河道堤防管涌搶險技術優化與實踐探索

引言

河道堤防是水資源管理的重要組成部分，其安全直接關系人民群眾的生命財產安全和社會經濟穩定。堤防管涌是目前影響河道堤防穩定性的一大關鍵因素，如果處理不當，可能導致嚴重的社會經濟損失。因此，不斷優化河道堤防管涌搶險技術，并通過實踐探索積累經驗，對于提升防洪搶險能力具有重要意義。

一、河道堤防管涌的形成原因與危害

（一）管涌的形成原因

管涌的形成是多方面因素綜合作用的結果，主要包括以下幾個方面。第一，河道水文條件。在河道水流受阻、水位波動較大的情況下，河道底部和堤坡之間的水壓差異容易引發管涌現象。第二，地質構造和地質條件。河道堤防地質條件不一、巖層疏松、多孔介質等情況都會增加管涌的發生概率。第三，堤防結構自身的設計和施工質量。如果堤防結構存在疏漏、滲漏等問題，水流容易侵蝕，從而導致管涌產生。第四，氣候環境。長期的風吹日曬以及降雨天氣對堤防材料的侵蝕和破壞，均可能促使管涌的發生[2]

(二)管涌的危害

管涌作為河道堤防的一個威脅，對河道穩定性和周邊環境安全造成了嚴重的危害。管涌將導致河道岸堤質量下降，增加了岸堤滑坡和坍塌風險。管涌會引發土體松動和砂礫溢出，導致河道內河床淤積加劇，甚至淹沒和損壞周邊房屋和農田。另外，管涌產生的水流沖擊力很大，對于周圍生態環境和野生動植物造成不可逆轉的影響。最重要的是，管涌加劇了河道侵蝕和泥沙淤積，導致水流通道不暢，增加了河道泛濫和洪災風險。由于管涌往往隱蔽在地下，如果不及時處理，可能造成河道堤防壩體破壞，甚至引發嚴重的災害事故，對人員和財產安全構成威脅。

二、常見的河道堤防管涌搶險技術

（一）反濾圍井技術

反濾圍井技術通過在管涌口周圍用不透水材料（如黏土裝袋)圍成井圈，抬高圍井水位，減小上下游水頭差，起到反向減壓的作用，故又稱“減壓井”。同時，在圍井內依次鋪填粒徑由細到粗的粗砂、礫石（瓜子片）卵（碎）石、塊石等，形成反濾層，將滲出水的泥沙反向過濾在鋪填的砂石層中，使滲水自由排出，從而控制管涌險情。它的優點在于操作簡便、成本較低、對環境影響較小。需要注意的是，圍井建造需要專業技術人員進行操作，以確保圍井的質量和效果[3。在實際應用中，反濾圍井技術常常與其他搶險技術相結合，形成綜合應對措施，以達到更好的搶險效果。

(二)蓄水反壓技術

蓄水反壓技術是一種常見的河道堤防管涌搶險技術。其原理在于增加管涌點下游的水深，通過蓄水的方式形成一定的反壓，從而抑制管涌的繼續發展。該技術適用于管涌點下游有一定水源供給的情況，通過堵塞管涌點上游的水源或增加下游水源的方式達到蓄水反壓的效果。蓄水反壓技術在實際應用中需要根據具體的管涌情況進行靈活操作，包括合理控制蓄水量、確定蓄水地點以及監測管涌點的變化等。該技術的優點是操作簡便、成本較低，在一定程度上可以減緩管涌對堤防的危害。然而，蓄水反壓技術也存在一些局限性，如對水源依賴較大、搶險效果不穩定等。

(三)濾水壓滲臺技術

濾水壓滲臺技術是一種常見的河道堤防管涌搶險技術。通過在堤防下游設置濾水壓滲臺，利用其固結土層的良好滲透性和抗滲性，形成壓濾滲帶，降低管涌水位，減小壓水壓力，有效阻正管涌發展。該技術適用于管涌較大、管徑較小以及管涌水量不穩定的情況，具有搶險周期短、效果明顯等特點。在實踐中，根據具體管涌情況設置濾水壓滲臺的位置、長度和間距，確定供水管道的尺寸和連接方式，并進行必要的固結處理，加強與圍堰的連接，確保圍堰與濾水壓滲臺系統協同工作。通過實際案例驗證，濾水壓滲臺技術在搶險過程中可以有效縮小管涌影響范圍，降低搶險難度，提高搶險效率。

三、河道堤防管涌搶險技術優化策略

（一）基于監測預警的優化

1.構建全方位的監測體系

河道堤防管涌搶險的有效性在很大程度上取決于對管涌情況的及時監測。為了實現搶險工作的精準預判和科學組織，需構建全方位監測體系，建立實時監測設備，包括但不限于地下水位監測井、沉降監測儀和管涌流速監測器等，以全面掌握管涌變化趨勢。結合無人機航拍技術，對堤防進行定期航測，獲取高清影像，用于管涌位置的精確定位。借助衛星遙感技術，監測堤防穩定性及周邊環境變化，為管涌預警提供更為全面的數據支持。同時，建立完善的監測數據處理與分析機制，利用傳感器技術實現數據實時傳輸和處理，通過專業軟件進行監測數據的分析和建模，實現對管涌風險的精準評估。在監測體系建設中，應強化對監測人員的培訓，確保其熟練操作各類設備，并具備數據分析和應急處理能力。

2.建立科學的預警機制

科學的預警機制是確保河道堤防管涌搶險工作高效進行的關鍵環節。相關部門應建立完善的監測系統，包括定時巡查、遠程監控等方式，對堤防管涌情況進行全面實時監測。應根據監測數據建立預警模型，通過對管涌風險的評估，確定預警指標和預警級別，建立科學準確的預警機制。通過這種手段，可以及時發現管涌風險，預判可能出現的問題，為搶險工作提供及時、有效的決策依據。應建立應急響應機制，一旦預警信號觸發，能夠迅速啟動搶險計劃，協調各方力量，迅速進行搶險作業，最大程度地減少管涌事故對河道造成的損失。通過建立科學的預警機制，可以在堤防管涌問題出現前，及時發現并做出相應處理，有效降低搶險工作的難度和風險，最大限度地保護河道的安全性和穩定性。

(二)搶險技術組合優化

1.針對不同險情的技術組合

針對不同險情，可以采取不同的技術組合來優化河道堤防管涌搶險策略。在面對管涌事故時，相關部門需要根據現場情況進行準確評估，選擇適當的技術組合進行應對。對于較為輕微的管涌情況，可以結合反濾圍井技術和濾水壓滲臺技術進行聯合應用。反濾圍井技術能夠有效隔離管涌，減緩管涌速度，而濾水壓滲臺技術可以通過提高地下水位來減小管涌對堤壩的影響。對于較為嚴重的管涌情況，可以考慮采用蓄水反壓技術和高壓旋噴灌漿技術相結合的搶險方案。蓄水反壓技術通過在管涌位置處設置蓄水壩，借助水壓對管涌進行抑制，減緩管涌擴展，起到一定的控制作用。在此基礎上，結合高壓旋噴灌漿技術，可以在管涌源頭區域進行高壓注漿，堵塞管涌通道，有效控制管涌擴散，避免事態惡化。對于存在多處管涌或管涌覆蓋范圍較廣的復雜情況，可以綜合運用多項技術進行組合應對，如采用反濾圍井技術、蓄水反壓技術和高壓旋噴灌漿技術。根據管涌位置和情況，靈活調整各項技術的應用比例，形成一套靈活多變的技術組合方案。通過技術的有機結合與協同作用，可以更有效地應對復雜多變的河道堤防管涌搶險任務，最大程度地減少搶險時間和資源消耗，保障河道堤防的穩定性和安全性。

2.動態調整搶險方案

動態調整搶險方案是針對堤防管涌搶險過程中實際情況的靈活應對策略。相關部門應在搶險前充分了解管涌情況，包括管涌規模、滲流速度、土質情況等因素，以制定初步應對方案。在實施搶險過程中，需要根據實際進展和效果，隨時調整搶險方案。例如，在灌漿處理過程中，如發現灌漿材料未充分滲透或管涌情況未得到改善，可以根據實際情況及時調整灌漿施工參數，如增加施工壓力、更換灌漿材料等。另外，在搶險過程中可能會出現意外情況，需要隨時根據實際情況進行靈活應對，如遇到臨時管涌加劇情況時，可以考慮增加搶險設備，加大搶險力度等。

動態調整搶險方案的關鍵在于及時準確地掌握搶險過程中的實時數據及效果信息。在搶險過程中，相關部門需要建立完善的監測及數據采集系統，對管涌情況、搶險效果等因素進行持續監測和記錄。基于這些數據，搶險人員可以及時評估搶險效果，發現問題并調整方案[4]。

應建立緊急應急預案，應對可能出現的突發情況，確保搶險工作能夠安全高效進行。通過動態調整搶險方案，可以更有效地應對堤防管涌搶險過程中的復雜情況，提高搶險效率和成功率。

(三)材料與工藝優化

1.新型反濾材料應用

施工單位應選擇具有較高抗滲透能力和過濾特性的材料，以有效阻止管涌發展。材料應具有較強的自愈合功能，能夠在一定程度上修復堤防漏水缺陷，提高防滲效果。考慮到河道環境對材料的侵蝕和破壞，新型反濾材料應具有較好的耐腐蝕性和耐久性，確保搶險效果能夠持久。除了材料的選擇，工藝方面也需要優化，確保新型反濾材料的應用能夠發揮最大作用[5。施工單位應結合具體管涌情況確定合理的施工工藝和施工方法，確保反濾材料能夠充分滲透到漏水部位，實現最佳的封堵效果。在施工過程中，應注意控制施工質量，確保反濾材料能夠均勻覆蓋漏水表面，避免出現漏施、浪費等情況，

2.工藝改進

施工單位應針對不同情況制定具體的施工方案，包括工藝流程、操作要點和安全措施。在實施搶險工作時，應根據實際情況動態調整工藝，及時應對可能出現的變化，確保搶險工作順利進行。在具體操作中，需要進行前期準備工作，如清理工作面，搭建支撐結構等，以確保施工安全和效率。另外，在工藝改進過程中，還需注意與其他搶險技術的配合使用。在工藝改進方面，要注重對搶險工藝的持續改進和提升。通過總結和分析搶險過程中的經驗教訓，及時修改和完善工藝流程，提高工藝的適應性和實用性。應不斷引人新技術，如自動化施工設備、遠程監控系統等，提升工藝的現代化水平。對搶險人員的技術培訓和能力提升也是工藝改進的重要內容。通過加強對搶險人員的培訓，加強其對工藝流程和操作要點的理解和掌握，確保施工操作的規范性和高效性。

四、案例分析一漢江河道管涌搶險案例

(一）險情描述

漢江河道某段堤防管涌事故發生在雨后，因洪水侵蝕和地下水位上升，該河段堤防管道破裂，管涌現象明顯。管涌水流湍急，沖刷力強，管道位置相對隱蔽，給堤防穩定性和周邊環境安全帶來嚴重威脅。管涌事故發生后，管涌水流逐漸侵蝕堤壩基礎，附近土質松軟，存在坍塌風險，影響周邊交通和人員安全。管涌水流量巨大，導致現場搶險難度加大，亟須采取有效措施緩解險情。管涌位置周邊環境復雜，搶險工作需要綜合考慮安全、工藝、材料等多方面因素。

(二)搶險過程

實時監測與預警：在洪水來臨前，已安裝的實時監測系統發揮作用，通過對水位、滲流等數據的實時分析，提前發現了潛在的管涌風險區域，并及時發出預警。搶險隊伍迅速集結待命。新型材料應用：當管涌發生后，搶險人員采用高性能土工膜對較大的管涌口進行覆蓋，并用沙袋進行壓實固定。對于一些較小的管涌點，使用智能填充材料進行封堵，快速阻止了水流的涌出。信息化技術輔助決策：利用GIS和VR技術，搶險指揮人員在現場搭建臨時指揮中心，直觀了解管涌區域的地質結構和周邊地形，制定了詳細的搶險方案。同時，通過遠程通信技術，與水利專家進行實時溝通，獲取專業指導意見。多部門協同搶險：水利部門負責管涌搶險技術指導和主要搶險作業；交通部門保障搶險物資的運輸暢通；消防部門協助進行排水作業；醫療部門在現場隨時待命，保障搶險人員的安全。搶險效果：經過數小時的緊張搶險，管涌險情得到有效控制。由于搶險及時有效，避免了周邊地區可能發生的洪澇災害，保護了人民群眾的生命財產安全。

(三)案例啟示與技術反思

通過本案例的經驗總結可知，在河道堤防管涌搶險工作中，充分的準備、科學技術的支持和團隊協作是取得成功的關鍵要素，同時對新型技術的不斷探索和實踐經驗的積累也不可缺少。

結語

綜上所述，河道堤防管涌搶險技術優化是提高防洪搶險能力、保障人民群眾生命財產安全的必然要求。在今后的河道堤防建設和管理中，相關部門應繼續加強對管涌搶險技術的研究和創新，不斷完善搶險體系，提高防洪減災能力，確保河道堤防在洪水等自然災害中有效地發揮作用。

參考文獻

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[2]劉斌，力剛，陳家強，等.堤防安全及搶險技術的分析與應用[J].江蘇水利，2023（09）：66-69.

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[4]孫慎為.淺談堤防工程的防汛搶險技術[J].建筑與裝飾，2023(05):130-132.

[5］田茂海.盾構隧道涌水涌沙事故搶險救災技術分析[J].工程技術研究，2020，5(12)：175-176.