在黄河防洪工程抢险中采用土工合成材料抢险是一项新技术,主要是利用其排水反滤和防渗功能,具有整体性强、抢险速度快、适应性强、储运方便、造价低、经久耐用、可废物利用等特点,随着对土工合成材料功能和特点的逐渐认识、研究、土工合成材料将越来越广泛地应用于水利水电工程的抢险工程中。
一、堤岸崩塌险情抢护
临河堤岸出现大块土体崩脱或滑脱,威胁堤身,需要及时抢护,抢护方法:对于堤外无滩迎流顶冲的崩塌险情,应当必须临河抢护时,应以护脚为主,这时可在临河侧抛块石、石笼、编织袋土枕或在崩岸段沉放纺织布(有纺土工织物)软体排,在其上加足够压载以抵抗水流冲力,如果堤身太单薄,还需根据实际情况在背水坡加筑内帮,为了确保防洪工程安全度汛,还可在出险堤内侧建退堤,作为第二道防线;如果堤坡发生严重崩塌,可在迎水坡采取编织土工织物袋垒坡外帮,袋土与土堤之间,边垒袋,边填土还坡,分层填筑使外帮与堤顶齐平,堤身特别单薄处还可以再加筑内帮。
二、堤坝陡坎险情抢护
经急流顶冲,堤坝前形成陡坎险情时,可采用编织土工织物土枕防护,其方法为:用长6-12m,直径50-60cm的以编织土工织物或其与土工膜的复合材料制成的土枕,枕内装土后重量可达20-50kn,沉放时把长土袋放在陡坎边缘,齐力往下推滚,如此一个接一个往下沉放,直到陡坎处土枕高出水面为止。
三、堤坝地基管涌险情抢护
按照抢护原则,对于管涌等险情,应采用“上堵下排”方案来消除,“上堵”是以土工膜或其复合材料制成不透水软体排,沉入上游水下,截断可能的集中渗流孔洞,制止渗源:“下排”要求在有控制的条件下排除管涌出现处的压力水;当管涌不严重时,可直接在管涌部位,覆以无纺土工织物,上压砂砾等盖重,即形成“透水盖重”,使渗水畅排,而土粒却被截留原位。管涌严重时,可在涌水孔周围堆筑围井,井内保持一定水位,以降低该处的水力梯度,消除导致管涌的水动力,使土体恢复稳定。
四、堤坝背水坡散浸险情抢护
散浸险情的处理方法为:背水坡一般散浸可采用沿堤坡每隔一定距离开浅沟,填以砂砾料导渗排水的方法;若渗流量过大,出浑水,背水坡土松软,有滑坡塌陷等险情,宜用无纺土工织物作反滤层排水,以稳定堤身,一是用无纺土工织物做贴坡排水,二是沿堤坡开挖导渗沟,沟内铺无纺织物,回填砂砾透水料,或再以土袋封顶;如堤身断面不足,外滩狭窄,且背水坡产生严重散浸,则需在背坡加筑透水压浸台,抢护方法首先应根据险情范围,先在背水坡面上铺一块比散浸范围大一些的无纺土工织物至堤脚,织物上缘应达浸润线以上0.5m,顺堤线挖一条深、宽各0.5m的防滑沟,将织物埋在沟内,回填袋土或散土,为便于排水,每隔3-5m放一道直径为10-15cm的以编织土工织物包裹的砂袋或其它透水料,使其与无纺织物下缘连接起来以便把渗水引到堤外小沟排走,在无纺织物表面分层填土或堆土袋做成压浸台。
五、堤内脱坡险情抢护
内脱坡是由于堤身质量差、陡坎,汛期时浸润线抬高,背水坡土的抗剪强度降低,内坡整块向下滑动所致,抢险方法是迎水坡截流,背水坡导渗,迎水坡截流:一是迎水坡上铺二层防渗土工膜排体;二是用防汛编织土工织物袋等装土外帮堤身;背水坡导渗:一是背水坡做导渗排体与透水压浸台;二是在背水坡上开挖导渗沟,沿脱坡裂缝处,开挖横沟,沟深80-100cm,沟底宽20cm,上口宽一些,沿横沟(靠堤顶)挂无纺土工织物,沿坡面也开挖竖沟(沟的大小同横沟)。横、竖沟内都放周围以编织土工织物捆扎的苇把,并回填土料,如果无芦苇,也可用秫秸、麦秸代替,主要是利用横、竖沟中的苇把捆将渗水排走,降低浸润线,当为内坡大范围严重渗水,又有漏洞、脱坡等复杂险情时,用单一抢护措施不一定奏效,此时用选择多种方法、配合使用。
六、堤身跌窝险情抢护
堤身发生跌窝险情主要是由于其中有隐患,所以平时应注意捕捉獾(鼠、蛇等),消灭白蚁,跌窝常伴随漏洞发生,一般宜结合漏洞处理,具体方法:筑夯实:这种方法适用于跌窝不太深,发生在堤顶附近或背水坡,且不与河水相通,窝内无水流出的情况,处理时首先消除窝内松土,选择与堤身相同的土料,分层(每层厚30cm)夯实,如果跌窝内潮湿或有浸水现象,应迅速用干土或在湿土中掺拌1/10-1/5的生石灰粉填筑夯实;背水坡有跌窝且渗水严重,迎水面又有漏洞,但坡前有滩地,且水不深,跌窝尚未与漏洞直接连通,可采用土工膜在迎水坡截渗,堵住漏源;将跌窝翻筑夯实;漏洞下游出口用无纺土工织物等滤水材料做反滤井;如果跌窝发生在堤身单薄,堤面较窄的堤顶上,则在挖填跌窝前应根据堤身稳定的需要,加筑外帮,外帮可以采用织物袋土或在袋土与堤之间再填散土;④如果跌窝发生在迎水坡水下部位,可用土工合成材料袋装土等物料将跌窝填实,再加做外帮,抢堵跌窝应查明原因,迅速抢堵,翻挖时,应注意边坡稳定性,必要时尚需加支撑,以免坍塌扩大,跌窝抢护后,还应随时监测。
七、漏洞险情抢护
堤防背水坡或堤脚出现漏水通道时,通道口一般在迎水坡,所以抢护原则仍然应是前堵后排,即应先找到洞口,以土工膜加以堵塞,切不可盲目强堵出水口,可采用看漩涡、人工探洞方法探查洞口位置。
(一)临水截堵分为塞堵法和盖堵法两种,其方法为:1、塞堵法:在抢堵时,首先应把洞口处的杂物清除干净,再用草捆或软楔以小头朝洞口塞入洞内。洞口填塞后要用土袋盖压牢固,然后再用粘性土封堵闭气,直到完全断流为止。2、盖堵法:用铁锅、软帘、网兜和木板等覆盖物盖堵漏洞的进水口,一般以铁锅盖堵常见。此法适用于洞口较小,水深不太,洞周边土质坚硬的情况。一般可用直径比洞口大的铁锅,正扣或反扣在漏洞进水口上,周围用胶泥封闭,可以立即截断水流。如铁锅压紧后,应立即压土袋,并抛填粘性土,达到封堵严密,闭气断流的目的。
(二)背水导滤分为反滤围井、土工织物反滤导渗体两种,其方法为:1、反滤围井:用沙石、梢料或土工织物等反滤料分层铺筑粗沙、小石子和大石子,每层厚约20-30cm,然后再按正级配(由细到粗)做反滤围井,滤料一般厚0.6-0.8m.反滤围井建成后,如继续冒浑水,可将滤料表层粗骨料清除,再按上述反滤级配要求重新实施。2、土工织物反滤:将反滤土工织物覆盖在漏洞出口上,上加压滤料进行堵漏。由于漏洞险情危急,且土工织物导滤易淤堵,处置不当易导致险情恶化,应慎用。
八、裂缝险情抢护
对于汛期出现的堤坝裂缝险情,其抢护方法:①对于不甚严重的纵向裂缝,经观察已经稳定的,可从裂缝口灌入干砂壤土,用薄竹片捣固,再用其它好土在裂缝上筑小土埂(宽约5-10cm,高3-5cm),以防止雨水流入裂缝内;②对于宽3-4cm以上,深度超过1m的纵向裂缝,经检查无滑动(脱坡)现象,并已趋稳定的,可以先将其开挖,然后分层回填夯实与堤身相同的土料,每层厚度15-30cm,顶部高出堤面3-5cm,以防雨水流入裂缝内;③对于横向裂缝,若裂缝已漏水,应在迎水坡用土工膜截渗,背水坡做织物反滤,在堤上每隔3-5m与裂缝相交垂直向挖槽,至看不见裂缝为止,分层回填与堤(坝)身相同土料。