定堤坝的目的。
实践证明:修筑合格的反滤导渗工程后,堤坝内浸润线下降,渗水由浑变清,原饱和软弱的土体很快变得干硬。
反滤料本着就地取材原则,可选用砂石、土工织物或梢料,按下细上粗、边细中租原则,平铺在渗水堤坝坡上或沟壁周围。
砂石反滤是依次分层填放粗砂、小石子和大石子,每层厚不小于20厘米,各层滤料的不均匀系数d60/d10≤5~10,层间级配应满足上下层的中值粒径的比值d上/d下≤10~15。
如在反滤导渗抢险中使用土工织物,应根据渗透土壤的级配和渗透性,选择满足保土性和透水性规格要求相当的土工织物,将其紧贴周围铺好,再向其上填放一般透水料即可。
梢料反滤是用麦秸、稻草等软料与柳枝、芦苇等粗料,按上述原则,根朝上梢向下分层铺放,一般每层厚20~30厘米。
对于水深较大的水库土坝,或深层地基渗漏造成的管涌流土险情,临水面如难以实施,背水反滤导渗就更为重要。
此外,对于一些重大的渗漏险情,为了确保安全,在临水截渗堵漏的同时,还应在背水面抢修反滤导渗工程。
反滤导渗抢险有以下几种类型:(1)反滤导渗沟。
具体作法是:在背水坡脚渗水处,开挖平行于堤坝轴线的纵沟并与原有的排水沟渠连通。
同时,从出现渗水的顶部开始,沿堤坝坡面垂直轴线开竖构,或“人”字形[见图5(a)]成“Y”字形[见图5 (b)]斜沟。
反滤沟一般宽0.5~0.8米,深约0.5~1.0米,边坡以土体不致坍塌为度,沟距6~10米。
导渗沟内反滤要求分层填放。
填滤料时,应自坡脚向上分段施工,随挖随填,不得停工待料,反滤料铺好后,为防泥土掉人和人畜践踏,在其顶面要铺编织袋、草袋或席片,上面再压石或沙土袋。
(2)反滤层(压重)导渗。
背水坡土体过于稀软,开反滤沟有困难或堤坝断面单薄不宜开沟的严重渗水险情以及管涌流土范围大,涌水翻沙成片的险情,均可用反滤层导渗处理。
具体作法是:先将地面软泥、草皮、砖石等杂物清除,一般深10~20厘米,再按反滤要求,分层满铺反滤料,其上再盖压30厘米左右的块石或沙袋保护,反滤料与块石要适当延伸至坡脚外。
反滤材料砂石、土工织物和梢料等要符合反滤的质量要求。
处理“牛皮包”时,先在其上铺梢料反滤层,上面压石,再用锥针刺破牛皮包,流出渗水即可。
(3)反滤围井。
对于个数不多,各自独立,或数目虽多,但尚未连成大片的管涌群,或在漏洞险情的出水口,可用反滤围井抢护。
方法是清除地面杂物,挖去软泥,周围用土袋分层错缝叠砌成围井,围井内径一般为翻沙鼓水孔口直径的10倍,高度以循水不再挟带泥沙为宜,同时也要注意避免在井四周出现新的险情。
井内按反滤要求分层铺填反滤料,按所用的不同反健料,可建成砂石、土工织物和梢料反滤围井。
反滤围井在预计高度处要设置足够的排水孔管,以防井内水位过高而发生漫溢冲塌井壁。
若井内涌水大而急,滤料无法分层铺填时,可先用砖石沙袋等填塞,待水势削弱后再按反滤要求填筑。
(4)透水后戗(又称透水压渗台)。
堤坝断面单薄,或背水坡过陡,渗水严重的险情,可修筑透水后戗抢护,此法不仅可导渗排水,还可平衡渗水压力,减少渗流坡降。
具体作法是:在清理好的坡面和坡脚上,直接填筑透水强的沙土压实,形成透水后戗。
戗台顶一般高出浸润线逸出点0.5~1.0米,戗体尺视具体情况确定,以能制止涌沙,使浑水变清为原则。
对于数目多、分布广的管涌流土险”,以及出水润口多而分散的漏润险情,也可按上法抢护,一般又称为透水压渗台。
在沙土短缺,梢料充足处,可修梢土后戗。
作法是清理好坡面后,在坡脚处按后戗宽度,先铺放透水梢料,一般厚50厘米,梢料垂直堤坝轴线,梢部朝外并伸出戗体。