管涌如何辨別
管涌險(xiǎn)情的嚴(yán)重程度一般可以從以下幾個(gè)方面加以判別,即管涌口離堤腳的距離、涌水渾濁度及帶沙情況、管涌口直徑、涌水量、洞口擴(kuò)展情況、涌水水頭等。由于搶險(xiǎn)的特殊性,目前都是憑有關(guān)人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷。具體操作時(shí),管涌險(xiǎn)情的危害程度可從以下幾方面分析判別:
1、管涌一般發(fā)生在背水堤腳附近地面或較遠(yuǎn)的坑塘洼地。距堤腳越近,其危害性就越大。一般以距堤腳15倍水位差范圍內(nèi)的管涌最危險(xiǎn),在此范圍以外的次之。
2、有的管涌點(diǎn)距堤腳雖遠(yuǎn)一點(diǎn),但是,管涌不斷發(fā)展,即管涌口徑不斷擴(kuò)大,管涌流量不斷增大,帶出的沙越來(lái)越粗,數(shù)量不斷增大,這也屬于重大險(xiǎn)情,需要及時(shí)搶護(hù)。
3、有的管涌發(fā)生在農(nóng)田或洼地中,多是管涌群,管涌口內(nèi)有沙粒跳動(dòng),似“煮稀飯”,涌出的水多為清水,險(xiǎn)情穩(wěn)定,可加強(qiáng)觀測(cè),暫不處理。
4、管涌發(fā)生在坑塘中,水面會(huì)出現(xiàn)翻花鼓泡,水中帶沙、色渾,有的由于水較深,水面只看到冒泡,可潛水探摸,是否有涼水涌出或在洞口是否形成沙環(huán)。需要特別指出的是,由于管涌險(xiǎn)情多數(shù)發(fā)生在坑塘中,管涌初期難以發(fā)現(xiàn)。因此在荊江大堤加固設(shè)計(jì)中曾采用填平堤背水側(cè)200m范圍內(nèi)水塘的辦法,有效地控制了管涌險(xiǎn)情的發(fā)生。
5、堤背水側(cè)地面隆起(牛皮包、軟包)、膨脹、浮動(dòng)和斷裂等現(xiàn)象也是產(chǎn)生管涌的前兆,只是目前水的壓力不足以頂穿上覆土層。隨著江水位的上漲,有可能頂穿,因而對(duì)這種險(xiǎn)情要高度重視并及時(shí)進(jìn)行處理。
管涌的處理方法
1、反濾蓋壓
(1)適用情況:適用于發(fā)生險(xiǎn)情的處數(shù)較多、面積較大并連成片,滲水涌沙比較嚴(yán)重的地方。砂石料充足時(shí),可優(yōu)先選用此方法。
(2)處理方法:先清理鋪設(shè)范圍內(nèi)的雜物和軟泥,對(duì)涌水涌沙較嚴(yán)重的出口用塊石或磚塊拋填,以消殺水勢(shì);然后由下至上分層搶鋪粗砂、小石子和大石子,最后鋪設(shè)一層塊石予以保護(hù);砂石反濾蓋壓范圍應(yīng)超過(guò)滲水范圍周邊1米;蓋壓工作完成后,應(yīng)做集水導(dǎo)排溝把水排掉,并密切監(jiān)視出水是否清澈,如滲水是渾水,則需再用砂卵石料進(jìn)行反濾壓滲,并注意險(xiǎn)情范圍附近是否有新的管涌現(xiàn)象發(fā)生。
2、反濾圍井
(1)適用情況:反濾圍井適用于背水坡堤腳附近地面管涌的數(shù)量不多、面積不大的情況;或數(shù)量雖多,但未連成大面積,并且可以分片處理的情況;對(duì)位于水下的管涌、流土,當(dāng)水深較淺時(shí),也可采用此法。
(2)處理方法:反濾圍井搶筑前,先將滲水集中引流,并清基除草;圍井筑成后應(yīng)注意觀察值守,防止險(xiǎn)情變化和圍井漏水倒塌;按反濾要求,由下至上分層搶鋪粗砂、小石子和大石子。反濾圍井完成后,如發(fā)現(xiàn)填料下沉,可繼續(xù)補(bǔ)充濾料,直到穩(wěn)定為止;反濾圍井筑好后,當(dāng)險(xiǎn)情已穩(wěn)定后,在圍井下端用竹管或鋼管穿過(guò)井壁,將圍井內(nèi)的水位適當(dāng)排降,以免井內(nèi)水位過(guò)高導(dǎo)致圍井附近再次發(fā)生管涌、流土和井壁倒塌;對(duì)于小的管涌和流土群險(xiǎn)情,也可用無(wú)底水桶或汽油桶等套在出水口,在桶中搶填砂石反濾料,也能起到反濾圍井的作用;反濾圍井僅是防止險(xiǎn)情擴(kuò)大的臨時(shí)措施,不能完全消除險(xiǎn)情,圍井筑成后應(yīng)密切注意觀察值守,防止險(xiǎn)情變化和圍井漏水倒塌。
3、透水壓滲臺(tái)
在背水坡腳搶筑透水壓滲臺(tái),防止涌水帶砂,使險(xiǎn)情趨于穩(wěn)定;透水壓滲臺(tái)填筑前應(yīng)先將搶險(xiǎn)范圍內(nèi)的雜物清除,用透水性強(qiáng)的砂石料填筑平臺(tái),平臺(tái)的寬度和高度應(yīng)滿足能制止管涌產(chǎn)生為標(biāo)準(zhǔn);透水壓滲臺(tái)的填筑材料不可使用粘性土料,以免堵塞滲水出路,加劇險(xiǎn)情惡化。同時(shí)透水壓滲臺(tái)鋪填完成后,應(yīng)繼續(xù)監(jiān)視觀察,防止險(xiǎn)情發(fā)生變化。
4、抬高坑塘溝渠水位
利用涵閘管道或臨時(shí)安裝抽水機(jī)引入水塘,抬高坑塘溝渠水位,減少水頭差,制止涌沙現(xiàn)象。
管涌和流土的預(yù)防措施
1、盡量避免水下大開(kāi)挖施工,如利用流沙層上面的土層作天然地基,或采用樁基穿過(guò)流沙層等。
2、控制地下水出逸點(diǎn)處的水力梯度,使其小于臨界水力梯度。
3、人工降低地下水位,將地下水位降至可能產(chǎn)生流沙的地層以下,然后再進(jìn)行開(kāi)挖。
4、設(shè)置截水墻,截水墻應(yīng)進(jìn)入地下一定深度,改善地下水的逕流條件,即增長(zhǎng)滲流途徑,減小地下水力梯度和流速,滿足抗管涌、流沙的要求。