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成为工程的薄弱环节,给防汛抢险增加了很大的任务。
(5)小型水库由于数量多、规模小,往往难于受到上级的重视。
同时,技术管理薄弱,防汛抢险工作条件差,这就增加了防汛工作的难度。
二、查险
水库防汛抢险中,巡坝查险是一项极为重要的工作。
现综合介绍如下:
1.巡坝查险队的队员,首先必须挑选责任心强,有抢险经验、熟悉坝情的人担任,队员力求固定,全汛期不变。
2.查险工作要做到统一领导,分项负责。
具体确定检查内容、路线及检查时间(或次数),把任务落实到人。
3.巡查交接班时,交接班应紧密衔接,以免脱节。
接班的巡查队员提前上班,与交班的共同巡查一遍,交代情况。
并建立汇报、联络与报警制度。
4.当发生暴雨、台风、库水位骤升骤降及持续高水位时,应增加检查次数必要时应对可能出现重大险情的部位实行昼夜连续监视。
查险是一件细致艰苦的工作,天气越恶劣(狂风、暴雨、黑夜),查险工作越要抓得紧。
不仅对重点险工坝段要加倍注意,对一般坝段也决不可放松,根据各地经验,巡坝查险必须做到:
“四勤”、“五时”、“三清、三快”
四到:
手勤,主要是用手来探摸和检查,检查坝上绳缆是否有松动拉断,用小锤敲击涵管(洞),听有无异声等情况。
脚勤,用脚察探发现险情。
特别是不易发现险情的水淌地区,更要靠赤脚来试探水温及土壤松软情况。
如水温很底有侵骨感觉就要仔细检查,可能是由冒水孔或漏洞来的水;
如土壤松软,深入内层也软如弹簧,说明不是正常的情况。
堤外坡有无跌窝崩塌现象,一般也可用脚在水下探摸发现。
眼勤,用眼看清坝面、坝坡脚有无崩挫、裂缝、散浸、管涌等现象,看清坝外水边有无浪坎、崩塌、近坝水面有无旋涡等现象。
耳勤,用耳探听水声,有无异样的声音。
五时:
是指吃饭时、换班时、黄昏时、黎明时、刮风下雨时。
在这些时候最容易疏忽忙乱,注意力不集中,容易遗漏险情。
同时对险情和隐患处理后,还要注意观测,必须提高警惕。
三清、三快:
巡查前后要三清、三快。
三清:
即险情查清、信号记清、报告说清:
三快:
即发现险情快、报告快、处理快。
这样才能做到及时发现险情:
小险迅速处理,以免发展扩大;
重大险情,上级能及时准确了解,必要时能调集力量支援抢护。
5.巡查时所带工具,一般常用到几种巡查工具如下:
记录本——备记载险情用;
小红旗——供作险情标志;
卷尺——丈量险情对某一显著目标的部位的尺寸;
锯木屑——当堤身浸漏时用来抛于坝外坡水面以发现有小旋涡;
手电筒、马灯——便于黑夜巡查照明。
三、常见的工程险情和抢护方法
1、水库常见险情
水库塘坝坝顶漫溢,土坝渗漏(散浸、漏洞、管涌),裂缝,跌窝;
坝下涵洞(管)断裂,涵洞(管)漏水;
溢洪道泄洪能力不足,闸墩和堰身混凝土裂缝,陡坡底板掀起,消能设施冲毁;
涵闸与土堤连接处渗漏、闸基渗漏、涵闸洞身渗漏、裂缝、淘刷;
闸门事故;
启闭机螺杆折断、闸门不能关闭等
2、水库塘坝抢险
坝顶漫溢——抢高堤顶
险情说明 根据预报,洪水上涨的趋势,将有超过坝顶高程的危险。
应抢高坝顶,以免大坝漫溃。
抢护原则 为了防止大坝漫溃,而在时间上又来不及把坝身全部加高培厚,在这种情况下,只能先在坝顶抢筑子堰,拦住洪水,不使漫溢。
抢护方法 子堰应在堤项外侧抢做,至少要离开外坝肩0.5米,以免滑动。
堰后留有余地,俾巡汛抢险时,可以往来奔走,无所阻碍。
要根据土方数量及就地可能取得的材料,决定施工方法,并适当组织劳力。
要全段同时开工,分层填筑。
不能等筑完一段再筑另一段,免得洪水从低处漫进而措手不及。
1.纯土子堰(图1)
应用范围:
用于坝顶宽阔,取土容易,风浪不大之堤段。
施工方法:
图1
1.先将坝顶草根败叶等杂物清除干净,然后刨松堤面并沿子堰中线抽槽宽20厘米,深10-20厘米。
2.从坝顶的内侧边开始上土,逐渐向临水面推进,每层土厚30厘米,分层夯实。
3.子堰顶宽约1米,内外坡1:
1,高度0.6-1米,可根据实际情况决定。
2.土袋子堰(图2)
应用范围:
用于坝顶不宽,附近取土困难,或是风浪冲击较大之处。
图2
1.用麻袋、草袋、或薄包装土约七成,将袋口缝紧。
2.将麻袋、草袋或薄包土铺砌在坝顶离临水坡肩线约0.5米。
袋口向内,互相搭接,用脚踩紧。
3.第一层上面再加二层,二袋要向内缩进一些。
袋缝上下必须错开,不可成为直线。
逐层铺砌,到规定高度为止。
图3
4.袋的后面用土浇戗,土戗高度与袋顶平,顶宽0.3-0.6米,后坡1:
1。
填筑的方法与纯土子堰相同。
3.扫枕子堰(图3)
用于堤顶不宽,风浪较大,水将漫顶之处。
1.用秸料扎成0.6-0.8米直径的扫枕,推滚到临水侧坝顶边线内。
2.用长约1.0-1.2米的柳橛,将扫枕钉实在堤顶上,柳橛的间距约1米。
3.扫枕后面用土浇戗、夯实,务使与扫枕紧密结合。
4.单层木板子堰(图4)
用于堤较窄,风浪较大,水将平堤,情势危急之处。
图4
1.在堤顶靠江一边,签钉长约2米的木桩一排,桩的中心间距约为0.5米,入土约1米。
2.排桩内用木板(紧急时用门板亦可)紧贴,再用铅丝或绳索系住。
3.木板后面浇做土戗,做法与前相同。
5.双层木板子堰(图5)
用于堤顶太窄,且有建筑物阻碍之处
图5
1.在堤顶外侧,签钉间距0.5米的木桩两排,前后排相隔1.0米,木桩长1.52米,入土深0.7-1米。
2.木桩内侧附系木板一层。
3.木板之间分层填土,夯实到顶。
4.前后排木桩,应用铅丝拉紧。
6.从堤上借土抢做子堰(图6)
图6
情况紧急下抢做子堰,如附近无土可取,可以暂借用大坝背水坝肩部分的土料,但只允许挖取浸润线以上部分,挖取宽度以不影响汛期坝上交通为原则。
借用后应随即补足,在坝顶狭窄或险工堤段不宜借用。
同前。
散 浸
险情说明 水位上涨,坝身泡水,水从坝内坡或内坡脚附近渗出,叫做散浸,一般又叫“堤出汗”(图5)。
当高水位持续时间过长,散浸范围就将沿坝内坡上升、扩大,如不及时处理,就会发生内脱坡、管漏等险情。
原因分析 土坝挡水后,渗水经过堤身向坝内坡方向渗透,是自然规律。
但由于以下一些原因:
1.坝身单薄,
内坡过陡;
2.坝身土质砂重,外坡又无透水性小的粘土防渗;
3.坝质太差,筑堤时所取土块没有打碎,留有空隙,蛾夯不实;
4.大坝内有隐患(如蚁侗、獾穴、树根、暗沟等),缩短了渗径。
使渗径长度不够,浸润线(渗水在堤身内渗透的上界线叫做浸润线)抬高,渗水就将在堤内坡的坡面或坡脚附近渗出,就形成散浸。
抢护原则 以“临河截渗,背河导渗”,降低浸润线,稳定坝身为原则。
临水坡用透水性小的粘土做外帮,可以减少渗到坝体里去的水;
背水坡用透水性大的砂石或柴草做反滤,可以使已经渗到坝体里的水流出,而不带走土粒,这样可以降低浸润线,稳定堤身。
抢护方法 发现散浸险情后,应查明发生原因和险情程度,如坝内坡出现散浸,但坡面只有轻微的窨潮或渗出少量清水,坝身稳定,险情并无发展,可以严密监视,暂不处理。
如坝坡渗水严重或发生浸水集中冲刷现象,说明险情在逐渐发展,则需加以抢护。
抢护方法以导渗为主。
如外滩较宽,附近有黏土可取,险情又很严重,则需兼用外帮防渗,内坡导渗的方法,切忌在坝内坡用粘性土料做压浸台。
汛前消灭隐患,对防止在汛期中发生散浸、跌窝和漏洞险情,亦是一项及其重要的工作。
1.导渗沟
水位继续上涨,散浸严重坝段,有继续发展趋势。
一般可在坝内坡面开沟导渗,让渗水集中沟内流走,使内坡土壤干燥坚实,以稳定险情。
施工方法:
①从浸润线顶点起至坝脚外止,开若干条与坝身垂直的纵沟或与坝身成45°
-60°
的斜沟。
斜沟比纵沟
好,因为斜沟导渗范围大,收效快。
有的地方在浸润线顶开横沟,实践证明,这种方法排水不畅。
斜沟、纵沟都要连通,宽深都是一样,或在纵沟两边再开“人”字形支沟(图2)。
开挖的数量与深度适当,否则就不能起到应有的作用。
②导渗沟的大小及间距,应根据各地具体情况而定。
一般每隔5-8米开一条沟,沟深约0.5-1.0米,宽0.3-0.8米。
③各沟内填粗砂,卵石、碎石,在缺乏砂石地区,也可采用砖渣、岗柴作为导渗材料。
为了防止泥土掉入沟内,阻塞渗水通路,可在导渗材料上面盖草袋或稻草,然后填土。
2.反滤层
散浸严重的堤段,开沟导渗有困难时,也可做砂石反滤层抢护,效果良好。
①砂石反滤层(图5)——先将散浸部位面层湿土挖除厚约30厘米,再回填粗砂一层,厚15~20厘米,上盖瓜米石一层厚10~15厘米,再盖2厘米粒径的碎石一层,厚约10~15厘米,最后盖上小片石一层,让渗水从片石隙缝流入堤脚下的滤水沟。
如果坝身要培厚的话,应在片石上盖上一层草袋,再在上面填土。
②芦柴反滤层(图6)——在散浸部位的坡面上,先铺稻草一层,实厚5厘米,上铺芦苇厚10~20厘米,盖草袋一层或铺一层稻草,然后填土夯实。
所铺芦柴或稻草,一定要露出堤脚外面,以便排出渗水,保持堤身干燥。
4.外帮:
在内坡散浸严重的坝段,如有外滩,附近有黏土可取,可在外坡做外帮,效果良好(图7)。
①沿外坡倾倒粘土。
最好随倒随用脚踩实,要保证质量。
如因急流,散土容易流失,可先在水中分层垒土袋筑一隔堤,然后在土袋与坝外坡之间倾倒散黏土分层填筑,直到要求高度,这样,可起隔渗的作用(图8)。
②外帮宽度一般4-5米,长度应超出散浸堤段两端至少5米,高出水面0.5米。
漏 洞
险情说明 漏洞出口一般发生在坝内坡下部或坡脚附近。
开始时因漏水量小,坝土很少被冲动,所以漏水较清,叫做清水漏洞。
由于洞周土体浸泡时松散崩解,或产生局部滑动,或堤身填土含砂重,土体可能被漏水带出,使漏洞变大。
这时,漏水转浑,发展成为浑水漏洞。
如不及时抢救,则将迅速发展,导致跨坝。
原因分析 一般说来,是由于堤身内部遗留有屋基、阴沟、暗剅、腐朽树根等物,筑坝时未清除;
填筑质量不好,龙口(交卡)不密实;
或为白蚁、蛇、鼠、獾在坝内打洞。
在高水位压力下,将平时的淤塞物冲开;
或因渗水沿隐患、松土串连而成漏洞。
尤其在高水位坝身浸泡时久,土体结构变松软,更易促成漏洞的发生,故有“久浸成漏”之说。
抢护原则 由于漏洞一般在迎水坡有洞口,所以抢护应以外堵为主,视情况在堤内出口用倒滤井为辅,或两者兼施的原则。
处理漏洞绝对不能采用在漏洞出口打桩,或填土封压的办法。
这样做只会促使险情的扩大恶化。
抢护方法
1.堤外堵塞(图9)对漏洞的抢护,直接有效的措施是外堵漏源。
但要堵塞洞口,必须先探明洞口的位置和它的大小、多少。
寻找洞口的方法可用轻浮物撒在堤外水面,这样可以发现水面漩涡找到洞口。
或潜水摸探。
但为了安全,潜水摸洞人员必须用绳索系着,以免被水流吸进洞内。
找到洞口后,应即堵塞。
洞小的可先用铁锅扣住,或用棉衣、棉絮等将洞口堵住;
洞口较大或周围有几个洞的可以用棉被、篷布、土工膜张开顺堤坡拖下盖住
图9
洞口;
如漏洞系漏口或阴沟,可以先用布袋装土,任其吸进,再用木楔包以棉絮塞紧洞口,覆以棉絮。
按上面方法将洞口堵住后,然后再压土袋,浇土做外帮,高出水面。
如坝外坡无明显洞口,也可以用含水量较高的粘土顺坡抛填,这样做可以减少渗水浸入。
外堵漏洞切忌乱抛块石土袋,以免架空,增加堵塞漏洞的困难。
2.做倒滤井在坝外堵塞的同时,坝内坡漏洞也要做滤井。
特别是漏洞发生在坝脚平地,出现浑水兼带有粉砂、细砂之类,一时难于判明是漏洞还是管涌的情况下,更必须按抢护管涌填做倒滤井的办法来处理。
只要倒滤层保住坝身的填土不流失,险情也就能稳定下来了。
3.开巷断截(抽槽翻筑)(图10)开巷断截是较彻底但也是最危险的办法。
只有在万不得已,而且具备充分
图10
和必要的条件(如坝身面宽,堤身大,人力器材足够等)的情况下,才能采取这个办法。
最好是能够在水位稍退的汛隙,突击进行,水位过高时不宜进行。
施工时必须高度集中力量,加倍注意填筑质量。
开巷是在坝顶挖槽,深到漏洞以下,其抽槽宽度以能适合开挖工作的最低宽度为限,尤以开深槽更要谨慎从事(图13)。
管 涌(潜蚀、流土)
险情说明 管涌是指在汛期高水位情况下,上游水流通过坝基的透水层,从下游坝脚或坝脚以外覆盖层的薄弱部位逸出,造成坝后管涌、流土。
管涌:
管涌为在土体渗透水压力的作用下,土体中的细颗粒在粗颗粒孔隙中被渗水推动和带出坝体以外的现象
流土:
流土为土体表层所有颗粒同时被渗水顶托而移动流失的现象。
流土开始时坝脚下土体隆起,出现泉眼,并进一步发展,土体隆起松动,最后整块土掀翻被抬起
图11
原因分析一般是双层地基,上面覆盖有弱透水层,下面是砂砾及卵石等强透水层,高水位时渗透坡降变陡,渗透流速加大。
当渗透坡降大于地基表层弱透水层允许的渗透坡降时即在坝下游坡脚附近发生渗透破坏,形成管涌、流土,渗水将地层中粉细沙颗粒带出(图11)。
抢护原则 制止涌水带砂,留有渗水出路。
这样既可使粉砂、细砂不再被破坏,又可以降低附近渗水压力,使险情得以稳定。
值得警惕的是,管涌是堤防溃口的极为明显和常见的原因,但对它的危险性仍有认识不足,措施不当,或麻痹蔬忽,贻误时机的。
如采取大围井而抢筑不及,或围高井倒塌者都曾造成决堤灾害,给国家和人民带来严重损失。
历史的惨痛教训必须牢记。
抢护方法管涌固然是严重险情,我们只要提高警惕,慎重对等,及时处理,是可以抢护脱险的。
1.砂石反滤围井在冒水孔周围,用土袋围成低堰。
孔内填反滤料,最好是按级配先填粗砂,再填瓜米石、碎石,最后填块石(图12)。
图12
这样可以有效地制止砂粒带出,但由于涌水,粗砂往往填不进去,则可先填碎石、块石,以杀涌水之势,再按级配填筑,略高于原在地面。
如附近无适用石料,可以砖渣代替。
如一次末能达到制止带砂。
可以清除部分上层粗填料,再按上述级配填筑直到渗水畅流,无砂粒带出为止。
反滤料填好后,仍需注意防守,如发现填料下沉,可以继续填块石料,直到稳定为止(图20)。
2.砂石反滤压盖同上述方法,但不筑围堰,直接填反滤料也可。
3.减压围井无滤层围井、透水压渗台等。
4.抢护脱险后仍应加强防守,观测周围的变化和渗水流量与库水位的关系,以供汛后处理作参考。
跌 窝
险情说明 汛期坝身或外坡发生局部塌洞叫做跌窝。
原因分析 发生跌窝的原因有:
白蚁、蛇、鼠、獾之类在坝内打洞,或筑坝时土块架空末经夯实,遇江水高涨,江水灌入,或雨水泡浸使洞周土体浸软而形成局部陷落,所以跌窝伴随漏洞而发生。
跌窝险情的发生主要由坝身隐患引起,所以在平时应注意加强捕獾、灭蚁工作。
抢护原则 跌窝是局部陷落,以防止水流浸蚀继续扩大,应及时予以翻填。
又因它常伴随漏洞而发生,故宜配合漏洞险情进行处理。
图13
抢护方法
1.跌窝发生在堤顶附近内坡,跌窝内没有漏洞,将坑内松土清除,用好土填实还原即可(图13)。
图14
2.跌窝发生在坝内坡,坝外坡有漏洞口,漏水直通跌窝,应配合抢堵坝外坡漏洞以止住漏水,如果必须与外堵漏源同时进行抢救时,可将跌窝内松土清除,回填粗砂、瓜米石、砖渣、卵石等做成倒滤井,以制止漏水带出泥土,稳定险情(图14)。
(汛后水落应随即翻筑跌窝,窝内漏洞可追赶翻筑的应予追赶翻筑,再将跌窝内松土清除,予以回填夯实。
)
图15
3.跌窝发生在坝外坡上,坝内并发生有漏洞的,可先在外滩上筑袋土围堰高出水面,抽干围堰内积水,沿跌窝部分进行翻挖,找出漏源,清除隐患后,予以回填(图15)。
图16
图17
4.如跌窝发生在坝身单薄、坝顶较窄的坝顶上,挖填前应加做外帮,以保证开挖时的安全。
开挖时应先清除隐患,有漏洞的,要先将上口堵好,再回填夯实(图16)。
5.如跌窝发生在外坡水下部分,可用袋土、棉絮等物将跌窝填实,再加做外帮(图17)。
裂缝
裂缝是大坝常见的一种险情,它有时很可能是其他险情(如滑坡等)的前兆。
而且由于它的存在,洪水或雨水易于入侵堤身,常会引起其他险情,尤其是横向裂缝,往往会造成坝身土体的渗透破坏,甚至更严重的后果。
因此,必须引起重视。
一、险情的分类
(1)按裂缝产生的成因可分为不均匀沉陷裂缝、滑坡裂缝、干缩裂缝、冰冻裂缝、振动裂缝。
其中,滑坡裂缝是比较危险的。
(2)按裂缝出现的部位可分为表面裂缝、内部裂缝。
表面裂缝容易引起人们的注意,可及时处理。
而内部裂缝是隐蔽的,不易发现,往往危害更大。
(3)按裂缝走向可分为横向、纵向和龟纹裂缝。
其中横向裂缝比较危险,特别是贯穿性横缝,是渗流的通道,属重大险情。
即使不是贯穿性横缝,由于它的存在,缩短渗径,易造成渗透破坏,也属较重要险情。
二、裂缝的成因
引起大坝裂缝的原因是多方面的,归纳起来,产生裂缝的主要原因有以下方面。
1、不均匀沉降。
大坝基础土质条件差别大,有局部软土层;
或坝身填筑厚度相差悬殊,引起不均匀沉陷,产生裂缝。
2、施工质量差。
大坝施工时上坝土料为粘性土且含水量较大,失水后引起干缩或龟裂,这种裂缝多数为表面裂缝或浅层裂缝,;
筑坝时,填筑土料夹有淤土块、冻土块、硬土块;
碾压不实,以及新老堤结合面未处理好,遇水浸泡饱和时,易出现各种裂缝;
大坝与交叉建筑物接合部处理不好,在不均匀沉陷以及渗水作用下,引起裂缝。
3、水流作用。
背水坡在高水位渗流作用下由于抗剪强度降低,临水坡水位骤降或坝脚被掏空,常可能引起弧形滑坡裂缝,特别是背水坡坝脚有塘坑、坝脚发软时,容易发生。
三、险情判别
裂缝抢险,首先要进行险情判别,分析其严重程度,
判明裂缝的走向,是横缝还是纵缝,是滑坡性裂缝还是沉降性裂缝,此外还应判断是深层裂缝还是浅层裂缝。
必要时还应辅以隐患探测仪进行探测。
四、抢护的原则
根据裂缝判别,如果是滑动裂缝,应先按处理滑坡进行抢护。
待滑坡稳定后,再处理裂缝,否则达不到预期效果。
纵向裂缝如果仅是表面裂缝,可暂不处理,但须注意观察其变化和发展,并封堵缝口,以免雨水侵入,引起裂缝扩展。
较宽较深的纵缝,即使不是滑坡性裂缝,也会影响大坝强度,降低其抗洪能力,应及时处理,消除裂缝。
横向裂缝是最为危险的裂缝。
如果已横贯坝身,在水面以下时水流会冲刷扩宽裂缝,导致非常严重的后果。
即使不是贯穿性裂缝,也会因缩短渗径,浸润线抬高,造成坝身土体的渗透破坏。
因此,对于横向裂缝,不论是否贯穿堤身,均应迅速处理。
窄而浅的龟纹裂缝,一般可不进行处理。
较宽较深的龟纹裂缝,可用较干的细土填缝,用水洇实。
五、裂缝险情的抢护方法
裂缝险情的抢护方法,一般有开挖回填、横墙隔断、封堵缝口等。
(一)开挖回填
这种方法适用于经过观察和检查已经稳定,缝宽大于1cm,深度超过1m的非滑坡(或坍塌)性纵向裂缝,施工方法如下。
1.开挖
沿裂缝开挖一条沟槽,挖到裂缝以下0.3~0.5m深,底宽至少0.5m,边坡的坡度应满足稳定及新旧填土能紧密结合的要求,两侧边坡可开挖成阶梯状,每级台阶高宽控制在20cm左右,以利稳定和新旧填土的结合。
沟槽两端应超过裂缝1m,如图18所示。
图18开挖回填处理裂缝示意图
(尺寸单位:
cm)(a)剖面图;
(b)平面图
2.回填
回填土料应和原堤土类相同,含水量相近,并控制含水量在适宜范围内。
土料过于时应适当洒水。
回填要分层填土夯实,每层厚度约20cm,顶部高出堤面3~5cm,并做成拱弧形,以防雨水入浸。
需要强调的是,已经趋于稳定并不伴随有滑坡等险情的裂缝,才能用上述方法进行处理。
当发现伴随有滑坡险情的裂缝,应先抢护滑坡险情,待脱险并裂缝趋于稳定后,再按上述方法处理裂缝本身。
(二)横墙隔断
此法适用于横向裂缝,施工方法如下。
(1)沿裂缝方向,每隔3~5m开挖一条与裂缝垂直的沟槽,并重新回填夯实,形成梯形横墙,截断裂缝。
墙体底边长度可按2.5~3.0m掌握,墙体厚度以便利施工为度,但不应小于50cm。
开挖和回填的其他要求与上述开挖回填法相同,如图19所示。
图19横墙隔断处理裂缝示意图
m)
(a)A-A剖面团;
(2)沿裂缝作宽5~10cm,高3~5cm的小土埂,压住缝口,以防雨水浸入。
未堵或已堵的裂缝,均应注意观察、分析,研究其发展趋势,以便及时采取必要的措施。
如灌堵以后,又有裂缝出现,说明裂缝仍在发展中,应仔细判明原因,另选适宜方法进行处理。
(2)如裂缝临水端已与库水相通,或有连通的可能时,开挖沟槽前,应先在大坝临水侧裂缝前筑前战截流。
若沿裂缝在堤防背水坡已有水渗出时