河道堤防管涌的成因及应急抢险措施分析

安徽水利水电职业技术学院学报

Ｖｏｌ．１９Ｎｏ．２

ｕｌ．２０１９ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＮＨＵＩＴＥＣＨＮＩＣＡＬＣＯＬＬＥＧＥＯＦ　ＷＡＴＥＲＲＥＳＯＵＲＣＥＳＡＮＤ　ＨＹＤＲＯＥＬＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲＪ　　　　　　　　

河道堤防管涌的成因及应急抢险措施分析

杜鹏群

（）安徽省阜阳市颍泉河道管理局，安徽合肥　２３６０００

摘　要：文章针对河道堤防管涌的成因和危害，分析了具体情况下管涌险情的判别及抢险原则，根据河道堤防有针对性的提出堤坝管涌抢险具体措施。管理实际情况，

关键词：河道堤防；管涌；成因；应急抢险；措施：／．ｉｓｓｎ．１６７１－６２２１．２０１９．０２．００５ＤＯＩ１０．３９６９ｊ

（）中图分类号：ＴＶ８７１．３　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１６７１６２２１２０１９０２００１６０４－－－Ｔｈｅｃａｕｓｅｏｆｉｎｒｉｖｅｒｅｍｂａｎｋｍｅｎｔａｎｄｉｉｎ　　　　　　ｐｐｇ　

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河道堤防是保护河道安全，实现生态水系的重要保障。目前，我国很多河道堤防存在堤基建设基础不牢、堤身建设不到位、堤后坑塘较多和堤脚保护措施不稳固等现状。一旦遭遇特大洪水，堤防发生管涌、滑坡等险情。因此，针对河道堤防管涌分析，制定科学合理的应急机制，确保堤防稳固，保障人民生命财产安全尤为重要。

１　管涌的成因和危害

１．１　堤防管涌产生的原因

管涌是因土体结构内部或者地基内部呈现非连续性的现状导致了细小的颗粒在水压和水流的作用下，发生渗流作用沿着砂石颗粒孔隙迁移流失的一种现象。所以，管涌产生必须具备３个必要条件：一是河道地基本身具有强渗水的细沙层；二是汛期高水位持续压力渗透；三是表层的粘土具有薄弱的地方。

分析图１可知，一是河道地质结构因素，地基氛围粘土覆盖层、沙层和涌水砂层，堤坝地基具有强透　　

；收稿日期：修回日期：２０１８１１１８２０１８１２２４－－－－），，，作者简介：杜鹏群（女安徽阜阳人工程师，从事水利工程管理。１９７５－

第２期　　　　　　　　　　　杜鹏群：河道堤防管涌的成因及应急抢险措施分析

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水的沙层，是形成管涌的基本条件。二是气候因素，我国大部分地区处于亚热带季风气候，每年有２－３次汛期，外水位持续升高增强了涌水砂层的压力。三是人为因素，堤坝两边粘土很大程度上遭到人为破坏，造成粘土层薄弱。

图１　管涌产生的示意图

１．２　管涌的危害

管涌的危害主要体现在影响下游反滤排水设施和造成地基坍塌、裂缝等现象。根据图２所示，一方面内涌水由管涌口逐渐涌出，对细沙层形成“淘洗”现象，河水逐渐蚕食细沙层，逐渐掏空基础细另一方面河水渗透压力持续增大，将沙层细微沙粒带走，加重下游反滤排水设施负担，导致渗漏沙；

情况恶化。以上２种情形直接造成地质结构不稳定，地基坍塌、裂缝或者滑坡等，严重者将导致决堤、垮坝等灾害。

图２　管涌危害示意图

２　管涌险情的判别及抢险原则

２．１　管涌险情的判别

目前管涌险情判别主要采取经验和实践相结合的形式进行判别。管涌发生位置离堤坝越近险情危距离越远危害性减小，距堤坝２害性越大。距堤坝１５倍水位距离以内管涌发生最危险，５倍水位距离一般不会发生管涌；坑塘中的管涌会在水面翻出带泥沙水花，可通过潜水勘察涌出口是否有沙环形成判定；农田或者洼地管涌险情多以管涌群形式发生，出现“沸腾”现象；堤坝背水侧地面隆起或者膨胀等，一旦水位上升、压力足够，将直顶穿地面须高度重视；针对距离堤坝较远的管涌，发现管涌口、管涌流量和细沙日益增多时必须及时抢护。２．２　管涌抢险原则

具体抢护中必须遵循“反滤导渗、蓄水反压”的原则，管涌主要是由于地基中的强渗水层（细沙层）透水压力和水流动力造成的，管涌抢险应该充分利用生态平衡和动力平衡形式制止涌水带沙，同时留出渗水的出路。合理利用生态平衡，改变管涌发生几何条件，在涌水出口铺设反滤层防止细沙层中细沙被带走，保持地质结构原始性。保持管涌发生动力平衡。改变管涌水力条件，降低管涌发生水力，实现迎水面和背水面的压力平衡。

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９卷　　　　　　　　　　安徽水利水电职业技术学院学报　　　　　　　　　　第１

３　堤坝管涌抢险

３．１　管涌检查

为了及时有效的预防管涌情形的发生，河道养护人员应该坚持定期和不定期的对堤坝进行养护、检查。针对管涌的检查一般采用光脚下水试探的方法，如果感知到水下温度相对平时变凉，就应该引起高度重视。查探堤坝附近是否有旋涡发生。通过俯身舌头舔水的方式感受涌水中是否含有沙子，精准辨。别“清涌”和“浑涌”

３．２　管涌抢险方法

（）反滤围井。反滤围井一般应用于堤坝背水面中出现的单个管涌或者管涌集群性非常高的情形。１首先必须保证围井与地面紧密接触，避免围井渗漏无法提高水位达到反滤的效果。一般情况下要控制围井的高度和井壁的强度，在围井高于１．避免水压过大造成围井胀裂。注意５ｍ时必须建造内外围井，围井一般采取砂石和梢料两种具有透水性材料，杜绝不透水材料增加围井自身负荷。因此，在实践中反滤围井的方法通常采取砂石和梢料２种形式。①砂石反滤围井。主要针对管涌相对较轻，在一个区域，清除堤坝背面管涌周边的有机物（树墩、草根、树根等）挖除软内同时出现了几个细小的管涌群。首先，

泥深度０．利用土袋错缝围城井状压实挖除的软泥，确保围井井基的稳定性。用块石或者砖２ｍ～０．３ｍ，块在土袋上方固定，确保围井基础的稳定性。注意固定围井石块必须压实土袋，形成井状封闭区，确保围井底部涌水间蓄压；其次，从高于地面１小石子、大石子等多层０ｃｍ的地方开始按照顺序铺设粗砂层、滤料（每层滤料高度控制在２注意铺设中不能混合造成滤层密封性太强对围井壁的压力增０ｃｍ左右，，加）再用大石块压实，保障围井整体坚固性。但针对较大的管涌，可以在底层土袋下面增加大的石块消杀水势，再按照以上流程填铺滤料；最后，待管涌情况相对稳定之后，在围井适当的水压高度插入排水管（，钢管、塑料管、竹筒）将多余的水排出，增加围井使用寿命。针对管涌比较小的情况下，可以将生活中的汽油桶钻孔充当围井，适当填充砂石即可。管涌险情比较严重的情形必须提前准备反滤材料，做好抢险工作。所以，本文建议在日常管涌抢险工作中，应该在管涌多发、易发地段做好预算工作，备好不同直径的反滤水桶，方便险情发生第一时间做好应急抢险工作。②梢料反滤围井。主要针对管涌险情比较严重并且单个的管涌口。首先，清理管涌口周围有机物、平整地面，将土工织物内装入泥沙呈井状交叉围合；接着，按照细梢料２粗梢料３最后以大型石块压盖。通０ｃｍ－３０ｃｍ、０ｃｍ－４０ｃｍ的厚度逐层压实，过梢料的形式围井，细梢料的密闭性相对较好，能提升水位，增强压力。待险情相对稳定的情形下，可以在粗梢料上方插入排水管，将多余的水量排出，确保水位适中。另外，还可以将梢料换成土工织物，抢险模式和梢料一致，二者运用中最重要的是控制颗粒孔径，确保孔径与粗颗粒直径匹配。主要运用细梢料的密封性和高粘度的特性增强围井底部抗水压力，应对单个比较严重的管涌。

（）反滤层压盖。反滤层压盖的实质是针对管涌群实施大面积的管涌压盖方法，是一种管涌群面表２

层平面压盖的方法，此方法主要针对大面积管涌或者出现管涌群非常集中的情形，险情严重程度不高，做围井是存在一定的困难，可以直接采用透水性较好、重力适中的材料作为压盖达到反滤的目的。一般抢险中通常以砂石为主，在反滤层构建之前必须清理滤层范围内的有机物、杂物、软泥，反滤层底面运用块石或者砖石填充消杀水势，在管涌群区域内按照粗砂石、粗砂层、小石子、大石子各２０ｃｍ的结构构建反滤层，最后利用大石块压盖保护。另外一种是采用梢料反滤压盖形式，这种方法中必须注意将梢料末端留在平台外脚，利于渗水。重要的是梢料层实际厚度必须保障挡住用水中的泥沙，保证泥沙不被涌水带走，将管涌中的浑水变成清水是检验运用恰当与否的最好标准。反滤层压盖中必须注重压盖层的厚度，针对管涌群比较严重的情形，必须结合实际情况增加反滤层各层级的厚度，确保最终治理效果。

（下转第２７页）

第２期　　　　　　　　　　　马　龙：水利工程造价影响因素及控制措施探讨

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３　结束语

通过对水利工程造价影响因素分析与研究，找到解决问题的措施，并将其应用到水利工程造价中，能够有效的控制水利工程造价，进而降低建设成本，提高水利工程的质量。

［参　考　文　献］

［］］（）：水利工程造价影响因素分析与控制措施探讨［湖南水利水电，１Ｊ．２０１８，４１０４－１０６．　张鑫．［］］（）：水利工程造价影响因素分析与控制措施探讨［城市建设理论研究，２Ｊ．２０１８，３１９９－２００．　高树晗．［］］（）：影响工程造价的因素分析及合理控制措施［建材与装饰，３Ｊ．２０１７，３５１５２－１５３．　黄彪．［］］（）：水利工程质量的影响因素分析和控制措施［科学中国人，４Ｊ．２０１４，１４５１．　朱孔斌．

（责任编辑　陈化钢）

（上接第１８页）

（）蓄水反压。蓄水反压运用的大前提是河道上下水位差别不大、高水位持续时间相对较短的抢险３

方法。主要适用涵闸或背水面的堤坝坑洼处发生险情；距离堤坝非常近，避免出现新的管涌；大面积的管涌群和已经出现了较大面积的流土险情。满足以上２种情形的时候必须采用蓄水反压的方法实现管涌处压力平衡。此种方法的操作相对比较简单，清理管涌面积、清除淤泥，用土袋围成较大面积的围井，通过蓄水的形式实现反压。通俗来讲，就是在管涌群发生的地方通过人工干预的方式形成与河道中水压对等的水体，达到管涌压力平衡。

因为围井内不需要放滤体，井壁又是密封性材料，所以在蓄水井井壁的选择中需要大量的土方来构建高强度的井壁，因为在围井构筑中需要运用大量黏土，井壁构筑中不能在堤坝周围取土，避免因取土造成新的管涌险情。值得注意的是，判定此种方法的效果可以直接用肉眼观察，可以观察蓄水围井中的涌水泡，等到涌出的水清澈不带泥沙，就可以插入排水管，稳定蓄水水位，确保蓄水的安全性和稳固性。（）透水压渗平台。主要通过堤坝北侧修筑压渗平台的形式平衡渗压、减少管涌的渗透率，实现导４

渗滤水功能，达到稳定险情的目的。这种方法主要适用于管涌险情比较多并且实际中的管涌险情范围较大，实际抢险中缺少必要的砂土性材料。此种方法与反滤层压盖的方式比较类似，但是此种方法主要针对管涌发生形式相对较缓的管涌群。通常采取块石或者砖块填塞管涌群出口，等到消杀水势之后再利用通透性较大的砂土搭建渗水平台。形成底部消杀水势，砂土遏制用涌砂的目的。其中表层的砂土厚度一般为３根据管涌的具体情形再作增减。０ｃｍ左右，

４　结束语

管涌是造成堤坝破坏重要的原因之一，管涌抢险中应根据实际情况，采取相应措施，甚至需要综合运用多种方法，才能收到良好的效果。

［参　考　文　献］

［］］（）：堤坝管涌的成因分析及应急抢险措施［科技创新与应用，１Ｊ．２０１５，１７１８９－１８９．　韩晓东．［］］（）：堤防防汛抢险工作中的常见误区［人民长江，２Ｊ．２０１７，Ｓ２１０－１２．　王萱子．

［］］（）：枞阳江心洲长沙圩堤防管涌险情分析与防治措施［３Ｊ．江淮水利科技，２０１７，５１０２－１０３．　杨名．［］］（）：江克证．堤防大坝管涌问题的研究［中国水运，４Ｊ．２０１７，５１９７－１９９．　刘紫蕊，

（责任编辑　胡　进）