浅谈堤防管涌险情的抢护浅谈堤防管涌险情的抢护钟广文钟广文澧县紧邻西洞庭湖，由于这个地区水网交织，洪水期水流相互干扰，同时又受到虎渡河、目平河的顶托影响，水情极为复杂。加上河道淤积，使得水位不断抬高，高洪水位持续时间长，各种险情不断发生，特别是堤防基础为双层结构，管涌时常发生。本人根据实践经验，对重要险情管涌的抢护，谈点个人的意见：堤防管涌的涵堤防管涌的涵义义和形成和形成堤防基础一般多为双层结构，上层是粘土或壤土弱透水层，下层为砂层或砾石层，即强透水层。如果堤基没有处理或防渗处理不彻底，留有渗水通道，当渗透水压力大于地基透水层和表层弱透水层允许压力时，不少砾石中的细沙颗粒在粗颗粒孔隙中发生移动，上层弱透水粘壤土层也被顶穿，沙粒和土粒带出地面以上，这种现象，称为管涌。如堤防基础为单层结构，即粘性土或壤土层，当渗透压力增大，使堤防背水堤脚附近局部土体表面隆起裂缝或大块土体移动，而随渗流水流失，这种现象称为流土。管涌、流土一般多发生在堤防背水坡坡脚附近的地面上。管涌多呈孔状出水口，冒出细沙或粘土粒。出水口孔径小的如蚁穴，大的可达几十厘米，少则出现一两个，多者出现孔群，冒沙处形成“沙环”，所以也称“翻沙鼓水”或“泡泉”。流土出现土块隆起、膨胀、断裂或浮动等现象，也称“牛皮胀”。但在实际抢险中没有区分，把这两者统称为管涌。随着江河水位上升，高水位持续时间的增长，特别是在上部弱透水层较薄处或被人为破坏，管涌险情就容易出现，涌水量和挟沙量相应增多，就有可能导致堤基形成渗水通道，造成堤身表面局部塌陷，如抢护不及时，严重者有决堤的危险，应引起高度重视，万勿掉以轻心。堤防管涌的堤防管涌的抢护抢护原原则则当堤防出现管涌时，抢护的原则概括为“反滤导渗、控制涌水带沙，留有渗水出路”。堤防发生管涌时，其渗流的入渗点均在堤身临水面深水下的强透水露头或弱透水层较薄处，以及基础垂直防渗设施未封闭的地方。由于水深、渗入点分散，难以检查和封堵。一般在堤身的背水坡脚附近出现险情处，采用反滤导渗，控制涌水带沙，给渗水留下出路，这样既可使细沙、粘土粒不再随渗水流出地面，又可以降低渗透水压力，使险情得到稳定。堤防管渗一般堤防管渗一般抢护抢护的措施的措施当堤防出现管涌处数较多，面积较大，并互相连成一片，渗水涌沙比较严重的地方，根据控制涌水带沙，留有渗水出路的抢护原则，多采用砂石反滤盖压，以稳定险情。在抢险前，尽可能地清理险区范围内的杂物。如管涌涌水带沙较严重的出口，铺设反滤有困难时，可先用块石或砖块抛填，以消杀涌水水势，然后按反滤要求，铺设粗砂、小石子和大石子各一层，厚度约，最后盖压一层沙袋或块石，予以保护。当发生大面积管涌险情时，如当地没有备用较多的砂石反滤料，一时抢运也有困难，可用土工织物代替。在险情处，先铺一层土工织物，代替反滤料，其上铺设透水的砂石混合料，最后压一层沙袋，予以保护。当堤防背水坡坡脚附近地面出现管涌数目不多，面积不大的情况，或者数目虽多，但未连成一片，可以分个或分小片，按上述采用反滤料盖压抢护。对于水下的管涌，当水深较浅时，也可用反滤料抢护。根据所用导渗材料不同，具体抢护方式有以下两种：砂石反滤围井当上下游水头差较小时，可采用此法。在抢护时，先将管涌周围一切带有尖、棱的石块和杂物清除，表面稍加平整。按反滤要求，分层铺设粗砂、小石子和大石子，每层厚度约然后在其周围用土袋抢筑围井其高度以能使渗水不挟带泥沙从井内冒出为度。如发现反滤料下沉，可继续填筑滤料，直至险情稳定为止。为防止围井内水位过高，可用竹管或钢管穿过井壁，将井内水位适当降低，以免围井附近再次发生管涌，并防止井壁倒塌，造成更大险情。土工织物反滤围井在抢护管涌时，其方法与砂石反滤围井基本相同，只是用土工织物代替砂石反滤料，先在管涌处铺设土工织物，然后在其上填压砂砾石透水料或沙袋，周围用土袋垒砌，做成围井。可按出水口数量多少分布，可以单个或多个垒砌围井，其他同上。当上下游水头差较小，高水位持续时间较短，管涌周围地表坚实、完整、渗透性较小，未遭受破坏，当地既无反滤砂石料，又无土工织物时，可在管涌周围用土袋抢筑围井，抬高井内水位，以减少堤防临背水头差，降低渗透水压力，制止涌水带沙，也可稳定险情。抢险抢险管涌管涌应应注意事注意事项项采用上述各种抢护方法制止管涌险情发展时，应注意：（）切忌在背水坡附近用不透水土料抢堵管涌，以免截断堤坝的渗水出路，造成渗水压力加大，不仅不能稳定险情，反而使险情恶化。（）使用无反滤层围井法，井壁要有足够的高度和强度，并严密监视井壁周围地面是否有新的管涌险情出现。二五年九月二十六日大力推广预制混凝土砌块护坡一、前一、前 言言我国常见的护坡形式有抛石、砌石、现浇混凝土、沥青混凝土等，各种护坡形式都有其适用条件，也都存在明显不足。预制混凝土砌块护坡在欧美等国较为普遍。它具有抗波浪效果好，工程质量便于控制，施工快速、便捷，有一定柔性、整体美观和环保等特点。借鉴国外在混凝土砌块护坡研究和应用上的成功经验，结合我国国情，就混凝土砌块护坡设计、砌块生产、施工等方面亟待解决的问题开展研究，对混凝土砌块护坡在我国的推广应用，丰富水利工程护砌形式，提高我国堤坝防护水平，有着重要的实际意义。二、混凝土砌二、混凝土砌块护块护坡坡为防止堤坝迎水面免遭波浪和水流作用侵蚀，需采取工程措施加以保护。在我国，砌石和现浇混凝土是最常见的两种护坡形式。砌石护坡在石料资源充足地区较为普遍，不足之处在于工程质量不易控制，整体性不好，耐久性差。现浇混凝土护坡整体性好，抗风浪能力强，在相同波要素条件下，所需护砌厚度小，可节省原材料，较为经济，其不足之处一是难以适应地基变形，特别是新建堤坝，一旦出现塌陷，很难修复；二是从环境角度看，整体现浇的水泥河道难融于周边自然环境，也不利于水生生物的栖息生存。随着混凝土砌块制造技术水平的提高，适应机械化施工和环境保护需要，具有很好抗波浪作用效果的混凝土砌块护坡在欧美等发达国家得到广泛应用，已成为海岸、河道、湖泊、水库、渠道等护砌工程的主要护坡形式。混凝土砌块护坡有以下主要特点：混凝土砌块护坡是以人工预制混凝土砌块作为护面层单元的一种铺砌式斜坡保护结构，虽然本质上属散体护坡，但规则的块型和一定的铺砌方式，使相邻砌块可以相互作用共同抵御波浪和水流的作用。因此，从结构上讲，砌块护坡介于散体护坡（抛石、干砌石）和整体护坡（现浇混凝土）之间。护坡用砌块平面尺寸较小，一般厚度在.左右，因而有一定的柔性。从渗透性看，也介于完全渗透性的抛石护坡和非渗透性的现浇混凝土护坡之间，属半渗透性护坡，因而在波荷载作用下，这类护坡的破坏机理也有别于其他护坡形式，波生浮力（扬压力）造成的砌块脱落是护坡结构破坏的主要形式。常见的护坡砌块有柱形块、矩形块、异体块。从砌块间的连接方式看，有松散砌块、联锁砌块和砌块排。松散砌块彼此间无连接，一般用于波浪和水流作用较弱的护坡工程；联锁砌块是利用自身的特殊结构使相互间可以咬合的砌块，在水平方向上的咬合为水平联锁块，在垂直方向上的咬合称垂直联锁块，垂直联锁块用于波浪作用较强的护坡，联锁砌块抗御动力作用效果较好；砌块排是多个砌块之间通过缆绳连接而成的，一般施工前装配，采用机械铺设，适于水下护坡。砌块块型、几何尺寸可按需要设计生产，砌块的强度、密度、渗透性等性能指标也可选择不同的原材料来满足不同的设计要求。砌块形状规则、尺寸统一、施工效率高，工程质量易于控制，施工受天气影响小。从蚌埠闸、入海水道枢纽等工程施工实际应用看，平面联锁砌块（单块重）人工护砌每人每日可达，国外砌块护坡多采用机械施工，效率更高。整体美观。通过块型、铺砌方式及颜色的变化，可将每一个护坡工程都建设成为一个景观工程。具有环保概念，在砌块生产过程中，应用粉煤灰、钢渣、矿渣等工业废料，可避免天然石料开采对环境带来的影响。利用先进的砌块成型设备制作护坡用混凝土砌块，产量高、质量稳定。对护砌量大、工期紧的护坡工程优势更为突出。在相同波要素条件下，砌块护块厚度小于砌石护坡，加之施工效率高，对施工现场的材料堆场面积需要小，具有一定的经济性。三、混凝土砌三、混凝土砌块设计块设计混凝土砌块护坡得以广泛应用的重要原因是人们可以根据需要设计生产不同的几何形状、尺寸、密度、开孔率和开孔方式，达到工程安全、质量、经济性和环境要求的统一。目前我国的砌块护坡刚开始起步，还没有经实验和实际应用证明性能优良的砌块可供选择，也没有专业化的水利护坡用砌块专业设计生产厂商，故特提出如下原则供砌块设计或选择时参考。经济性当护坡工程投资不是限制因素时，可选择几何形状，非联锁的矩形块、柱状块。在相同波要素条件下，满足稳定要求的砌块厚度较联锁砌块厚，此类砌块生产效率高，必要时也可现场手工预制。安全性对于波浪侵蚀严重的护坡工程，可采用开孔砌块、联锁砌块或开孔联锁砌块，以减小护砌厚度。开孔增加了护面层的渗透性，有利于减少浮力，模型试验表明，在相同条件下，开孔率达到时，可以减少约的砌块厚度。联锁是增加抗力措施，开孔联锁则是减少荷载和增加抗力措施并用。砌块结构为保证砌块有一定的抗折能力，砌块最大边长与最小边长之比应控制在之内；开孔（槽）砌块要考虑结构最薄处能抗御波浪冲击力，孔径和槽宽要根据垫层颗粒设计，以防止垫层碎石被波浪洗出，开孔应均匀布置；砌块边缘设计为弧状，以减少搬运过程中的碰撞损坏。生产效率砌块形状越复杂，生产效率越低，一般砌块每个生产循环时间为，开孔联锁砌块则需。砌块施工垂直联锁砌块不利于机械施工，在欧美等国实际应用较少，而我国劳动力成本相对较低，可以推广应用。人力施工时，单块重量不宜超过，以确保两人协作能顺利铺砌；一般左右的砌块，一个人即可铺砌，施工效率很高；对较重的砌块，可采用简易夹具辅助施工。环境要求包括工程周边自然环境、审美要求、水生生物生存环境等方面。荷兰海堤护坡所用柱状砌块上部就设计了厚的生态层，以利于小动物爬行。四、混凝土砌四、混凝土砌块块生生产产 生产设备与生产工艺混凝土砌块生产设备主要包括配料与搅拌系统、铺料与成型系统、传送与码垛系统、自动控制系统等。其生产过程如下：生产所用的碎石、砂等材料通过装载车装入室外集料斗，通过自动配料系统送入搅拌机。水泥罐中的水泥、粉煤灰罐中的粉煤灰通过螺旋输送器、水泥均匀送入搅拌机。水箱内的水通过自动测水、加水系统加入搅拌机拌和，搅拌机能够根据原材料的含水量实现自动加水，拌和料再通过自动成型系统均匀地铺入模具型腔，经过预压、振动成型、脱模等工序，成型后的湿产品落在特制的栈板上，经湿传送机、湿检、升板机输送到养护室进行湿养护。后，再经降板机、干传送机、码垛机将干产品码垛到木托盘上。空栈板经翻转、栈板回送机、喂板机再提供给成型机，进行下一个生产循环。码垛好的干生产品经包装，再输送到养护室养护，然后再送到成品堆场养护即可出厂。配方与外加剂成型机采用振动加压密实成型的工艺，水灰比一般小于，所配混凝土为干硬性混凝土。为保证产品内部均匀，表面不产生麻面、孔洞等现象，要求混凝土有一定流动性，因此所需集料级配要合理。护坡用混凝土砌块配方一般包括水泥、碎石、砂。水泥用量一般占，碎石占左右，为连续级配，含砂率为，为中粗砂。为提高产品质量，降低生产成本，该项目组根据蚌埠地区原材料实际情况，进行了配合比优化设计试验，试验考察了水泥含量、碎石含量、粉煤灰参量、含砂率个因素，每个因素分别分三个水平，通过九次试验，优化出最佳配比，并在实际生产中应用，取得了良好效果。该工艺生产的混凝土砌块一般不需其他添加剂，除改善混凝土的某些性能时才需添加，如减水剂、防冻剂等，但要在实验的基础上科学添加。对砌块颜色有特殊要求时，可在面料或整个基料中添加彩色颜料。砌块生产质量控制 搞好砌块生产环节的质量控制对于砌块成品质量和工程安全有十分重要意义。