李明珠
(肇源縣水務局河道管理處,黑龍江肇源151300)
已建的堤防工程在歷次的抗洪災害中發揮了重要作用,作為江河治理的重要措施之一,在水利工程中擁有舉足輕重的地位。堤防工程特點顯著。主要表現為:堤身、堤基情況復雜、隱患多;堤防軸線長,安全監測難度大;水位和水勢難以調控,河水來去迅猛、河勢多變;堤防隱患及險情隨機性大,查險、搶險時間、地點難度增加。
堤防在設計、堤防與水環境的關系、堤防工程隱患探測、堤防除險加固、堤防防汛搶險等方面還存在一些不足,堤防工程管理工作責任重大,任務艱巨,加強堤防工程安全管理勢在必行。堤防工程管理應著重以下3個方面:
堤防工程檢查分為經常檢查、定期檢查和特別檢查。
經常檢查指外觀檢查,通過眼看、耳聽、手摸和相應的儀器、工具進行;檢查應有清晰、完整、準確、規范的檢查記錄,包括影像記錄;并且著重檢查堤防險工、險段及其工程變化情況。保證隨時掌握堤防工程情況。
定期檢查指汛前、汛期、汛后及凌汛期等定期檢查時機進行堤防工程定期檢查。當遇特殊情況或達到警戒水位時增加檢查次數,對工程進行巡視檢查。針對性的對防汛搶險提供堤防工程基本情況,保證防汛安全。
特別檢查是指當發生大洪水、大暴雨、臺風、地震等工程非常用運用情況或發生重大事故時應進行的特別檢查。做到事前事后及時準確掌握情況,把危險降到最低。
堤防工程觀測項目包括基本觀測和專門觀測兩種。3級以上堤防工程一般設置堤身沉降、水平位移觀測,水位觀測,堤身浸潤線觀測,堤身堤基表面裂縫、洞穴、滑動、塌陷、隆起及翻沙涌水等滲透變形觀測等基本觀測項目。而3級以上堤防工程根據工程安全管理需要,應有選擇地設置專門觀測項目,如:近岸河床沖淤變化,堤岸防護工程的變位,水流形態及河勢變化,附屬建筑物垂直、水平位移,滲透壓力、滲透流量、滲流水質,減壓排滲工程的滲控效果,崩岸險工段土體崩坍情況,冰情,波浪等。根據觀測結果,提出應對措施,以保證堤防工程安全運行。
堤防工程是保證防洪安全的重要物質基礎,但由于堤身、堤基存在諸多隱患,給防洪安全構成了極大威脅。因此,及時探測堤防隱患,是堤防工程安全管理所面臨的重大技術課題。
堤防隱患是指由于自然或人為等各種因素作用與影響所造成的威脅堤防安全的險情因素。堤身內部經常發生的隱患主要有:裂縫(不均勻沉陷、干縮、龜裂、施工工段接頭、新舊堤結合面裂縫等)、空洞(動特洞穴、天然洞穴)、人為洞穴(藏物洞、墓穴)、松散土體、軟弱夾層、植物腐爛形成的孔隙、堤內暗溝、廢舊涵管等。眾多事例表明,堤防決口除堤身高度不足所發生的少量漫溢決口和因河勢頂沖造成的沖決外,多數是因為堤防存在隱患而造成的潰決。
堤防隱患的探測方法常用的有人工錐探、機構錐探、抽水洇堤和地球物理勘探技術4種。
3.2.1 人工錐探
人工錐探方法是黃河修防工人在20世紀50年代創造的。錐探時,將鋼筋錐從堤頂或堤坡錐入堤身內部,根據錐頭的進入速度(粗力大小)、聲音等,憑感覺判別是否存在隱患。在錐探過程中遇到砂土、黏土、磚石、樹根、空洞等,均能憑經驗予以判定。錐探中,還可以向錐孔內灌入細砂或泥漿,在進行驗證的同時,也對隱患進行了處理。雖然人工錐探顯得有些笨拙,但現在這種方法仍不失為一種簡單易行而有效的方法。
1)錐探工具。主要是鋼筋錐,選用碳素七上八下鋼制成,由錐身、錐頭、錐架等4部分組成。錐身直徑10~22 m,長度比預計錐眼深度超出1.0~1.2 m,錐身要順直。錐深超過8 m以上用長錐或活節套絲錐。錐頭須加工成三棱尖或四棱尖。錐頭的長短大小與錐身的粗細要相適應,過粗則眼大費力,過細則夾錐難下、感覺不靈。三棱尖適用于沙松土,下錐利,阻力小,錐尖長度可采用錐直徑的1.2倍;四棱尖適用于黏硬土,不夾錐。錐尖長度可采用錐直徑的1.3~1.5倍。鉗夾用以鉗緊靠錐身,便于錐工操作、提高工效。錐架用以穩定錐身,防止擺動。錐身長度超過8 m以上的,必須使用錐架。
2)錐探準備及錐眼布置。在錐探前,首先以被錐探堤段進行勘查、測量,結合調查訪問,查找歷史資料,了解堤身情況,以確定錐探范圍、深度、工作程序等。如利用灌漿或灌砂判斷隱患,應對土砂料進行選擇并按照各堤段錐眼數目計算使用量,運貯在適當地點。存貯砂料時還應注意防潮。錐眼排列,一般縱距(順堤方向)0.5 m,橫距1.0 m,排成梅花形,如發現隱患還應加密。錐探深度要超過臨背河堤腳線以下1 m,如果是幾個錐眼同時錐探,要相隔一定距離,以免相互影響。遇有堅硬表土或黏土,可在錐眼部位澆少量水,潤濕表土,以利下錐。
3)錐探方法。錐探時4人扶錐,動作要協調一致。開始將錐提高,照準錐眼,垂直猛擊,入土深70 cm后,高提下打,一次進錐以30~50 cm為宜,過深感覺不靈。在打夠深度后拔錐時,即高提猛舉,當錐頭快要拔出地面時,要輕拔,防止錐桿傷人。
不同土質的打法也不相同。砂松土可用連續下壓法。一般土可用高提深壓的打法。硬淤層可用旋轉打法,堤面硬土或硬板砂可用小提小打法。
4)隱患鑒別。憑操作者感覺發現隱患。錐工打錐時要集中精力仔細辨別虛實情況,以免漏掉隱患。虛土下錐感覺輕松;腐爛木料雖松軟而微發澀;遇洞穴、裂縫下錐感覺空虛,錐身有閃動;遇磚石則發聲不下。
錐探后要灌注錐眼,目的是:灌實錐孔,不使堤身內留下錐孔而產生新的隱患;以灌入砂或泥漿量的多少判斷洞穴、裂縫等隱患是否存在,并可順便處理部分隱患。
3.2.2 機械錐探
機械錐探由人工錐探發展而來。錐孔后,灌入砂或泥漿,根據灌入量判斷堤身隱患。機械打錐機具有錐孔深、速度快、效率高等優點,主要缺點是在錐孔過程中不易發現隱患,常結合壓力灌漿發現并消除隱患,加固堤防。
3.2.3 抽水涸堤
抽水涸堤的基本方法是在堤頂開挖縱向溝槽,槽底錐孔灌水,根據滲水、漏水情況,分析判斷堤身隱患。
3.2.4 地球物理勘探技術
地球物理勘探技術是國內采用的方法,從原理上可分為電法、電磁法、瑞雷面波法等,對不同的隱患,上述方法各有利弊。
根據堤防工程的性質和所處位置,選擇適合工程需要的隱患探測方法,保證對堤防工程隱患及時掌握,及時得到解決,是保證堤防工程安全的重要工作。
綜上所述,保證堤防工程安全必須做到正確的檢查,適當的觀測,隱患的準確探測,同時對所發現的工程隱患盡早處理,保證不留任何威脅堤防工程安全的問題,使堤防工程效益得到良好發揮,促進水利事業的蓬勃發展。
[1]隋洪波,樊輝.江河堤防的防護技術措施[J].黑龍江水利科技,2008,28(03):106 -107.