管涌
渗透变形形式
管涌(piping effect)是一种渗透变形形式。又称泡泉,在渗流作用下,土体细颗粒沿骨架颗粒形成的孔隙,水在土孔隙中的流速增大引起土的细颗粒被冲刷带走的现象。也称翻沙鼓水。涌水口径小者几厘米,大者几米,孔隙周围多形成隆起的沙环。
管涌发生会使堤防、水闸地基土壤骨架破坏,孔道扩大,基土被淘空,引起建筑物塌陷,造成决堤、垮坝、倒闸等事故。可通过反滤围井、反滤层压盖、蓄水反压等方式进行抢护。
形成原因
从工程地质特征和水力条件来看,在一定的水力梯度的渗流作用下,土体(多半是沙砾石)中的细颗粒被渗流冲刷带至土体孔隙中发生移动,并被水流带出,流失的土粒逐渐增多,渗流流速增加,使较粗垃径颗粒亦逐渐流失,不断发展,形成贯穿的通道,称为管涌(又称泡泉等)。
管涌多发生在砂性土中,特征是颗粒大小差别较大,往往缺少某种粒径,孔隙直径大且互相连通。颗粒多由重度较小的矿物组成,易随水流移动,有较大的良好的渗流出路。达到以下条件会产生管涌,如土中粗、细颗粒粒径比D/d\u003e10,土的不均匀系数d60/d10\u003e10,两种互相接触土层渗透系数之比K1/K2\u003e2~3,渗流的水力坡度大于土的临界水力坡度。
危害
管涌发生时水面出现翻花,随着上游水位升高,持续时间延长,险情不断恶化,大量涌水翻沙,使堤防、水闸地基土壤骨架破坏,孔道扩大,基土被淘空,引起建筑物塌陷,造成决堤、垮坝、倒闸等事故。
抢护方法
反滤围井
在管涌口处用编织袋或麻袋装土抢筑围井,井内同步铺填反想料,从而制止涌水带沙,以防险情进一步扩大,当管涌口很小时,也可用无底水桶或汽油桶做围井。这种方法适用于发生在地面的单个管涌或管涌数目虽多但比较集中的情况。对水下管涌,当水深较浅时也可以采用。围井面积应根据地面情况、险情程度、物料储备等来确定。围井高度应以能够控制涌水带沙为原则,但也不能过高,一般不超过1.5m,以免围井附近产生新的管涌。对管涌群可以根据管涌口的间距选择单个或多个围井进行抢护。围井与地面应紧密接触,以防造成漏水,使围井水位无法抬高。围井内必须用透水料铺填,切忌用不透水材料。根据所用反滤料的不同,反滤围井可分为沙石反滤围井、土工布反滤围井和梢料反滤围井三种形式。
反滤层压盖
在堤内出现大面积管涌或管涌群时,如果料源充足,可采用反滤层压盖的方法,以降低涌水流速,制止地基泥沙流失,稳定险情。反滤层压盖必须用透水性好的材料,切忌使用不透水材料。根据所用反滤材料不同,可分为沙石反滤压盖和梢料反滤压盖两种。
蓄水反压
蓄水反压是通过抬高管涌区内的水位来减小堤内外的水头差,从而降低渗透压力,减小出逸水力坡降,达到制止管涌破坏和稳定管涌险情的目的。该方法的适用条件是:
(1)闸后有渠道,堤后有坑塘,利用渠道水位或坑塘水位进行蓄水反压
(2)覆盖层相对薄弱的老险工段,结合地形,做专门的大围堰或称月堤)充水反压
(3)极大的管涌区,其他反滤盖重难以见效或缺少沙石料的地方
(4)蓄水反压的主要形式有渠道蓄水反压、塘内蓄水反压和围井反压等等。
水下管涌险情抢护
在坑、塘、水沟和水渠处经常发生水下管涌,给抢险工作带来困难。当水深较浅时,可采用反滤围井的办法;当水深较深,做反滤围井困难时,可采用水下抛填反滤层的办法;当水下出现管涌群且面积较大时,可采用蓄水反压的办法控制险情。
"牛皮包"的处理
当地表土层在草根或其他胶结体作用下凝结成一片时,渗透水压把表土层顶起而形成的鼓包,俗称为"牛皮包"。一般可在隆起的部位,铺麦秸或稻草一层,厚10~20cm,其上再铺柳枝、林秸或芦苇一层,厚约20—30cm。如厚度超过30cm可分横竖两层铺放,然后再压土袋或块石。
重大事件
广东省康复所管涌
2022年7月2日,受台风“芭”影响,广东省康复所东边涌北中段堤围、左岸涌先后出现管涌险情,特别是左岸涌出现60厘米口径的管涌且不断扩大,上游三水乐平一带云团形成的持续强降雨又造成高水位压力,水位迅速上涨持续处于历史最高位。
江南镇儒洋水库管涌
2023年7月28日,台风杜苏芮登陆晋江,永春县岵山镇水库巡查员对岵山水库进行紧急巡查,密切监测水库水位,查看水库坝体是否存在渗水、管涌等情况。同日江南镇儒洋水库存在管涌安全隐患,连江县人武部接令后迅速启动防汛抗洪行动预案,经过3个小时全力奋战及时排除管涌安全隐患。
2024年7月2日,因资江水位上涨,湖南益阳市资阳区沙头镇华兴村的果园内出现一个管涌群。事发后,武警益阳支队100名官兵赶往紧急抢险,靠人力搬运60吨砂石对管涌群进行填塞。截至当日14时,险情得到控制,预计同日17时可完成处置,消除隐患。
湖南岳阳华容县洞庭湖管涌
2024年7月5日16时许,岳阳市华容县团洲垸洞庭湖一线堤防(桩号19+800)发生管涌险情。17时48分许,紧急封堵失败后堤坝决堤,决堤口宽度已延伸至约100米。7月8日,湖南华容县团洲垸“第二道防线”钱团间堤出现两处管涌险情,事发后,300多名武警、消防员等抢险人员在专家指导下对险情进行紧急处置,截至当日13时,管涌险情得到初步控制。7月9日,湖南岳阳华容县钱团间堤发生管涌险情,陆军第74集团军官兵在紧急处置。
目录
概述
形成原因
危害
抢护方法
反滤围井
反滤层压盖
蓄水反压
水下管涌险情抢护
"牛皮包"的处理
重大事件
参考资料