浅谈台安县穿堤建筑物渗漏破坏及抢护措施

浅谈台安县穿堤建筑物渗漏破坏及抢护措施

辽宁省台安县水利局辽宁台安114100

摘要:做好穿堤建筑物渗漏抢护是防汛工作重要内容之一,本文就台安县穿堤建筑物几种常见渗漏险情及抢护措施进行了阐述。

关键词:出险原因抢护原则抢护措施

随着农田排涝和灌溉工程发展,堤防上修建的排(灌)水站、闸、涵等水利工程不断增多。台安县目前共有中、小型排(灌)水站81座,356台机组,总装机3.95万千瓦,设计排水流量479.45m3/s。

近十多年虽然进行了一些更新改造、维修加固,仍还存在不少问题。因此穿堤工程出险不断增多,险情也有加重之势,穿堤工程,一旦出险,如果抢护措施不当或抢救不及时,不仅冲毁闸、站等水工建筑物,还很可能造成大堤决口。现就我县穿堤建筑物渗常见渗漏险工及抢护措施总结如下:

1、闸站与土堤连接处渗漏的抢护

站、闸、涵等建筑物的岸墙、翼墙、边墩、涵洞、护坡等混凝土或砌体与堤防土体结合部位,由于不均匀沉陷以及其他诸多原因,很容易引起裂缝。一旦迎水面水位升高或遇降雨地表径流进入,沿洞壁、墙、墩等硬性构件与堤土结合的裂缝流动,形成集中渗漏,严重时在建筑物下游造成管涌、流土甚至漏洞等险情,危及建筑物及堤防安全。

1.1出险原因

1.1.1由于回填土夯压不实,或回填土中有冻土块、干土块,或者含水量过大等,回填土产生较大沉陷,引起的结合部位拉开、裂缝而发生渗漏;

1.1.2穿堤建筑物无止水措施或止水工程遭破坏,在外洪高水位时渗径不够,致使沿洞、管壁渗漏;

1.1.3由于建筑物各部的地基承载不一样,或者地基内由淤泥、松软薄弱带,在建筑物自重力作用下,基础产生较大的不均匀沉陷,引起结合部土体不紧密,遇水发生渗漏;

1.1.4由于外河行洪或闸、站工程运行时,发生地震、爆破以及水流脉动等对建筑物产生的强烈震动,砂基发生液化,引发建筑物与土体结合部拉开而发生渗漏;

1.1.5在1975年2月海城县发生7.3级强烈地震时,浑河、外辽河等大多数穿堤工程发生不同程度破坏。

1.2抢护原则

堤防与建筑物结合部位渗漏险情的抢护原则和抢护方法,基本上与堤防渗漏一样。即“外堵内导”,就是说在临水面,查明进水的缝隙或洞口,堵截水的来源;在背水面做反滤措施。

1.3抢护措施

1.3.1临河堵塞:闸、站岸墙、压力箱、涵等于土堤连接处发生漏水、渗水现象,可用土袋或者棉絮堵塞。在静水或者流速较小时,亦可在迎水面填筑土戗。

1.3.2灌浆:若漏水不甚严重或进水口在深水中不易找到或难以堵塞时,而且又不具备重新翻修条件时,可以在缝隙处以粘土或石灰拌成的稠泥(其中石灰约占20%~33%)进行灌浆。也可以采用粗制水泥土浆(即砂壤土内掺约20%水泥)。灌浆的压力不能过大,控制在1~1.5公斤每平方厘米为度。如果没有其它掺合料,单纯灌粘土浆,浆液的土料应具备:有一定的细度,充填防渗性能好;成浆容易,水化性好;析水性好,固结快;浆液流动性好等。

1.3.3背水导渗:若面积较大或进水处不易处理时,可以参照散渗抢护措施在背水坡或堤脚做反滤层。或者参照管涌、漏洞等处理措施。

1.3.4篷布堵漏:在已查清渗漏进口且进口附近又比较平整、无树桩等障碍,可用化纤、帆布等不透水篷布盖堵,速度快,效果也好。

2.闸、站基础渗漏抢护

汛期外河高水位时,在较强的渗透压力作用下,有时也会使闸、站基础下地基发生严重渗透破坏。土砂大量流失;使闸、涵本身塌陷、断裂、下沉,甚至导致堤防溃决。

2.1出险原因

2.1.1闸站建在粉细砂基础上,又没有其他有效的加大渗径措施,而且由于有排除地下水要求,闸站基础较深,在高水位时上下游水位差较大,渗透压力大,在地基的薄弱地点发生渗漏.

2.1.2闸、站在施工时排水不好,地基浮土、淤泥清理不彻底。在外河高水位行洪时,基础也容易发生渗漏。

2.2抢护原则

临河截渗、背河导渗和蓄水平压,减小上下游水位差。

2.3抢护措施

2.3.1反滤导渗

由于渗透压力大,渗流出逸时流速较大,很容易引起地基土壤渗透变形。为使地基土壤不被渗水带走,在堤防背水坡脚闸站下游设置反滤层。按其所用的反滤材料不同,做法有三种:

一是砂石反滤。本着就地取材的原则,对砂土地基渗漏常用砂、砾石做反滤。底层铺中粗砂,粒径0.25~1毫米,厚度0.1~0.15米;中层铺细角砾(俗称绿豆石),粒径1~5毫米,厚度0.1~0.15米;上层铺填中石子(俗称粗角砾),粒径5~20毫米,厚度0.15~0.25米。上层用铅丝石笼护罩。石笼厚度应不小于0.5米,长度3~5米,宽度1~2米。块石直径不小于0.2米。

二是土工无纺布反滤。土工布作为滤层材料,具有施工简便、降低工程造价等许多优点。尤其是土工无纺布(简称无纺布),还具有强度无方向性、变形适应性大等优点。其铺设方法简介如下:铺设土工布之前,应将基坑整平、清理干净,严禁有杂物。铺设无纺布应从一头开始,四周均匀受力,谨防发生褶折、起鼓、拉伸过大现象。无纺布接头采取缝合,若现场无缝合机采用搭接,搭接宽度为30厘米。无纺布与四周底板结合处要求上折15厘米左右,以便将整个反滤体封闭起来。无纺布铺好后,应及时在上边铺填砾料,为使无纺布避免扰动,砾料应分两次铺填。

三是柳枕或柳石反滤。若无砂、石、无纺布等反滤材料,或闸、站下尾水较高,难以正常做砂石反滤时,还可以用柳枕做反滤。

2.3.2粘土截渗

经探测确定渗漏进口在建筑物基础不远处,可先在进口处铺盖不透水的土工膜或篷布,上抛粘土袋,再抛粘土落淤封闭。如渗漏进口分散,而且不明显,也可以用船载粘土到渗漏进口附近抛填,形成粘土铺盖层,防止渗漏。

2.3.3闸、站渗水出口筑反滤围井

在闸、站下游冒水冒砂区,抢筑围井,在围井中,分层铺填砂石反滤盖重。如缺乏砂石料,也可以采用秸料、树枝等稍料编排。排底用细稍料,如麦秸、稻草等,厚15~30厘米;上层用粗稍料,如树枝、秫秸和芦苇等,厚15~20厘米,排上铺草帘或芦苇,厚5~10厘米,上再压块石或砂袋。注意不得将柴草压得过紧,以免失去反滤效能。

2.3.4养水盆法

如果闸、站后部(指堤防背水坡)具有一定水深,做反滤有困难,时间又来得及时,可在闸后用土袋或土修筑围堤,并在围堤内蓄水,形成水盆,以抬高水位,减少堤里、堤外水位差,降低渗透压力,制止险情发展。

3.站、闸压力箱、涵漏水抢护

穿堤涵洞和排水站的压力洞、压力箱等出现漏水,也是防洪中常见的险情,其出险极易造成大堤决堤,应高度重视。

3.1出险原因

3.1.1由于洞身基础不均匀沉陷或上部回填土质量差等因素,致

使洞身断裂漏水;

3.1.2洞、管接头或沉陷缝止水破坏产生漏水;

3.1.3由于强烈地震力造成涵洞、压力箱体破坏,产生漏水;

3.1.4因为建筑物设计或施工中问题,产生的断裂漏水。

3.2抢护原则

仍本着“前截后导”的原则进行抢护。

3.3抢护措施

3.3.1临河围堤

为彻底控制洞体漏水险情发展,最有效的办法是在站、闸工程进水口附近修筑围堤,封堵外河水进入洞内。只要条件允许,时间又来得及,这种办法最有效。

3.3.2反滤围井

若压力洞、箱裂缝漏水,水流沿洞身外侧渗透并从堤外溢出,水量不大,险情不是很严重时,可在出逸点附近做反滤围井。

3.3.3背水坡围堤

为确保洞、箱漏水不造成决堤灾情,还可在背水坡附近修筑围堤,作为二道防线。

4.穿堤管道出险抢护

在堤身埋设的虹吸管、出水管、输油管或输气管等,一般多为钢管、铸铁管和钢筋混凝土管。当发生管接头脱裂、管身断裂或管壁锈蚀穿孔,造成漏水(油、气),或埋设管道时,其四周回填土不实,没有截水墙工程设施,形成渗水通道。这些都会造成水流或渗流对堤身的冲刷或掏空堤身,危及堤防安全。

4.1抢护原则

仍是临河封堵,背河导渗。或修筑围堤,蓄水平压。当管道发生险情应立即管闭进(出)口阀门,排除管内积水(油、气),检查并分析险情产生原因,采取措施,进行抢护。

4.2抢护措施

4.2.1临河堵漏。如漏洞口发生在管道进口周围,可参照堤防漏洞抢险办法进行抢护,最有效的办法就是在临水坡采取铁锅、软楔堵塞等方法对漏洞口进行堵塞。

4.2.2中部截渗。对管道埋深较大,沿管壁周围集中渗流较严重,条件许可又有必要,可采用重力式或压力灌浆的措施,堵塞管壁四周孔隙或空洞。

4.2.3反滤导渗。渗流已在背水坡管的四周溢出,在采用临河堵漏等措施同时,要迅速用砂石反滤层或土工织物等进行导渗抢护。

4.2.4在沿管壁四周渗流较重,客观条件又允许时,可在背水侧抢修围堤,蓄水平压,防止险情恶化。

结语:穿堤建筑物渗漏抢险工作相当复杂多样,要依据险情的具体情况采取相应的抢险措施,特殊时期还要多种措施并要才能收到预期的效果。

参考文献:

【1】《台安县水利志》

【2】《鞍山市防洪手册》

【3】《穿堤涵闸渗透破坏及其防治》(张玉芳、桂晓晨)

【4】《解决河道穿堤涵闸常见问题的探讨》(张儒生、寇相军、李献珍)

作者简介:姚正利,生于1972年06月05日,毕业于辽宁省水利学校,沈阳农业大学函授。现工作在台安县水利局从事基层水利服务工作,技术职称助理工程师。

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