水工建筑物常見險情分析及搶護舉措探討

文／岳旭 鳳臺淮河河道管理局 安徽淮南 232100

1、水工建筑物常見險情分析

1.1 管涌

在水流的滲透作用下，堤壩土體較細的顆粒沿骨架被沖刷帶走形成孔隙，隨著孔隙的逐漸擴大，堤防土壤逐漸松散、破裂、漏水的現象即為管涌，此類險情主要發生于堤防背水面的堤腳附近，或距離堤腳超數米的地面位置。管涌初期冒清水，隨之變為渾水，涌水口徑通常較小、向內逐漸淘深，且隨著孔徑變大堤身被逐漸淘空，致使堤身出現蟄裂。管涌的嚴重程度可根據管涌口徑大小、沙環尺寸來判斷，初期的管涌往往不易被發現。

導致管涌的成因主要為：首先，受地質結構影響，堤基所處區域主要為粘土覆蓋層、砂層以及涌水砂層組成，由于堤基透水性較好，且施工時的清基作業不規范，堤防下方滲流未被截斷，則極有可能會導致堤基滲流（如圖1）；其次，上游方向的天然鋪蓋等防滲設施受到人為或自然破壞，或是下游方向取土深度過大、距離過近等，使得滲透坡降變大，超過了允許滲透坡降，進而導致土體發生滲透變形，形成管涌。

圖1 管涌形成示意

1.2 漏洞

汛期水位較高時，堤防背水坡面或堤腳附近，易于形成貫穿堤身或基礎的滲流通道，即堤壩漏洞。堤壩漏洞的嚴重程度可結合滲流水的渾濁度予以判斷，例如，漏洞滲流水突然變渾或變清，則說明漏洞正在進一步擴大，且此時堤防出現滑坡、坍塌的風險增加，一旦出現此種情況應及時搶護、迅速處理。

導致漏洞的成因主要為：一是，填筑土料質量控制不嚴，土料雜質超標，填筑接茬位置處理不規范，以致在水壓作用下形成滲流通道；二是，堤基存在貫穿裂縫或不均勻沉降，在長期水流沖刷下就會形成漏洞；三是，堤基與穿堤建筑物接茬位置，填筑不規范、壓實不達標，細小顆粒被水流沖散而形成漏洞；四是，老鼠、蟲蟻等在堤基周邊打洞，久而久之就會成為薄弱部位，一旦汛期高水位運行就會形成貫穿漏洞。

1.3 滲水

汛期長時間高水位使得浸潤線抬高，在滲透壓力的不斷作用下，堤前的水逐漸向堤身滲透，即為滲水。壩體滲水作為堤防常見險情之一，如若浸潤線抬高太多，則會進一步發展成為滑坡、沖刷等較為嚴重的險情。

造成滲水的成因主要為：首先，水位長時間超警戒線，堤身斷面尺寸不足，填筑土料含砂量超標，臨水坡位置未按要求設置防滲墻或防滲措施；其次，堤身建成時間較久，早期堤防填筑多采用人工方式，填筑土料質量差、碾壓不密實，填筑時未對填料中的凍土、大塊土以及樹根、腐質物等進行處理，以致壓實度不滿足要求形成薄弱點；另外，堤防后期維養不到位，存在鼠洞、蛇洞、暗溝等質量隱患，而缺陷位置又未及時修復。上述情況的存在，均會導致堤身在遇到高水位、大流量時出現滲水現象。

1.4 漫溢

汛期堤壩長時間高水位運行，風浪漫過堤頂或水位超出現有高程，洪水漫過堤頂進入堤內即為漫溢。尤其是對于土質堤壩而言，一旦出現洪水漫溢極有可能會引發潰堤的風險。

造成漫溢的成因主要為：一是，短時間內出現強降雨，河道積水量超出防洪水位形成漫溢；二是，在進行堤頂高程設計階段，未考慮極端天氣影響，堤頂標高不足，或施工階段填土不實出現較大沉降，致使堤頂標高不滿足設計要求而出現漫頂；三是，河道日常養護缺位，違章建筑或淤積堵塞導致泄洪道不通暢，一旦水流量較大就會因宣泄不暢而出現漫溢。

1.5 滲漏

穿堤建筑物與土基接茬位置，因施工不規范、質量不達標而出現不均勻沉降，進而引發裂縫成為滲漏水通道。穿堤建筑物一旦出現滲漏險情，危險性較高，必須給予較高重視。

造成穿堤建筑物滲漏的成因主要為：一是，穿堤建筑物年久失修，機電設備老舊，維養不到位；二是，后期堤防加固改造，標準提高后，原洞洞深較短，滲徑不滿足要求；三是，早前修筑的堤壩工藝較差，經過多年反復凍融，堤基承載性降低，無法滿足基底防護要求，出現不均勻沉降而導致穿堤建筑物出現變形；四是，機電設備運行過程中存在較大振動，使得建筑物與接觸土體產生縫隙，高水位時就會導致出現滲漏變形。

2、水工建筑物險情搶護舉措

2.1 加強堤防險情排查

2.1.1 加強日常巡查

（1）在進行迎水面堤坡的日常巡查時，應按要求安排人員分別對堤肩、堤半坡以及水邊位置進行巡查，具體人員數量結合堤坡長度予以確定。巡查水邊位置時，應采用探水桿觸探，通過波浪起伏情況判斷堤坡是否存在險情；巡查堤肩、堤半坡等位置時，應留意水面是否存在旋渦，查看堤坡是否存在裂縫、滑坡、塌陷等險情。

（2）在進行背水面堤坡的日常巡查時，同樣安排人員分別對背水面堤肩、堤半坡以及水邊位置進行巡查。查看堤坡、堤腳等位置周圍是否存在滲水、管涌、滑坡等險情。

（3）在進行背水面堤腳的日常巡查時，應組建專門的巡查小組對堤腳洼地、溝渠等位置進行巡查，檢查是否存在管涌、滲水等險情，并對險情的發展變化情況進行細致觀察，對淤背區或后戧堤段也應安排巡查人員進行檢查。

（4）各個巡查堤防段的鄰接頭位置，各個巡查小組應按要求分別交叉巡查至少20 ～50m，以防止不同責任段接頭位置發生漏檢。

2.1.2 做好隱患探測

（1）在進行河道堤防的險情探測時，應堅持“四到”原則，具體內容如下：一是，“手到”。對于堤坡、護堤等被水淹沒的位置，應用手親自觸摸感受水流變化；二是，“腳到”。雨天或夜晚光腳走路，以充分感受土壤松軟度及河水溫度，若土壤較為松軟觸不到硬底，或越往下踩越軟則應進行重點檢查，若腳感河水溫度很涼，則堤身或淺層可能會存在滲流；三是，“眼到”。用眼睛直觀檢查堤坡是否存在裂縫、漏洞、滲水等缺陷，或觀察迎水面堤坡是否存在浪坎、崩塌等險情，近堤水面是否存在浪窩等險情；四是，“耳到”。聽水流聲音，判斷與平常是否存在不同，是否存在崩岸落水的聲音。

（2）堤內隱患的探測主要分為三種，具體內容如下：一是，手錐法。用鋼筋或鐵條等硬度較高的物體做成錐子，插入堤內探查，若感覺突然變空，即為典型的洞穴，若感覺鉆進困難，則可能存在障礙物；二是，機錐法。用打錐機插入堤內進行探測，通過壓柄手感判斷堤身可能存在的險情；三是，電場法。借助一般電場儀器，對可能存在隱患的堤防工程表面進行測量，通過自然點位的變化判斷具體險情隱患的所在位置。

（3）滲漏水洞隱患的探測方法主要分為五種，具體內容如下：一是，看水面旋渦。在風浪較小或水流較緩的情況下，可將糠麩、鋸末等較輕的漂浮物撒在水面，若漂浮物發生旋轉并向一處集中，則該位置為漏水洞口。二是，人工探洞。組織水性較好的人排成一隊，沿堤坡處潛入水內用水感受，有吸力的位置即為漏洞進水口，但該方式較為危險，務須要做好防護以免人被吸入洞內。三是，用布幕探洞。用繩將布幕拴好，適當墜一重物，由上游向下游拉，遇到有阻力的位置，則該位置可能為洞口或存在障礙物。四是，看水的顏色。將易溶于水的有色物放入水中，觀察堤后出水口位置水的顏色，也能判斷洞口的大概位置。五是，漏探查洞。將做好的漏探工具從上游放入水中，在漏探不在移動并出現旋轉時，則該漏探位置可能存在洞口，此方法基本不會受到風浪的影響，且借助燈光在夜晚也同樣可以使用。

2.2 抓好汛前堤防維養

（1）首先，明確河道堤防維養相關職責，尤其是在落實“管養分離”后，河道管理部門應經常性對堤防的維養情況進行檢查，并結合堤防維養的相關標準進行檢查驗收；二是，結合水工建筑物實際情況，制定周詳的堤防維養計劃，明確各個堤防段的維養內容；三是，采用招標的方式選擇優秀的養護隊伍，根據堤防養護計劃及內容進行分解落實，明確養護隊伍的養護責任，進而保證達成既定養護目標。

（2）首先，對水工建筑物做好汛前維養，存在隱患部位做好除險加固，按要求開展“拉網式”排查，保證所有潛在隱患應檢盡檢。其次，結合每年氣候條件，對堤防歲修情況進行檢查，并對度汛期防汛備料情況、水位變化情況等進行檢查，保證水工建筑物實現安全度汛。另外，對于汛前檢查發現的險情隱患，如堤基沉降、跌窩、塌坑等，應查明出現險情的具體成因，并結合實際做好除險加固，以顯著提升水工建筑物抵抗洪水的能力。

（3）在工程技術方面，應于汛前對水工建筑物，尤其是對河道堤防及險工段，應按要求做好必要的險情排查與維修養護，保證所有水工建筑物均能滿足防汛要求。對于部分水工建筑物或局部位置不能滿足防汛要求時，應做好險情發生時的搶護準備，并嚴格做好實時監測，保證險情發生時的及時響應。

2.3 做好險情搶護應對

2.3.1 管涌搶護

管涌搶護時應遵循“背水導滲、臨水截滲、導壓兼施、降低滲壓”的原則，搶護時的具體方法如下：（1）濾水圍井。對于不嚴重的管涌，可于管涌出口沙環的外圍，用砂土袋圍圍井，圍井圍筑的高度通常不高于1.5m，能控制涌水口的沙即可，圍井內采用反濾料礫石、碎石進行鋪填，或將管涌出口處雜物清理干凈，然后進行平整處理后鋪土工織物并壓上砂袋或礫石等透水材料，最后用砂土袋在周圍做成圍井。（2）蓄水減滲。對于較為嚴重的管涌險情，且地形滿足且砂石料缺失時，可在管涌出口周圍用砂石填筑土埂形成水池即“水盆法”，防止滲水排走，以此提高水池內水位，減少水池內外水頭差，進而防止管涌險情的進一步擴大。

2.3.2 漏洞搶護

漏洞作為較為嚴重的險情之一，其多貫穿堤身或堤基，因此，搶護堵漏越快越好。此類險情的搶護應遵循“堤內約束，堤外堵漏”的原則。其中，“堤內約束”即是于堤防背水坡位置，通過反濾措施對漏洞流水進行約束，以防止漏洞進一步擴大或促使其實現自行閉合；“堤外堵漏”即是做好堤內的反濾措施后，在堤外對漏洞進水口進行封堵，以截住漏洞進水口的水流。

漏洞搶護時應首先找出漏洞位置，然后結合漏洞實際情況采取合理的堵漏方法。首先，若進水口水流不大且周邊土質較為堅硬時，可采用比漏洞口口徑稍大的工具扣緊，或采用軟質材料捆好進行堵漏。其次，若進水口水流較大且周邊土質較為松軟時，可采用不透水的篷布等沿坡進行覆蓋，并用砂土袋等將篷布壓住，最后推下散土將漏洞截住。另外，對于情況復雜一時難以找到的漏洞，為防止漏洞險情的進一步擴大，可暫時于背水坡面漏洞的出口位置進行圍井修筑，圍井高度約為1m，具體做法與管涌搶護相同。

2.3.3 滲水搶護

對于堤身為砂性土時，由于砂性土較強的透水性，使得滲水險情發生的概率較高，如若滲水處理不及時，則極易發展成為滑坡等重大險情。在進行滲水險情的搶護時，應遵循“臨水截防、背河導壓”的原則，并根據險情成因及現場實際，采取適宜有效的險情搶護措施。首先，對于堤防斷面單薄或滲徑不夠而導致的險情，可使用粘性土于迎水面堤坡處修筑戧臺防滲鋪蓋，以大大降低河水的滲流情況。其次，對于因堤身土質的排水性較差，土壤因過度飽和而出現滲流時，可于背水面位置開溝導滲，即與背水坡發生滲水處向上一點至坡腳外，由下而上沿堤身挖“Y”型水溝，并填筑導滲土料，通過導滲、反濾進行貼坡排水。

2.3.4 漫溢搶護

如若洪水水位較高且有可能會出現超出標準水位時，應迅速組織人員對子堤進行搶護，子堤可采用土料子堤與土袋子堤等。對于條件滿足要求的，可直接采用土料子堤；對于堤頂寬度不夠且風浪較大、堤頂土質較差時，可采用土袋子堤。采用土袋子堤進行搶護時，鋪筑第一層時應先對堤壩雜質進行清理，用編織袋裝7 層土袋，將袋口綁扎牢固，然后在迎水面堤肩位置進行鋪筑，鋪筑施工中袋口應朝向背水側，相互間做好搭接，并用腳踩踏壓實，上層與下層土袋的袋縫應相互錯開，鋪筑高度應根據預報洪水最高水位而定，并比最高水位高約50 ～80 ㎝。

2.3.5 滲漏搶護

汛期洪水期間，一旦涵閘、堤壩等穿堤建筑物發生滲漏險情，不僅搶險難度較大，而且需要大量人力、財力的投入，且處理往往不夠徹底。其中，涵閘位置出現險情，易于造成大堤決口，應須貫徹落實好預防為主的方針，并在大水來臨之前落閉閘門，對于存在險情的涵閘應事先在臨河位置修筑月牙堤進行堵漏封閉。如若在洪水時發生滲漏險情，則應根據穿堤建筑物的實際情況采取臨河搶堵或背河搶護的方式進行搶險。具體方法為：（1）臨河搶堵措施。將土工布排體鋪放在臨河位置，土工布上拋壓砂土袋子或黏土，直至滲漏險情解除即可。（2）背河搶護措施。在背河位置修筑圈堤即養水盆法，通過此法降低臨河、背河處的水壓差，進而削弱滲漏程度、緩解險情。

結語：

水工建筑物的實際狀態、存在隱患與否，關系著一方平安與農業生產，因此，須絕對重視。應全面抓好汛期隱患排查與處治，提前防范，做好準備，制定好完善的搶護對策，并加強監控。發現險情，應及時查明成因并做出正確判斷，迅速依據人力、物力資源情況，切實采取適宜的搶護舉措，盡快完成搶護，迅速將險情扼制在發展階段，避免險情蔓延與擴大，護好一方平安。