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浅谈堤防工程防汛抢险技术

2022-08-10高胜勇石艳春李学文

水利科学与寒区工程 2022年7期
关键词:临水堤坝堤防

高胜勇,石艳春,李学文

(1.绥化市水利工程公司,黑龙江 绥化 152000;2.黑龙江省大庆地区防洪工程管理中心,黑龙江 大庆 163311;3.黑龙江省农村水利水电保障中心,黑龙江 哈尔滨 150040)

1 堤防工程汛期险情种类、成因及后果

1.1 渗水

渗水现象是汛期或日常堤防工程险情出现的常见现象之一,主要表现为背水坡或坡脚附近出现土壤湿度过大或者有水渗出等表象,一旦汛期来临,极易发生决堤现象灾害。导致渗水发生的原因主要有以下几点:

(1)汛期或异常降雨导致的水量较大,长时间超出堤防的警戒水位,以此次河南突降大雨为例,号称“千年难遇一次”的降雨,加上降雨时间较长,导致河南省内多地河道决堤,河水倒灌至村内,给当地百姓造成了严重的损失。

(2)堤防工程设计初期没有充分考虑到后期会发生的突发情况,堤防断面尺寸不足,导致洪峰超过最大限定水位。

(3)堤防工程建设时期,受资金、技术或其他原因影响,填土质量差、碾压密实度不足,且没有在临水破设置防渗墙或者其他控制渗漏、渗流的设施等,导致堤防的稳固性较差。

(4)部分堤防没有对堤防工程予以重视,导致其年久失修,甚至未发现工程本身存在一定的隐患,如工程内部有蚁穴、腐殖质等[1-3]。

1.2 漏洞

堤防漏洞指在堤坝建筑物中出现的漏水通道,并从背水坡上渗漏或溢出。其出现的原因主要表现为以下几点:

(1)堤坝建设过程中,没有对填埋路基进行合理筛土施工,使得填埋路基中的土壤含沙量太多,或者是在进行分段填筑路基碾压时候做得不够彻底,抑或者是未对路基两端分段填筑接头做出有效的处理,使得最终修建成的分段填筑路基不能够完全符合有关的要求,并且在受到了水流长期的冲刷下还是出现了部分漏洞。

(2)在建设堤坝前选址时因对地基考察不够深入,使得其出现了不均匀沉降的现象,引发堤防出现贯穿性裂缝,形成了漏水通道。

(3)堤防内部有动物筑巢打洞,产生渗流通道。

1.3 滑坡

堤坝出现滑坡,主要表现为近水面滑坡与远水面(一般指背水面)滑坡,近水面滑坡成因如下:

(1)堤坝脚滩地迎流顶冲坍塌,导致堤坝脚稳固性较差,引发滑坡。

(2)水位消退后受长期浸泡影响,堤坝含水量变高,其容水量增加,并在水流渗透的作用下,使得土壤黏合力降低,坝坡动力增加,摩擦力减少。

(3)进入汛期或遭遇异常降水天气时,堤坝防护坡受强对流空气影响,水流浸蚀,引发了局部滑坡。

背水面滑坡与近水面坡滑坡成因几乎相同,主要表现为堤坝受水流渗透等影响,导致堤身含水量增加乃至饱和,或者长时间降水、短期大量降水使得堤脚失去了支撑力。

2 堤防工程防汛抢险技术

2.1 渗水

当堤防工程遭遇渗水险情时,抢护原则是临水坡截停渗水,背水坡导流渗水,具体的抢险技术如下:

(1)临水坡截渗。散抛黏土截渗:此渗水处理方法主要适用于临堤地区的水面相对较浅,且当前风速较小时的情况,在渗水处附近有大量黏土且相对松散易取的地区。修补方案为黏土堤台顶宽在3 m以上,高度不应该小于平均水位以上1 m,长度最多要超过每个渗水路基两端5 m。

桩柳式防冲墙截渗法桩柳式防洪墙截渗法适用于在临堤水面相对较深,在水下使用土袋筑墙困难且施工工程量较大时的地方。具体方法是为在建筑物临水侧边坡脚前0.5~1.0 m之间处,插入一排木桩,每个小小的木桩之间距离约为1 m,木桩长度则是根据当前水深和水流势态而确定。通常情况下,在已经敲打好的木桩上用各种秸秆编织而成的篱笆,也可以直接采用柳枝与芦苇,或者可以使用其他材料,例如竹竿将各种木桩都连接了起来,并且在上面悬吊挂上芦苇席、土工布、草帘等作为做好的防护墙,随后就可以开始抛填土料。

(2)背水坡截渗。背水坡的渗漏一般选择采用砂岩或者是土工材料制成的织物。

反滤沟导渗沟抢险方法当路基和堤坝背水坡位置发生大面积的渗水后,具体抢险措施为在路基和隧道背面各处开挖一道导渗沟,并在上面摊铺反滤材,引导渗水尽量集中排入沟内,避免泥土流失。导渗沟的布置形式一般采用“纵横沟”“人字沟”,深度一般在0.5~1.0 m之间,宽度一般在50~80 cm之间,顺堤按纵向沟每隔6~10 m分别划开一条,导渗的主要材料为砂石、土工或者织物。

反滤层导渗—此方式主要适用于背水坡土壤过于细软,开沟相对困难的情况。其具体表现在为将地面的草皮、垃圾以及砖石等杂物彻底清理干净,并在其上分层铺设过滤材料石,并在上面再加压厚30cm的沙袋或者砂石块进行保护。

透水后戗法导渗—该技术主要适用于当地的堤坝单薄或者是背水坡陡峭、渗漏情况过于严重的地方而采用,具体方式与之类似于一般的反滤层导漏,差别是要在两个坡脚与斜面两个维度之间填筑一层透水性强的砂土进行压实,从而构造出一种透水后的渗漏法。如图1。

图1 透水后戗法导渗(单位:cm)

2.2 漏洞

堤防工程出现漏洞的险情时,抢护原则是前方堵漏,后方引导渗流,及早发现问题。

(1)临水堵截。塞堵法—堤防发生漏洞时,进水口相对较小、周围土质较硬、水流流动速度相对较小、当施工者可以通过下水路径接近渗漏处时,可采取塞堵方式,将棉被、草堆或其他具有堵塞性较强的物料塞入至渗漏处,及时地解决问题。

(2)背水抢护。在进行堤防工程漏洞抢修时,除了要做好前段堵塞工作,背水侧的引流修补工作也需要到位。主要表现在当背水坡出现渗漏现象时,应当及时做好滤水工作,有效防止因漏水事件过长或面积过大引发的危急险情。背水抢护同时也可次用平压围井的方式,但是此方式对围井的高度与强度要求就搞,在采用的时候需要慎重对待。

2.3 滑 坡

抢护的基本原则是通过导流回到路基,恢复路堤的坡度完整,设法降低路基的滑动能力和提高路基的抗阻性能,上部削坡和下部具有稳定性的固脚进行路基的压重。

(1)前截渗法。利用黏土进行截渗,当施工中遇到背水坡平滑严重,滑坡范围较大,可以在背水坡上抢先浇筑滤水砂浆混凝土支撑、滤水石块岩砌体、滤水还坡等方法,而且在临水坡或者有滩地时也可以考虑采用。

(2)护脚防滑方法。做好易滑坡区域的检查,将块石、装满沙土的防汛袋等重物均匀抛掷于滑坡体下部的堤脚附近,使之能够对堤坡进行阻断性下滑及稳定堤脚并固化的双重保护作用。

3 结 语

堤防工程防汛抢险技术不仅是一项系统行的工作,更是一项技术性的工作,这就要求我们在堤防抢险中,按照抢险的方案来进行操作,掌握正确的防汛抢险技术,确保国家财产不受损失,保证人民的生命安全。堤防工程的最终目标在于维护与稳固堤坝沿岸及毗邻城镇居民的财产与生命安全,间接维护与保障国家安全。当汛期来临或遭遇异常降雨天气时,如果能够及时发现水利堤防工程中存在的潜在危险如渗水、漏洞或滑坡,尽快制定并实施有效的防治方案,则可以有效防止出现堤坝决堤、崩塌等风险。同时水利部门应加强防汛抢险意识,提高防汛抢险技术,落实一切防汛抢险工作,做好人员安排与巡查监督工作,从根源上发现水利灾害的成因,采取有针对性的救灾抢护措施,保障堤防工程的安全与顺利度过汛期。

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