滲漏搶險

(一)滲漏險情的分類

堤壩大多修建在沖淤平原和古河道上,覆蓋層內大多含砂石透水層,同時堤壩本身也具有透水性,因此在擋水時必然出現滲水,如果發生滲流破壞,就會發生種種險情。這類險情統稱為滲漏險情。滲漏險情是堤壩擋水后出現的最普遍、最常見的險情。滲漏險情可分為:

1.滲水險情

在高水位作用下,水流滲入堤壩,將堤壩體分為上干下濕兩部分,干濕土的分界線叫浸潤線,浸潤線以下的坡面和坡腳都可能發生滲水險情。造成滲水險情的直接原因通常是堤身夾有砂土層、堤身不實以及堤壩內有蛇鼠洞、白蟻洞、灌洞、爛樹根、廢涵管、硬土塊、磚石等雜物。堤壩斷面單薄、背水坡太陡,填土時夯壓不實,施工分段未按要求處理等,都會加大滲流速度,抬高浸潤線,加速滲水險情的發展。

2.管涌險情

堤壩在高水位時,透水性強的地基滲透坡降大于覆蓋層的臨界坡降,滲流使土體中細顆粒沿孔隙移動并被帶至地面,在滲水出口四周形成沙環。隨著流失土粒增多沙環變粗,堤壩內逐漸形成貫穿的通道,從而造成管涌險情。

3.流土險情

滲流的滲透力超過表土的有效壓力時,堤壩坡或坡腳土體被破壞,形成沙沸或土體被沖失,造成流土險情。在堤壩后草根盤結處,雖然沒有發生漏水翻沙,但土體向上隆起,富有彈性,經腳踩上下晃動有水滲出,也是流土險情。

4.漏洞險情

滲水、管涌或流土險情搶護不及時,繼續發展造成滲流集中,土體大量流失,逐漸形成貫穿堤壩或穿透基礎的滲流通道,稱為漏洞險情,漏洞中流出帶沙土渾水的最為危險。

以上四種滲漏險情使堤壩內土體飽和,抗剪強度降低或大量土體流失,堤壩失去支撐而塌陷,易導致堤壩潰決。

(二)滲漏險情的搶護

搶護原則、方法:臨水坡截滲和背水坡反濾導滲。

1.臨水坡截滲

搶護方法主要有:土工膜截滲、搶堵漏洞進水口、散拋粘土截滲等方法。

(1)土工膜截滲。當洞口較大或附近洞口較多,可采用大面積土工膜或蓬布,沿堤壩迎水坡坡肩從上往下順坡鋪蓋洞口,然后拋壓土袋,并拋填粘土,形成前戧截滲(圖3-3)。

圖3-3土工膜截滲示意圖

(2)搶堵漏洞進水口。漏洞險情處理最有效的辦法是及時準確堵塞進水口。堵漏之前要先找到進水口,在漏洞進水口基本確定后,常用的堵漏方法是將土工膜或蓬布、油布、軟簾等覆蓋在洞口上(圖3-4)。對于淺水處小進水口,可用網兜裝上草泥拌和料或直接用棉衣、棉被、高分子保水材料塞堵。若洞口周圍土質較硬,可用土袋、鐵鍋、木板等蓋堵(圖3-5)。有些堤壩前水位高,洞口較深,漏洞難以尋找時,可在漏洞口大致區域內大量拋投土袋,直至拋出水面。不管是蓋堵還是塞堵,洞口蓋住后,應立即用土袋壓實,再拋泥土使之斷流閉氣。

圖3-4 軟簾蓋堵示意圖 

圖3-5鐵鍋蓋堵示意圖

(3)散拋粘土截滲。當堤壩臨水坡漏洞口較多較小,范圍又較大,進水口難以找準或找不全時,在粘土料充足的地方,可沿臨水坡散拋粘土,形成隔滲前戧(圖3-6)。水庫土壩可在防浪墻外用船拋土。若漏洞口較大可先在洞口前拋置土袋，形成月堤，將漏洞圍在月堤內，再填粘土封堵（圖3-7）

圖3-6粘土前戧截滲示意圖

圖3-7月堤堵漏示意圖

2.背水坡反濾導滲

背水坡反濾導滲的原理是使滲水通過反濾層排出,而土壤顆粒不能通過反濾層。實踐證明,修筑合格的反濾導滲工程能使堤壩內浸潤線下降,滲水由渾變清,使堤壩邊坡保持穩定。反濾料本著就地取材的原則可選用砂石、土工織物或梢料,按下層細上層粗、邊上細中間粗的原則鋪放。使用土工織物導滲,應根據土壤的滲透性選擇滿足保土性和透水性要求的土工織物鋪填。梢料反濾是用麥秸、稻草等細料和柳枝、蘆葦等粗料分層鋪放。對堤壩擋水較深或地基發生滲漏險情的情況,在臨水面作截滲的同時,背水面作反濾導滲更為必需,以達到臨水截滲、背水坡反濾導滲的目的。反濾導滲的搶護方法主要有:反濾導滲溝、反濾層導滲、反濾圍井、平衡水壓法等。

(1)反濾導滲溝。在背水坡坡腳滲水處,開挖平行于堤壩軸線的縱溝,并與原有排水溝渠連通,同時在出現滲水的頂部,沿坡面開挖豎溝(圖3-8)。導滲溝內填砂石反濾料,要分層填放,應自坡腳向上分段施工,隨挖隨填,不得停工待料。反濾料填好后,頂面要鋪編織袋、草袋或席片,用塊石土方壓實。在有條件的地方,可用土工織物做導滲溝,選用有效孔徑的土工布鋪于溝的周圍,中間填透水料,上部壓蓋草袋、席片、土袋等。在砂石反濾料缺少的地方,可利用麥秸、稻草等細料和柳技、蘆葦等粗料做導滲溝。材料按下細上粗,根向上、梢向下鋪好,上部用土袋、塊石等壓實。所有導滲溝要與坡腳、排水溝連通(圖3-9)。

圖3-8 導滲溝示意圖

圖3-9導滲溝鋪填示意圖

(2)反濾層導滲。對背水坡土體過于稀軟,開反濾溝有困難或堤壩斷面過于單薄、滲水嚴重,不宜開溝的情況,或者管涌流土范圍大,涌水翻沙成片的險情,可采用反濾層導滲搶護。反濾層的做法是:先將地面軟泥、草皮、磚石等雜物清除,按反濾層的要求分層填鋪砂石、土工織物、梢料等反濾材料。反濾料和塊石要適當延伸到坡腳外,對堤身單薄,滲水范圍大,又缺少砂石料的地方,可利用麥秸、稻草等細料和柳技、蘆葦等粗料,將反濾層做成濾水后戧,鋪梢料要上下細,中間粗,梢料上部填土夯實,鋪一層料,填一層土,直到計劃后戧高度為止(圖3-10)。

圖3-10 反濾層導滲示意圖

(3)土工濾墊導滲。在背水坡滲水處，整平坡體，根據堤壩土質選用特制的土工濾墊進行鋪設，上加壓重即可。這種方法工作量小，速度快、作用明顯。

(4)反濾圍井。對于個數不多、各自獨立的漏洞,或個數雖多,但尚未連成大片的管涌群,可在漏洞險情出水口用反濾圍井搶護。搶護的方法是:清除地面雜物,挖除軟土,周圍用土袋分層鋪列疊砌為圍井,高度以涌水不再挾帶泥沙為宜。同時,要避免在井的四周出現新的險情。井內按反濾要求,分層鋪填砂石、土工織物和梢物等反濾料。如果井內涌水量大而急,濾料無法分層鋪填時,可先用磚石、沙袋填塞,待水勢削弱后,再按反濾要求填入。反濾圍井在預定高度處,要設立足夠的排水管,以防井口水位過高而發生漫溢,沖塌井壁(圖3-11)。反濾圍井也可選用預制塑料圍板，反濾層也可按照土質選用預制的土工濾墊。

圖3-11 反濾圍井示意圖

(5)平衡水壓法。平衡水壓法是一種應急措施,是在背水坡涌水處搶修圍井和月堤,利用它抬高水位,以減少滲水壓力。圍井和月堤的高度以涌水不帶出沙粒為準(圖3-12)。也可選用預制圍板安裝圍井。

圖3-12 平衡水壓法示意圖

(三)搶護滲漏險情注意事項

(1)臨水面截滲搶堵后要及時鞏固,斷流閉氣,防止滲漏復發擴大。

(2)背水坡面滲漏搶險不要上大批人,不能亂踩亂挖,切忌用不透水料強行阻壓和在堤壩坡上打樁堵水,以免使險情惡化。

(3)采用各種反濾導滲方法,應嚴格按反濾要求,分層填筑,不得互相混雜。

(4)探摸和堵塞漏洞進水口時,要采取可靠措施,保護搶險人員的安全。