水闸防汛抢险培训教材

水闸工程防汛抢险基本知识讲座二○一四年四月讲座主要内容渗水、漏洞探查闸门漏水探查冲刷探查渗水及漏洞抢险建筑物裂缝及止水破坏抢险闸门漏水抢险闸门破坏抢险闸基渗水或管涌抢险消能工破坏抢险在堤坝上修建的分洪闸、引水闸、泄水闸、排涝闸、抽水站等各类穿堤建筑物，它往往与土堤、地基结合不好而发生渗水及漏水现象，或由于设计不周、施工质量存在缺欠、自然因素影响、控制运用错误或不当等原因，其与大堤的结合部位可能产生渗漏、冲刷、滑动、倾覆等险情；建筑物本身也可能由不均匀沉降引起闸身断裂、止水破坏、闸门卡阻等险情。如果这些险情抢护不及时或抢护措施不当，不仅建筑物本身不安全，还会危及人们的生命和财产的安全。因此，水闸一旦发生险情，必须高度重视，迅速抢护。现对水闸防汛中常见的险情、发生的原因、险情探查与抢护措施等作以介绍。水闸的防汛抢险水闸的防汛抢险一、渗水、漏洞探查1、渗水探查堤坝在水压力作用下，水流经过土壤孔隙下渗，在堤坝内侧坡流出。堤坝土料填筑越密实，土壤颗粒间的空隙就越小，渗透流量就越小，在堤坝上的出逸点也相对较低，对堤坝的防洪安全有利。反之，堤坝土料填筑不密实，渗透量就大，出逸点也高，对防洪安全不利。水闸的防汛抢险不同的土壤，渗透程度不同，粘性土的渗透性小于砂性土。堤坝渗水，是土壤固有的特性，在渗水量小时，渗流对土壤颗粒起不到破坏作用，渗出来的水流是清水。在渗水量大时，渗透水流首先将土体细小颗粒顺空隙带走，在堤坡外出现浑浊水流，随着细小颗粒的流失，土体中空隙将加大，水流进一步将更大土壤颗粒带出，形成漏洞，流出的水就更浑浊。因此，对渗水应加强观察和检查，切不可麻痹大意。检查方法有以下几种：水闸的防汛抢险①外部观察对水闸闸室或洞身，详细检查沉陷缝、止水有无破坏，并对容易出现集中渗漏的部位，如岸墙、翼墙、护坡与堤结合部位、闸下游底板、消力池有无冒水、冒砂等现象。②电子仪器监测利用电子仪器监测水闸等建筑物隐蔽部位险情，自20世纪70年代以来，经过大量的实践，已开发研制了多种实用有效的仪器。一般采用电位剖面法，即先在远离探测点选一相对电位零点，设置固定电极，另一活动电极沿剖面线每隔5~10m设一测点，测读各点与相对电位零点的电位差，绘出整个剖面的电位曲线。根据电位曲线出现的异常情况，分析确定隐患的位置。水闸的防汛抢险2、漏洞探查在水闸建筑物背水侧发现漏洞后，首先要查明漏洞进口的位置，以便封堵洞口，有效地截断水流，一般采用方法有：①水面观察在水深较浅无风浪时，漏洞进水口附近易出现漩涡。如果看到漩涡，即可确定漩涡下有漏洞进水口。如果漩涡不明显，可用碎草、谷糠、纸屑等漂浮物洒于水面上，如果发现这些漂浮物在水面打转或向一处集中时，即表明此处水下有进水洞口。在夜间时，除用照明设备查看外，也可用柴草扎成一些漂浮物，将其放入水中，待流到洞口附近，借灯光发现漂浮物有旋转现象，即表明该处下面有洞口。水闸的防汛抢险②投放颜料观察水色在临水侧，将溶于水的石灰、带色颜料或墨汁、红蓝墨水等洒于水面，记录每次投放时间、地点并设专人在堤坝背水坡漏洞出口处观察，如果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渗透流速大小。然后改变带色颜料，进一步缩小投放范围，漏洞进水口可较准确找出。③潜水探查当漏洞进口在水面以下水深流急时，水面看不到漩涡，水闸的防汛抢险需潜水检摸。其方法有潜水员摸探、闭路电视、水下摄影监测、机器人探查等。潜水检摸主要由潜水员潜入水下通过手摸进行直接检查，这是水下检查最常用的方法，检查时用一长杆约5~6m，一端捆扎一些短布条，潜水人员握另一端，沿坡面潜水，由上而下，持杆进行探摸。如遇漏洞，洞口有水流吸力，可将短布条吸入，移动困难，即可确定洞口的大致范围。然后在船上用麻绳系石块或土袋沉入水中，进一步探查，当沉到洞口时，块石被吸着提不上来，即确定洞口位置。对潜水员摸探应备用安全设施，当漏洞大时，不要轻易下水，确保人身安全。水闸的防汛抢险④麻杆探查取白铁皮两块，中间各剪一半，相互卡成十字型，系牢扎紧在麻杆上，麻杆上端可插小红旗或鸡翎作为标志如图。铁片重量或加配重以能把麻杆竖直，并能露出水面约0.1m为宜。水闸的防汛抢险用时先在顶端拴一细麻绳，将其抛在深水地段的上游，也可一次抛几个，待漂浮到洞口时，必然施转下降，再顺麻绳作为标志，即可找到洞口。如在夜间可用电池灯探摸，取柳棍代替麻杆，下端的做法同上。上端用锯开的一半圆形葫芦，中间钉一圆形木盖，中心开一小孔，直径约2cm，取电池一节，用铅丝系好，再用小灯泡一个，插入孔中，葫芦边沿插上3~4面小旗如图。水闸的防汛抢险⑤蓬布、席片探查在堤坡比较平整，又无树木阻挡的堤段，当发现漏洞时，可用蓬布或连成一体的席片，用绳索将其拴牢，并适当坠以重物，使其能沉没于水中，并紧帖堤坝边坡移动，如感到拖拉费力，且观察出口水流减弱，即说明找到漏洞。⑥电子仪器探查近年来，在探测水闸及堤防漏洞方面，利用电子仪器等高科技手段，研制了一些器具，如97．7LT—A型自动报警器和水轮探洞器。水闸的防汛抢险97．7LT—A型自动报警器是用多节轻质玻璃钢管，一端安装一个特制的探头，另一端安装一个报警系统。玻璃钢管可根据水深加长或缩短，探头是用直径为60~40cm钢镀锌圈附加一层高弹性布幕而制成，布幕与钢圈设有若干个触点，如发现洞口，利用水流动力，即可引发报警器或灯光闪烁。使用时在临河堤坡水下前后左右移动，当探头测到漏洞时，系统自动报警，即可确定漏洞位置。水轮探洞器是由高强磁水轮、活节式探水杆、数字仪、报警器、导线五部分组成。当漏洞水流穿过水轮后，水轮开始转动，水轮上附着的高强磁铁通过水轮背上的弹簧管闭合，从而连通导线，探水杆上端的计数器开始计数，同时报警器开始报警（夜间有灯光提示），即说明找到漏洞。水闸的防汛抢险二、闸门漏水探查由于闸门止水局部损坏或因橡皮压缩不到位引起漏水，木止水部分腐朽损坏漏水，带有门楣的止水在水压力下翻起漏水，因门下石块垫起闸门未落到底等，都可能会引起险情，检查的方法宜采用潜水摸探。潜水人员一般从下游侧进入洞身，检查漏水的部位及险情大小。水闸的防汛抢险三、冲刷探查水闸建筑物上下游的防护设施和岸坡，受到高速水流的冲刷、空蚀作用，可能遭到破坏，如护坦、消力池、海漫、防冲槽以及建筑物两侧翼墙、刺墙、边墙、导流墙、护岸、护坡等。为保证运用时的安全，均需要对其进行检查，一般采用以下方法：水闸的防汛抢险1、外部观查观察水闸上下游水流有无明显的回流、折冲水流等异常现象；观察上下游裹头、护坡、护岸、岸墙有无沉陷、脱坡、滑动；下游河道及海漫有无冲成深坑或深塘；闸基有无淘空危险等。2、测量探查①人工测深探查首先绘制好平面网格坐标，在船上用探水杆或尼龙绳拴系重物探测水深，并配合岸上测距，将测量的点与原来工程的高程对比，确定冲刷坑的范围、冲深，计算其冲刷量，分析建筑物可能出险的部位。水闸的防汛抢险②测深仪探查采用超声波或同位素测深仪对水下冲刷坑进行测量，绘制水下地形图，与原工程高程相比较，确定冲刷范围、深度及工程量，分析建筑物可能出险的部位。③人工测量探查对裹头、护坡、护岸的裂缝、滑动以及翼墙、边墙、导流墙等倾斜均可经过测量进行对比分析，确定其安全性。水闸的防汛抢险四、渗水及漏洞抢险水闸的某些部位，如边墩、岸墙、翼墙、洞身与土堤结合部可能会产生缝隙或空洞，在外水位升高渗透压力的作用下，或者暴雨产生地面径流冲蚀土体形成流土、管涌、漏洞等渗透破坏，导致水闸的失事。水闸的防汛抢险1、出险原因出险原因：回填土料不密实，不均匀沉降产生裂缝，止水的破坏，渗径不足等都可能产生渗水或漏洞。2、抢护原则和措施抢护渗水和漏洞的原则是：“前截后导，临背并举”，即临水侧堵塞漏洞进水口，背水侧反滤导渗排水，前后结合。首先要在临水侧查明渗水、漏洞的进水口位置并加以封堵，截断漏水通道；在背水侧抢修反滤体，并使渗水排出。水闸的防汛抢险（1）临水堵截①篷布盖堵覆盖用料有篷布、土工布等，安徽省淮河上水闸实际抢险中曾多次使用篷布抢险，其强度大，耐折皱、整体性好、水中不易漂浮等优点。该法适用于涵洞式水闸堤坡上漏洞的抢护。其覆盖方法如下：水闸的防汛抢险Ⅰ、顺坡铺设根据漏洞洞口的大小，选择合适幅宽的新篷布，一般幅宽小幅有2~5m、中幅有4~8m不等，长度以能从堤顶铺过洞口并留有一定富裕度为宜。篷布两端套裹钢管、园木等，其强度及刚度能满足固定要求即可，长度大于篷布幅宽，并留有固定木桩的位置。先将篷布卷放，在堤上打固定桩两根，将篷布卷上端固定，随后把篷布卷顺堤坡滚下，将漏洞口堵住，如图。最后在篷布上抛压土袋闭气。水闸的防汛抢险Ⅱ、船上铺设当堤身高、水较深时，顺坡铺设难以凑效时，特别是堤坝与建筑物结合部位，顺坡铺设不易将洞口覆盖，可将船只锚固在漏洞口两侧一定距离，将篷布四角系上绳子或钢丝，用人工拉紧，从水上直接覆盖洞口。由于漏洞水流有吸力，篷布将随水流而覆盖在洞口上面将洞口堵塞，漏洞水流速度减慢，此时应抓紧时间投抛土袋，使其闭气。水闸的防汛抢险②软帘盖堵选用草帘、苇箔等重迭数层作为软帘，也可用柳枝、秸料、芦苇等编扎软帘。其大小可根据洞口具体位置和所要覆盖的范围而定。其铺设方法与蓬布相同。此种方法适用于洞口流速较小，土质松软的堤坝。③网兜盖堵网兜一般采用直径1cm左右的麻绳或尼龙绳，织成网眼为20cm，再用直径为3cm的麻绳作网框，网宽一般为2~3m，长度应为漏洞口至堤顶两倍以上。在抢险时，将网折起，两端一并系于堤顶木桩上，网中间折迭处坠以重物，将网顺边坡沉下成网兜形，然后在网中抛以柴草、泥土或其它料物，以堵塞洞口。最后再压土袋并抛填粘土，封闭洞口。水闸的防汛抢险④铁锅盖堵一般用直径比洞口大的铁锅，正扣或反扣在漏洞口上，可立即截断水流。为防止铁锅和洞口不密实，也可用棉被等物包裹后再行扣压。待铁锅压紧后，盖压土袋并抛填粘土，达到封堵严密，闭气断流。此法适用于漏洞洞口不大、水流速度小，水深较浅。采用此法一定要注意人身安全。水闸的防汛抢险⑤塞堵漏洞Ⅰ、草捆堵塞当情况紧，时间不允许准备篷布、土工布等材料时，可就地取材，把稻草、麦秸等用绳捆扎成圆锥体如图，粗头直径一般40~60cm，长度为1.0~1.5m，并捆扎牢固。为防止草捆在水中漂浮，可在草捆中捆裹粘土投抛于洞口，将漏洞封堵。水闸的防汛抢险Ⅱ、软楔堵塞用绳结成圆锥形的网罩如下图，网格约10cm，大头直径40~60cm，长度为1.0~1.5m，网内填麦秸、稻草等，并裹填部分粘土以防浮起。为抢护方便，可事先结成大小不同的网罩，根据洞口大小在罩内充填料物用于堵塞。水闸的防汛抢险在抢堵时，可将软楔或草捆小头向洞口塞入，小洞可用一个，大洞可用多个。在漏洞堵塞后，最好再用棉被、蓬布等覆盖，用土袋压牢，最后用粘土封堵闭气，使其完全断流。Ⅲ、软罩堵漏用直径16~22mm圆钢或偏铁，焊制成直径为0.3~1.5m的阻圈，采用耐拉土工布或特制的软布织品，用料根据阻圈的大小确定。堵漏时，用竹杆将软罩沿堤坡盖住洞口，然后用土袋压盖闭气。水闸的防汛抢险⑥水下堵漏当漏洞不大或建筑物有裂缝或孔洞时，可用潜水人员首先查明位置，一般采用棉絮塞堵裂缝或孔洞。（2）背水导渗反滤渗流在水闸背水堤坡出逸，为防止产生流土或管涌渗透破坏，控制险情，需在出逸处采取导渗反滤措施，使渗出的水流为清水，其方法如下：水闸的防汛抢险①砂石反滤砂石反滤是堤防、水闸渗水抢险中常用的材料，适用范围广，其方法简单易于掌握和操作，对控制险情效果也较好。在抢护前，先将渗水边坡的软泥、草皮及杂物等清除，然后按图所示结构填筑，粗砂厚15~20cm，瓜子片、碎石各厚10~15cm，最上面盖以小块石。如涌水急，砂填不进去，可先填碎石、块石以减弱水势，再按级配填充。若一次级配不能制止住冒砂情况时，可再填一次级配，直到渗出清水为止。若发现填料下沉，可继续填石块，直到稳定为止。水闸的防汛抢险②土工织物反滤土工织物是一种透水性较好的材料，其过滤功能与传统的砂石滤料一样，并具有用材料少、质量轻、运输方便、抢险速度快等优点。铺设前应整平堤坡，清除杂草、树根及条类，保证土工织物与坡面接触良好，并避免尖梭硬物刺破