泄水建筑物险情抢护输

前言我省共修建各类水利工程38万多处，其中千亩以上圩堤884座，堤线总长6405km，水库9268座，山塘24万多座。绝大部分是土堤、土坝，由于土料防渗及抗冲刷性能差，加之基础处理不彻底，极易产生渗透和冲刷破坏。是防汛抢险中的难点和重点。第一章土堤、土坝险情抢护第一节土的渗透性基本概念第二节渗水抢险第三节漏洞抢险第四节塌坑抢险第五节管涌、流土抢险第六节裂缝抢险第七节滑坡抢险第八节防风浪破坏第九节护坡破坏抢护第十节崩岸抢护第十一节溃堤堵口第一节土的渗透性基本概念渗流——水在土体孔隙中流动，其过程或现象叫渗透。渗透系数k——单位水头作用下的渗流速度。（均质坝要求小于1×10-4cm/s，约0.1m/d，小于为弱透水，大于为中强透水）渗透坡降i——通过单位渗流长度的水头差或水头损失。渗透力——渗流对土体的反作用力，某一点的渗透力即为该点的渗透坡降。第一章土堤、土坝险情抢护流土——在渗透力作用下，土体中颗粒群同时起动而流失的现象。粘性土发生流土破坏的外观表现为：土体隆起、膨胀、浮动等，无粘性土发生流土破坏的外观表现为：泉眼（群）、沙沸、土体翻滚等。管涌——在渗透力的作用下，土体中的细颗粒沿着土体骨架颗粒间的孔道移动或被带出土体。通常发生在砂砾石地层中、粘性土不会发生。接触冲刷——渗流沿着两种不同介质的接触面流土并带走细颗粒的现象。接触流土——渗流垂直于两种不同介质的接触面运动，并把一层土的颗粒带入另一土层的现象。可能危及下游坝坡稳定防渗设备遭受破坏增加急剧升高无变化或略降低可能危及下游坝坡稳定反滤排水设备堵塞显著减小升高或无变化升高或无变化测压管堵塞失效增加降低升高上游坡与坡脚前沿有淤积减小降低升高运行正常增加升高升高备注土坝运行情况渗漏量浸润线库水位土坝运行情况判断第二节渗水抢险土堤、土坝是由土料筑成的，土料都具有一定程度的透水性，在水面以下，水体必然会渗入土坝内，使坝身形成上干下湿的两部分，干湿部分的分界线，称为浸润线。在持续高水位的情况下，由于土坝土料选择不当，或夯压不密实、施工质量差等原因，渗透到坝体内部的水分较多，浸润线也明显抬高，在背水坡渗水出逸点以下，土体过分湿润或发软，甚至不断地有水渗出，这种现象称为渗水。渗水是土坝较常见的险情之一，如不及时处理，有可能发展为滑坡（或脱坡）、漏洞及塌坑等险情。一、土坝渗水的原因土坝发生渗水的原因是：1、高水位持续时间较长，浸润线抬高，坝坡较陡，坝的断面不足，在背水坡上出逸；2、均质坝身夹有砂层，透水性强；3、土坝填筑时，土料多杂质，或夯压不实；4、坝体本身有隐患，如蚁穴、兽洞等；5、坝体与输水洞、溢洪道结合处填筑不密实；6、坝基渗水性强，未采取防渗或截流措施。二、渗水抢护措施土坝渗水抢护的原则，应是“临水截渗，背水导渗”。临水坡用透水性小的粘土料抛筑前戗，也可用篷布、土工膜隔渗，上压土袋，可以减少水体入渗。背水坡用透水性较大的砂、石或土工织物反滤，把已经入渗的水，通过反滤，有控制地只让清水流出，不让土粒流失，从而降低浸润线，保持坝坡稳定。切忌在背水坡用粘性土压渗，这样会阻碍坝体内渗流逸出，反而抬高了浸润线，导致渗水范围扩大，加剧险情。（一）临水截渗1、土工膜截渗当缺少粘性土料时，在水深较浅时，可采用土工膜加保护层的办法，达到截渗的目的。具体做法是：a、在铺设前，应清理铺设范围内的边坡和坡脚附近地面，以免造成土工膜的损坏；b、根据坡面渗水的具体尺寸，确定土工膜沿边坡的宽度，以满铺渗水段边坡并深入临水坡脚以外1m以上为止。顺边坡长度不足时，可以搭接，但搭接长度应大于0.5m；c、铺设前，一般将土工膜卷在8～10m的滚筒上，置于临水面的坝肩上。在滚铺前，把土工膜的下边折叠粘牢形成卷筒，并插入直径4～5cm的钢管加重，使土工膜能沿坡紧贴展铺；d、土工膜铺好后，应在其上满压1～2层装有土或沙石的土工膜袋。作为土工膜的保护层，同时起到防风浪的作用。2、抛粘土截流附近有粘性土料，而且取土较易，在库水又不能放空的情况下，可采用此法。具体做法是：a、根据坝身临水坡渗水范围和渗水严重程度确定抛筑尺寸。一般顶宽2～3m，顺坝轴线长度至少超过渗水段两端各3m，戗顶高出渗水面以上约1m；b、抛土前应将边坡上杂草、树木尽量清除，以免抛填不实，影响戗体截流效果；c、在临水坝肩准备好粘性土料，然后集中力量沿临水坡由上而下，由里而外，向水中慢慢推下，由于土料入水后的崩解、沉积和固结作用，即成截渗戗体，如临水较深或土坝有防浪墙，可使用船只或汽油桶搭排抛土。3、土袋（柳桩）前戗截渗当库水位较浅时，为减少抛土截渗工程量，又能达到防渗目的，可以在水面以下的坝脚以外先用土袋筑一隔墙，也可做柳桩隔墙，然后再抛填土料。（二）背水反滤导渗沟当坝的背水坡大面积严重渗水时，可开挖导渗沟、铺设反滤料、土工织物和加筑透水后戗等办法，使渗水集中排出，降低浸润线，避免水流带走土料颗粒，使险情趋于稳定。坝的背水坡导渗沟的形式一般有纵横沟、“Y”字形沟和“人”字形沟等。沟的尺寸和间距应根据渗水程度确定。顺坝边坡的横沟一般每隔6～10m开挖一条。沟深一般不小于0.5m。为了利于背水坡导渗沟渗水集中排出，在抢筑时，可沿坡脚开挖一条排水纵沟，做好反滤料。纵沟应与附近地面原有排水沟连通，将渗水排至远离坡脚处。（三）背水反滤层当土坝坝身透水性较强，背水坡土体过于稀软，经挖沟试验，采用上述导渗沟确有困难，就地反滤料又比较容易取得时，可采用此法抢护。该法是在渗水边坡上满铺反滤材料，使渗水排出。根据使用反滤材料不同，有以下几种方法：1、土工织物反滤层2、砂石反滤层3、梢料反滤层（柴草反滤层）在土工织物和砂石料都缺少的情况下，为及时抢护，也可就地采用梢料反滤层导渗。按砂石反滤层要求，先将渗水处边坡清好后，铺设一层稻糠、稻草等细梢料，其厚度不小于10cm，再铺设一层柳枝、芦苇、秫秸等粗梢料，其厚度不小于40cm。梢料反滤层做好后，其顶部覆盖块石保护层。四、透水压浸台此法既能排出渗水，防止渗透破坏，又能加大坝的断面，达到稳定边坡的目的。一般适用于坝的断面单薄，背水坡较陡，渗水严重的情况。根据使用材料不同，有以下两种方法：1、砂砾料后戗在抢筑前，先将背水坡渗水范围内的软泥、草皮及杂物等清除，其深度为10～20cm。然后在清好的基础上，先采用比坝身透水性大的砂料，铺筑厚度30～50cm，然后再填筑砂砾料，分层夯实。后戗一般高出浸润线出逸点0.5～1.0m，顶宽2～4m，戗坡一般1:3～1:5，长度超过渗水坝段两端至少3m。第三节漏洞抢险在高水位情况下，坝的背水坡及坡脚附近出现横贯坝身或基础的渗流孔洞，称为漏洞。如漏洞出流浑水，或由清变浑，或时清时浑，均表明漏洞正在迅速扩大，土坝有可能发生塌陷，甚至有溃决的危险。一、漏洞的原因和抢护原则主要原因：1、坝身填筑质量差，不密实有空洞；2、坝身存在隐患，如白蚁、兽洞等；3、坝基（含两岸接坡）未处理或处理不彻底；4、坝基为灰岩地区，溶洞、裂隙发育，未处理；5、坝体与溢洪道、输水洞结合部位的填土质量差。所有这些都给渗漏提供通道，在高水头作用下，渗水逐渐严重，在渗水集中的地方，细土粒被带起，沿背水坡流出，水由清变浑，孔洞由小变大，以致形成漏洞。漏洞抢护的原则是：“前堵后排，临背并举”。即在抢护时，应首先在临水坡找到漏洞进水口，及时堵塞，截断漏水来源。同时，在背水坡漏洞出水口采用反滤盖压，制止土料流失，防止险情扩大，切忌在背水用不透料强塞硬堵，以免造成更大险情。一般漏洞险情发展很快，堵漏洞时，要抢早抢小。二、漏洞的探查在抢护以前，为了准确截断水源，要探找进水口的位置，一般常用的方法如下：1、水面观察在水深较浅无风浪时，漏洞进水口附近的水体易出现漩涡，即可确定漩涡下有漏洞进水口，如漩涡不明显，可将谷糠、锯末、碎草和纸屑等漂浮物洒于水面，如果发现这些东西在水面打漩或集中一处，即表明此处水下有进水口。如在夜间，除用照明设备进行查看外，也可用柴草扎成数个漂浮物，用几根竹签串上2～3个蓖麻子，点燃后，差在漂浮物上。在漏洞坝段上游，将漂浮物放入水中，待流到洞口附近，借火光发现漂浮物如有旋转现象，即表明该处水下有洞口。2、布幕、席片探洞在迎水坝坡比较平整的坝段发现漏洞时，库水位又不能及时降低，可用布幕或连成一体的席片，用绳索将其栓好，并适当坠以重物，使其能沉没于水中，并紧贴坝坡移动。如感到拖拉费力，并辨明不是有块石阻挡，且观察出口水流减弱，即说明这里有漏洞的进口。3、投放颜料，观察水色在出现漏洞的坝段，分段分期分别洒放易溶于水的带色颜料，如高锰酸钾等，记录每次投放时间，并设专人在坝的背水坡漏洞出水口处观察，如发现出口水流颜色改变，并记录时间，即可判断漏洞进水口的位置和渗透流速大小。然后更换带色颜料，进一步缩小投放范围，漏洞进水口可较准确地找出。4、麻杆探洞5、潜水探洞三、漏洞的抢护措施（一）临水截洞当洞口较小时，一般可用土工膜、篷布盖堵、软性材料堵塞，并盖压闭气；当洞口较大，堵塞不易时，可利用软帘、网兜、薄板等覆盖的办法进行堵截；当洞口较多情况又复杂时，洞口一时难以寻找，如水深较浅时，可在临水修筑月堤，截断进水。必要时，可在临水坡面进行粘土外帮坡，以起到防漏作用。1、堵塞法当漏洞进口较小，周围土质较硬时，可用棉衣、棉被、草包或编织袋等物填塞，或用预制的软楔、草捆堵塞。这一方法适用于水浅、流速小、只有一个或少数洞口的坝段，人可以下水接近洞口的地方。2、盖堵法用铁锅、软帘、网兜和薄木板等物，先盖住漏洞的进水口，然后在上面再抛压土袋或抛填粘土闭气，以截断漏洞的水流。铁锅盖堵此法适用于库水不太深，又难以降低水位，单一较小的洞口，其周围土质坚实的情况。一般用直径比洞口大的铁锅，正扣或反扣在漏洞口上，周围用胶泥封闭，可立即截断水流。为防止铁锅和洞口不密合，也可先将铁锅用棉衣、棉被等物包裹后再堵严密，闭气断流。3、戗堤法当坝的临水坡漏洞口较多较小，范围又较大，进水口难以找准或找不全时，可采用抛粘土填筑前戗或临水筑月堤的办法进行戗堵，具体做法如下：（1）抛填粘土前戗根据漏水坝段的临水深度和漏水严重程度，确定抛填前戗的尺寸。一般顶宽2～3m，长度最少超过漏水坝段两端各3m，戗顶高出水面约1m，水下坡度以边坡稳定为度。在临水坝肩上准备好粘土，然后集中力量沿临水坡由上而下，由里向外，向水中缓慢推下。（2）临水筑月堤此法适用于库水较浅，又不能降低时。也可在洞口范围内用土袋修成月形围埝，将漏洞进口围在埝内，再填筑粘土，进行封闭。（二）背水导渗采用的方法有反滤压盖、透水压浸台（适用于出口小而多）和反滤围井（用于集中的大洞）等办法，这些方法将在管涌流土抢险中加以论述。四、漏洞抢险应注意的事项1、在抢堵漏洞进水口时，切忌乱抛砖石等块状料物，以免架空，使漏洞继续发展扩大。在漏洞出水口处，切忌用不透水料强塞硬堵，导致堵住一处，附近又出现一处，愈堵漏洞愈大，致使险情扩大。2、采用盖堵法抢护漏洞进口时，需防止在刚盖堵时，由于洞内断流，外部水压力增大，从洞口覆盖物的四周进水。因此，洞口覆盖后立即封严四周，同时迅速压土闭气，否则一次堵复失败，洞口扩大，增加再堵的困难。3、无论对漏洞进水口采取哪一种办法探找和抢堵，都应注意人身安全，落实可行的安全措施。4、在漏洞抢堵断流后，要用充足的粘土料封堵闭气。5、漏洞抢堵闭气后，还应有专人看守观察，以防再次出险。第四节塌坑抢险在持续高水位情况下，在坝的顶部、迎水坡、背水坡及其坡脚附近突然发生局部下陷而形成的险情，称为塌坑。一、塌坑的原因塌坑险情的发生，主要原因是：1、施工质量差，夯压不实；2、基础未处理或处理不彻底；3、坝休与输水涵管和溢洪道结合部填筑质量差，在高水头渗透水流的作用下，坝壳浸水湿陷，而形成的塌坑，4、坝身有隐患，如白蚁的蚁穴、蚁路等形成的空洞，遇高水头的浸透或暴雨冲蚀，隐患周围土体湿软下陷，而形成塌坑，5、伴随管涌、渗水或坝身漏洞的形成，未能及时发现和处理，使坝身或基础内的细土料局部被渗透水流带走、架空，发生下陷形成塌坑。二、塌坑险情抢护的主要方法塌坑险情抢护原则：根据险情出现的部位，首先必须查明原因，然后