渗漏抢险

(一)渗漏险情的分类

堤坝大多修建在冲淤平原和古河道上,覆盖层内大多含砂石透水层,同时堤坝本身也具有透水性,因此在挡水时必然出现渗水,如果发生渗流破坏,就会发生种种险情。这类险情统称为渗漏险情。渗漏险情是堤坝挡水后出现的最普遍、最常见的险情。渗漏险情可分为:

1.渗水险情

在高水位作用下,水流渗入堤坝,将堤坝体分为上干下湿两部分,干湿土的分界线叫浸润线,浸润线以下的坡面和坡脚都可能发生渗水险情。造成渗水险情的直接原因通常是堤身夹有砂土层、堤身不实以及堤坝内有蛇鼠洞、白蚁洞、灌洞、烂树根、废涵管、硬土块、砖石等杂物。堤坝断面单薄、背水坡太陡,填土时夯压不实,施工分段未按要求处理等,都会加大渗流速度,抬高浸润线,加速渗水险情的发展。

2.管涌险情

堤坝在高水位时,透水性强的地基渗透坡降大于覆盖层的临界坡降,渗流使土体中细颗粒沿孔隙移动并被带至地面,在渗水出口四周形成沙环。随着流失土粒增多沙环变粗,堤坝内逐渐形成贯穿的通道,从而造成管涌险情。

3.流土险情

渗流的渗透力超过表土的有效压力时,堤坝坡或坡脚土体被破坏,形成沙沸或土体被冲失,造成流土险情。在堤坝后草根盘结处,虽然没有发生漏水翻沙,但土体向上隆起,富有弹性,经脚踩上下晃动有水渗出,也是流土险情。

4.漏洞险情

渗水、管涌或流土险情抢护不及时,继续发展造成渗流集中,土体大量流失,逐渐形成贯穿堤坝或穿透基础的渗流通道,称为漏洞险情,漏洞中流出带沙土浑水的最为危险。

以上四种渗漏险情使堤坝内土体饱和,抗剪强度降低或大量土体流失,堤坝失去支撑而塌陷,易导致堤坝溃决。

(二)渗漏险情的抢护

抢护原则、方法:临水坡截渗和背水坡反滤导渗。

1.临水坡截渗

抢护方法主要有:土工膜截渗、抢堵漏洞进水口、散抛粘土截渗等方法。

(1)土工膜截渗。当洞口较大或附近洞口较多,可采用大面积土工膜或蓬布,沿堤坝迎水坡坡肩从上往下顺坡铺盖洞口,然后抛压土袋,并抛填粘土,形成前戗截渗(图3-3)。

图3-3土工膜截渗示意图

(2)抢堵漏洞进水口。漏洞险情处理最有效的办法是及时准确堵塞进水口。堵漏之前要先找到进水口,在漏洞进水口基本确定后,常用的堵漏方法是将土工膜或蓬布、油布、软帘等覆盖在洞口上(图3-4)。对于浅水处小进水口,可用网兜装上草泥拌和料或直接用棉衣、棉被、高分子保水材料塞堵。若洞口周围土质较硬,可用土袋、铁锅、木板等盖堵(图3-5)。有些堤坝前水位高,洞口较深,漏洞难以寻找时,可在漏洞口大致区域内大量抛投土袋,直至抛出水面。不管是盖堵还是塞堵,洞口盖住后,应立即用土袋压实,再抛泥土使之断流闭气。

图3-4 软帘盖堵示意图 

图3-5铁锅盖堵示意图

(3)散抛粘土截渗。当堤坝临水坡漏洞口较多较小,范围又较大,进水口难以找准或找不全时,在粘土料充足的地方,可沿临水坡散抛粘土,形成隔渗前戗(图3-6)。水库土坝可在防浪墙外用船抛土。若漏洞口较大可先在洞口前抛置土袋，形成月堤，将漏洞围在月堤内，再填粘土封堵（图3-7）

图3-6粘土前戗截渗示意图

图3-7月堤堵漏示意图

2.背水坡反滤导渗

背水坡反滤导渗的原理是使渗水通过反滤层排出,而土壤颗粒不能通过反滤层。实践证明,修筑合格的反滤导渗工程能使堤坝内浸润线下降,渗水由浑变清,使堤坝边坡保持稳定。反滤料本着就地取材的原则可选用砂石、土工织物或梢料,按下层细上层粗、边上细中间粗的原则铺放。使用土工织物导渗,应根据土壤的渗透性选择满足保土性和透水性要求的土工织物铺填。梢料反滤是用麦秸、稻草等细料和柳枝、芦苇等粗料分层铺放。对堤坝挡水较深或地基发生渗漏险情的情况,在临水面作截渗的同时,背水面作反滤导渗更为必需,以达到临水截渗、背水坡反滤导渗的目的。反滤导渗的抢护方法主要有:反滤导渗沟、反滤层导渗、反滤围井、平衡水压法等。

(1)反滤导渗沟。在背水坡坡脚渗水处,开挖平行于堤坝轴线的纵沟,并与原有排水沟渠连通,同时在出现渗水的顶部,沿坡面开挖竖沟(图3-8)。导渗沟内填砂石反滤料,要分层填放,应自坡脚向上分段施工,随挖随填,不得停工待料。反滤料填好后,顶面要铺编织袋、草袋或席片,用块石土方压实。在有条件的地方,可用土工织物做导渗沟,选用有效孔径的土工布铺于沟的周围,中间填透水料,上部压盖草袋、席片、土袋等。在砂石反滤料缺少的地方,可利用麦秸、稻草等细料和柳技、芦苇等粗料做导渗沟。材料按下细上粗,根向上、梢向下铺好,上部用土袋、块石等压实。所有导渗沟要与坡脚、排水沟连通(图3-9)。

图3-8 导渗沟示意图

图3-9导渗沟铺填示意图

(2)反滤层导渗。对背水坡土体过于稀软,开反滤沟有困难或堤坝断面过于单薄、渗水严重,不宜开沟的情况,或者管涌流土范围大,涌水翻沙成片的险情,可采用反滤层导渗抢护。反滤层的做法是:先将地面软泥、草皮、砖石等杂物清除,按反滤层的要求分层填铺砂石、土工织物、梢料等反滤材料。反滤料和块石要适当延伸到坡脚外,对堤身单薄,渗水范围大,又缺少砂石料的地方,可利用麦秸、稻草等细料和柳技、芦苇等粗料,将反滤层做成滤水后戗,铺梢料要上下细,中间粗,梢料上部填土夯实,铺一层料,填一层土,直到计划后戗高度为止(图3-10)。

图3-10 反滤层导渗示意图

(3)土工滤垫导渗。在背水坡渗水处，整平坡体，根据堤坝土质选用特制的土工滤垫进行铺设，上加压重即可。这种方法工作量小，速度快、作用明显。

(4)反滤围井。对于个数不多、各自独立的漏洞,或个数虽多,但尚未连成大片的管涌群,可在漏洞险情出水口用反滤围井抢护。抢护的方法是:清除地面杂物,挖除软土,周围用土袋分层铺列叠砌为围井,高度以涌水不再挟带泥沙为宜。同时,要避免在井的四周出现新的险情。井内按反滤要求,分层铺填砂石、土工织物和梢物等反滤料。如果井内涌水量大而急,滤料无法分层铺填时,可先用砖石、沙袋填塞,待水势削弱后,再按反滤要求填入。反滤围井在预定高度处,要设立足够的排水管,以防井口水位过高而发生漫溢,冲塌井壁(图3-11)。反滤围井也可选用预制塑料围板，反滤层也可按照土质选用预制的土工滤垫。

图3-11 反滤围井示意图

(5)平衡水压法。平衡水压法是一种应急措施,是在背水坡涌水处抢修围井和月堤,利用它抬高水位,以减少渗水压力。围井和月堤的高度以涌水不带出沙粒为准(图3-12)。也可选用预制围板安装围井。

图3-12 平衡水压法示意图

(三)抢护渗漏险情注意事项

(1)临水面截渗抢堵后要及时巩固,断流闭气,防止渗漏复发扩大。

(2)背水坡面渗漏抢险不要上大批人,不能乱踩乱挖,切忌用不透水料强行阻压和在堤坝坡上打桩堵水,以免使险情恶化。

(3)采用各种反滤导渗方法,应严格按反滤要求,分层填筑,不得互相混杂。

(4)探摸和堵塞漏洞进水口时,要采取可靠措施,保护抢险人员的安全。