管涌如何辨别
管涌险情的严重程度一般可以从以下几个方面加以判别,即管涌口离堤脚的距离、涌水浑浊度及带沙情况、管涌口直径、涌水量、洞口扩展情况、涌水水头等。由于抢险的特殊性,目前都是凭有关人员的经验来判断。具体操作时,管涌险情的危害程度可从以下几方面分析判别:
1、管涌一般发生在背水堤脚附近地面或较远的坑塘洼地。距堤脚越近,其危害性就越大。一般以距堤脚15倍水位差范围内的管涌最危险,在此范围以外的次之。
2、有的管涌点距堤脚虽远一点,但是,管涌不断发展,即管涌口径不断扩大,管涌流量不断增大,带出的沙越来越粗,数量不断增大,这也属于重大险情,需要及时抢护。
3、有的管涌发生在农田或洼地中,多是管涌群,管涌口内有沙粒跳动,似“煮稀饭”,涌出的水多为清水,险情稳定,可加强观测,暂不处理。
4、管涌发生在坑塘中,水面会出现翻花鼓泡,水中带沙、色浑,有的由于水较深,水面只看到冒泡,可潜水探摸,是否有凉水涌出或在洞口是否形成沙环。需要特别指出的是,由于管涌险情多数发生在坑塘中,管涌初期难以发现。因此在荆江大堤加固设计中曾采用填平堤背水侧200m范围内水塘的办法,有效地控制了管涌险情的发生。
5、堤背水侧地面隆起(牛皮包、软包)、膨胀、浮动和断裂等现象也是产生管涌的前兆,只是目前水的压力不足以顶穿上覆土层。随着江水位的上涨,有可能顶穿,因而对这种险情要高度重视并及时进行处理。
管涌的处理方法
1、反滤盖压
(1)适用情况:适用于发生险情的处数较多、面积较大并连成片,渗水涌沙比较严重的地方。砂石料充足时,可优先选用此方法。
(2)处理方法:先清理铺设范围内的杂物和软泥,对涌水涌沙较严重的出口用块石或砖块抛填,以消杀水势;然后由下至上分层抢铺粗砂、小石子和大石子,最后铺设一层块石予以保护;砂石反滤盖压范围应超过渗水范围周边1米;盖压工作完成后,应做集水导排沟把水排掉,并密切监视出水是否清澈,如渗水是浑水,则需再用砂卵石料进行反滤压渗,并注意险情范围附近是否有新的管涌现象发生。
2、反滤围井
(1)适用情况:反滤围井适用于背水坡堤脚附近地面管涌的数量不多、面积不大的情况;或数量虽多,但未连成大面积,并且可以分片处理的情况;对位于水下的管涌、流土,当水深较浅时,也可采用此法。
(2)处理方法:反滤围井抢筑前,先将渗水集中引流,并清基除草;围井筑成后应注意观察值守,防止险情变化和围井漏水倒塌;按反滤要求,由下至上分层抢铺粗砂、小石子和大石子。反滤围井完成后,如发现填料下沉,可继续补充滤料,直到稳定为止;反滤围井筑好后,当险情已稳定后,在围井下端用竹管或钢管穿过井壁,将围井内的水位适当排降,以免井内水位过高导致围井附近再次发生管涌、流土和井壁倒塌;对于小的管涌和流土群险情,也可用无底水桶或汽油桶等套在出水口,在桶中抢填砂石反滤料,也能起到反滤围井的作用;反滤围井仅是防止险情扩大的临时措施,不能完全消除险情,围井筑成后应密切注意观察值守,防止险情变化和围井漏水倒塌。
3、透水压渗台
在背水坡脚抢筑透水压渗台,防止涌水带砂,使险情趋于稳定;透水压渗台填筑前应先将抢险范围内的杂物清除,用透水性强的砂石料填筑平台,平台的宽度和高度应满足能制止管涌产生为标准;透水压渗台的填筑材料不可使用粘性土料,以免堵塞渗水出路,加剧险情恶化。同时透水压渗台铺填完成后,应继续监视观察,防止险情发生变化。
4、抬高坑塘沟渠水位
利用涵闸管道或临时安装抽水机引入水塘,抬高坑塘沟渠水位,减少水头差,制止涌沙现象。
管涌和流土的预防措施
1、尽量避免水下大开挖施工,如利用流沙层上面的土层作天然地基,或采用桩基穿过流沙层等。
2、控制地下水出逸点处的水力梯度,使其小于临界水力梯度。
3、人工降低地下水位,将地下水位降至可能产生流沙的地层以下,然后再进行开挖。
4、设置截水墙,截水墙应进入地下一定深度,改善地下水的迳流条件,即增长渗流途径,减小地下水力梯度和流速,满足抗管涌、流沙的要求。