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1、堤坝抢险实例,编著：聂芳容 周乐新,二六年十月,湖南省水利厅,前 言,堤坝是防御洪水的主要工程设施。我国有24万余公里堤防和数万座水库。每年汛期主要凭借这些堤、坝挡御江河、湖泊、水库、海潮的洪水。堤坝多数由土石或砼筑成，受渗流穿透、水流冲刷、风流袭击和地震等影响遭破坏，而发生危及堤坝安全的各种险情。迅速地采取科学抢护措施，使隐患化险为夷，是抗洪工作中的重中之重。我国每年都会发生不同程度的洪涝灾害，广大干部通过参加抗洪抢险创造了许多科学的抢险方法，有效的保护了人民群众生命财产安全。防洪抢险技术是一门十分重要的科学。本书介绍一些抢险实例，并从理论上作一些分析，供参考。由于时间和水平有限，错误难免，
2、请谅！,注：聂芳容，湖南省人民政府参事，洞庭湖区水利工程管理局原局长，湖南省水利厅教授缘高工、副总工程师，1998年全国抗洪英模，国家防总防汛抢险专家。联系电话0731-5483308，5483110，13723851718。周乐新，百舸疏浚股份有限公司总经理，教授级高工，联系电话0731-5483367。,第一章 渗水处理,一、险情,在汛期高水位下，堤坝背水坡及坡脚附近出现土壤潮湿或发软并有水渗出的现象，称为渗水或散浸。渗水险情处理不及时，就可能发展为管涌、滑坡或漏洞等险情，造成溃垸垮坝灾害。,图1-1 渗水示意图,二、原因分析,在水压力作用下，水流渗入堤坝，将填土分为上干下湿两部分，干、湿
3、土的分界线叫浸润线，浸润线与背水坡面的交点称逸出点（有反滤体的逸出点在体内）。逸出点以下的坡面和坡脚，土壤浸水发软，甚至汇集成涓涓细流即为渗水险情。,图1-2 堤身渗水图,堤坝发生渗水的主要原因：除与高水位持续时间较长直接有关外，堤坝断面不足，背水坡偏陡，堤坝内土质透水性强，又无防渗斜墙或其它有效的控制渗流的工程设施或者施工接头不紧密、堤防与涵闸、输水管、溢洪道接合不实等均能引起渗水。,三、抢护原则,以“临水截渗，背水导渗”为原则。堤身渗水是出险的先兆，若堤坝背水坡出现散浸，应先查明发生渗水的原因和险情的程度。如浸水时间不长而且渗出的是清水，应及时导渗，并加强观察，注意险情变化；若渗水严重或已
4、开始渗出浑水，则必须迅速防治管涌，防止险情扩大。查漏是防汛最普遍的基础工作。渗漏早发现，早处理，可防止滑坡、管涌等大险发生，防患于未然。,四、抢护方法,(一)临水截渗,此法通过增加阻水层，可减小渗水量，降低浸润线，达到控制渗水险情和稳定堤坝的目的。此法可分为以下几种：1、粘土前戗截渗；2、桩柳(土袋)前戗截渗；3、土工膜截渗。,图1-3 黏土前戗截渗示意图（单位：m）,图1-4 土袋前戗截渗,图1-5 桩柳前戗截渗,图1-6 土工膜截渗（单位：m）,(二)反滤导渗沟,此法适用于背水坡大面积严重渗水，主要是在背水坡开挖导渗沟，并在沟内铺设反滤料，使渗水集中在沟内排出，同时以降低浸润线，使堤背坡面
5、趋于稳定。同时避免带出土粒，扩大出水孔道。导渗沟的具体修筑方法如下：常用的开沟方法从堤脚向堤身切入，掘进深度以导出渗水为度，一般沟深0.5m1.0m，宽0.5m0.8m，沟的尺寸和间距应根据具体情况决定，顺边坡方向的横沟每隔6m10m开一条。施工时先顺坡脚开挖一条排水沟，使渗水排向远离坡脚的排水道。然后向坡面上开导渗沟，导渗沟要与排水沟相连。逐段开挖，逐段填滤料，一直作到出现渗水的最高点以上。导渗的底坡一般与边坡相同，其沟底要求平整顺直，如开沟后排水仍不顺畅时，可于横沟之间再增开横沟或斜沟，以改善排渗效果。,图1-7 导渗沟开沟示意图,(三)反滤层法,对于透水性强的堤坝，在反滤料源丰富、断面较
6、小或土体过于稀软不宜做导渗沟时，可采用反滤层法抢护。此法主要是在渗水坡上满铺反滤层，使渗水排出。根据所用反滤材料不同，具体方法有以下几种：1、沙石反滤层；2、梢料反滤层；3、土工织物反滤层。,图1-8 沙石反滤层示意图（单位：cm）,图1-9 梢料反滤层示意图（单位：cm）,(四)透水后戗法,这种方法又称透水压浸台法。一般适用于断面单薄，坡面渗水严重，滩地窄狭，背水坡较陡，或背水坡脚有潭坑、池塘的堤段。具体抢护方法有：沙土后戗；梢土后戗。,图1-10沙土后戗示意图,图1-11 梢土后戗示意图（单位:m）,五、抢险实例,洞庭湖区各地每年汛期采用开导渗沟的办法，排水固结堤内坡治理散浸。1996年、
7、1998年大洪水时期，水位抬高1.5m以上，2000多公里堤段开有导渗沟，汛期新开导渗沟2万条。开导渗沟后，堤背水坡无散浸，避免管涌、流土和滑坡，稳定堤身。,1995年，沅江大水，常德洪峰水位达41.5米，超历史最高水位(40.68米)0.82米，善卷垸堤防因沙质堤透水，内坡湿透下挫，外河水位与堤顶齐平，十分危险，城内5万市民紧急撤退转移。抢险办法当时有争论，有人主张开沟导渗，有人认为开沟会破坏堤坡整体性，越挖越险。抢险工程师主张开沟，每间35m开一条导渗沟，沟顶开至堤腰，沟下部深0.50.8m，沟上部深1.5m2m，沟面宽1m1.5m，沟底宽0.3m0.5m。沟中铺垫沙卵石。开沟过程中，因含
8、水量过多，土质沙性太重，边开边垮坡下挫，沟难于开深，采用边开边插竹板的办法将沟开成，使堤身水分从沟中排出，稳定了堤内坡，保证了堤垸安全。,第二章 翻沙鼓水处理,一、险情,翻沙鼓水一般指堤坝背水坡脚或堤坝脚保护带产生的冒水冒沙现象。堤坝基脚和保护带为沙卵石透水层，在水压力作用下，出口处有些细颗粒被渗流冲动，发生翻沙鼓水。多发生在背水坡脚附近水凼或水田中。翻出颗粒为细沙，颗粒细小均匀，且无粘性。翻沙鼓水可发展成为管涌，造成堤坝溃决。,翻沙鼓水,图2-1 透水堤基渗流图,二、原因分析,坝基为强透水的沙层，或透水地基表层粘性土覆盖，被天然或人为的因素破坏，在水位升高时，渗透坡降变陡，渗透流速及压力加大
9、，当渗透坡降大于堤基土体允许的渗透坡降时，即发生渗透破坏，形成翻沙涌水。,三、抢护原则,翻沙鼓水抢护原则以“减势抑沙”为主。即将渗水导出而降低渗水压力，彭水而不带沙以稳定险情。,四、抢护方法,1、反滤围井,在涌出口处修筑反滤围井以制止涌水带沙，防止险情扩大。有以下几种：(1)沙石反滤围井；(2)梢料反滤围井；(3)土工织物反滤围井。,图2-2 沙石反滤围井示意图（单位：cm）,图2-3 梢料反滤围井（单位:cm）,图2-3 梢料反滤围井（单位:cm）,2、反滤铺盖法,此法通过建造反滤铺盖，降低涌水流速，制止泥沙流失。有以下几种：(1)沙石反滤铺盖；(2)梢料反滤铺盖；(3)土工织物反滤铺盖。,
10、图2-4 沙石反滤铺盖示意图（单位:cm）,图2-5 梢料反滤铺盖示意图（单位:cm）,图2-6 土工织物反滤铺盖示意图（单位:cm）,3、透水压渗台法,修筑透水压渗台可以平衡渗压，延长渗径，减小渗透比降，并能导渗滤水，防止土料流失，使险情趋于稳定。此法适用于涌水较多，范围较大，反滤料不足而沙土料源丰富之处。,图2-7 透水压渗台示意图,4、蓄水反压法,此法的作用原理同养水盆法。为了减小渗压水头，常利用管道引水入塘或临时安装抽水机注入水塘，抬高塘坑水位，制止冒沙现象。,图2-8 背水月堤示意图,五、翻沙鼓水处治实例,湖南湘阴城西垸北闸险工段，堤外无滩，堤内脚附近有长400m，宽150m200m
11、的水塘和鱼池，水深1.5m3.0m，历史上险情多发。1998年7月5日，外河超危险水位，巡查发现塘内大面积冒浑水，经潜水检查，发现塘内有7处翻沙鼓水，其中最近距堤脚仅20m，最大涌水直径达0.6m。当时在所有管涌口做反滤围井，同时沿塘埂作围堰抬高水位0.5m，险情得到了控制。7月28日，外河水位继续上涨，在距堤脚10m处又出现更严重的新险情，涌沙量达10m3，124m2地面塌陷下沉4m多深。抢筑长60m、宽7m16m、厚1.5m2m的砂卵石压浸平台。8月20日，水位超历史最高，在距堤脚16m处，原修筑的压浸平台中，出现3处冒沙下沉，加高池塘围堰，抬高蓄水位0.5m，在3个管涌处加厚压浸台0.5
12、m。为了防止险情进行一步发展，在3处冒沙的沙卵石平台上，用编织袋装沙卵石作围井，内铺彩条塑料布，将彩条布与原平台接触的涌点处剪一小孔口，使其透水。采用围井、沙石堆、蓄水反压综合措施，防止涌沙。,翻沙鼓水处治实例,第三章 管涌抢险,管涌是指水在堤坝内或堤基层渗透流动已带出大量土颗粒，从堤坝迎水面至背水坡脚或保护带已形成流水通道，水流继续带出大量土颗粒，孔道在迅速扩大。这种管涌出口在堤坡，则有水束射出，流量有0.011.0/s；发生在堤内脚保护带，则如泉水上涌，口径有12m，涌水柱高0.31m，甚至更高。这种险情发展过程为几小时至十几小时，如不紧急抢治，很快就造成决堤垮坝。洞庭湖区1954年以后的
13、20多次万亩以上堤垸的溃决80%是管涌所至。管涌有的发生在堤身、堤脚，也有离堤内脚几十米或上百米的垸内，所以，当堤坝的险情达到管涌阶段，抢护的速度就是关键。,图3-1 管渗图,一、管涌原因,管涌的原因是在外河高洪水位或水库高水位的水头作用下，堤坝内的细颗粒被堤坝体内流水带至出口流失，随着流失土粒逐渐增多，流速增大，较粗颗粒也逐渐流失，便会贯穿成连续通道形成管涌。防护方面的原因多由于对渗透和冒沙发现迟，或者是错误的抢险方法，延误时间，没有及时制止土颗粒带出。根据洞庭湖区群众的防汛经验，在防汛巡查时，要特别注意堤背水坡和堤脚是否出现浑水沙眼。因为管涌前兆是出浑水，故应特别注意冒浑水沙眼。翻沙鼓水和
14、管涌现象都是鼓水涌沙，一般也将翻沙鼓水称为管涌，但鼓水翻沙尚未破坏堤身结构，管涌则是已带出堤身颗粒，形成过水通道，成为溃垸性险情，处理尤为急迫。故本书对管涌特作论述。,为了区别翻沙鼓水和管涌，作如下论述：从产生的动力来说，翻沙鼓水动力是渗透水头，管涌动力是上下游(垸内外)水位差；从水的来源来说，翻沙鼓水的补给水源是“海底浸”，管涌补给水来源于外河或库内；翻沙彭水带出的沙来自出口附近，管涌带出的沙来源较远，来自堤身或堤基。,二、抢险原则,管涌抢护的原则是“先抛石筑围消刹水势，再做滤体导水抑沙”，因管涌已快速破坏堤身，因此必须急抛石(块石、混合粗卵石)以杀水势，速堆反滤体阻土粒出。,三、抢护方法,
15、抢护方法与治渗水和鼓水翻沙原理相同，做法相似，具体为以下几种。1、混合沙卵石反滤堆。对严重的管涌先抛砖、渣、块石等填塞，杀住急流和水柱，同时速运混合沙卵石，堆筑反滤体。堆体的范围为管涌口径的十倍左右，直径几米至十几米，堆体厚度(高度)一般几米，以制住土颗粒大量涌出为宜。用沙石堆反压治管涌不能像盖瓶口那样一下塞死，施工既要快速，又要逐步进行，抛块石以杀高水势，堆卵石、粗沙以缓流速，压细沙以止土出。一次堵得过死，往往容易改换出口。,图3-2 透水压渗台抢护管涌示意图,2、月堤蓄水反压。在堤坝出险外围抢筑月堤，拦蓄涌水，抬高水位，用水反压制止沙出。实际实施过程往往是筑反滤堆和蓄水反压相结合。3、临水
16、面截流。若管涌是堤身孔洞所至，可以在临水坡用防水土工织布复盖，上面再加土袋压盖。,四、实例,长沙捞刀河垸管涌抢险,1998年，长沙市捞刀河垸堤发生管涌，离堤内脚25米水池中冒出高1.5米，直径2米的水柱，很可能导致溃垸。出现管涌原因是外河水位超历史最高水位，内池水位比历年汛期水位低。先按处理翻沙鼓水办法抢险12个小时，水势越来越大，当时有人主张先做围井，有人主张先铺塑料布，意见不一，难于决策，管涌出流水量已达1立米/秒，十万火急，筑围井已来不及，铺塑料布也不适宜。后决定用沙卵石直接倾抛水柱体，沙石反滤体直径4米，堆高2米，堆出水面0.5米。曾出现戏剧性过程，堆体压服水柱之后，渗出水流含沙减少，
17、但涌出水流仍比较大，有人建议沙卵石堆上加铺细沙，厚0.2米，渗出水流显著减少，约15分钟后，在旁边10米处冒出一个新的管涌，当时人们意见纷纷，指挥人员决定还是用沙卵石铺压，同时揭开原水柱压渗堆表层细沙，使其出水量加大，抬高反压池水位。经3个小时的努力，完全制服管涌，保证了堤垸安全。,管涌抢险实例,图3-3 堤基管涌断面图,第四章 裂 缝一、险情,裂缝是滑坡的先兆。堤坝水位低或水位快速下降时，迎水坡容易产生裂缝；高洪水位时，背水坡容易产生裂缝。堤坝裂缝按其出现部位可分为表面裂缝、内部裂缝；按其走向可分为横向裂缝、纵向裂缝、龟纹裂缝。有些裂缝可能发展为渗透变形，有些可能发展成为滑坡，因此应善于识别
18、裂缝的性质，判明其发生原因，分而治之。,图4-1 裂缝图,二、原因分析,1、堤外坡较陡，外河水低时，暴雨渗入堤身，外坡下沉，引起裂缝。2、高水位渗流作用下，背水坡由于抗剪强度降低，引起滑坡裂缝，特别是背水有塘坑、堤脚软弱时，更容易发生。3、临水坡脚被冲刷淘空或水位骤降时，引起临水坡半月形滑动裂缝。,三、抢护原则,处理裂缝要先判明成因，属于滑动性或坍塌性裂缝，应先从处理滑坡和坍塌着手，否则达不到预期效果。如仅系表面裂缝，应堵塞缝口，以免雨水进入。横向裂缝是最危险的裂缝。如已横贯堤坝，水流易于穿越、冲刷扩宽，甚至形成决口，如部分横穿，也因缩短了浸径，浸润线抬高，使渗水加重，造成堤坝破坏。因此，对于
19、横向裂缝，不论是否贯穿，均应迅速处理。,四、抢护方法,1、灌堵裂缝2、开挖回填3、横墙隔断,图4-2 裂缝处理图,五、裂缝处理实例,(一)湘潭市下摄司垸湘钢水泵房堤段堤顶裂缝处理,1、险情 1994年6月18日湘潭市洪峰水位(41.95m)超历史最高水位0.74m，湘钢水泵房堤段堤顶纵向裂缝长135m、堤面宽6m，裂缝距内肩2m，缝宽0.11cm，可见裂缝深13m。2、裂缝原因 堤背水坡脚有塘，地势低洼，堤身高度68m，外河水位高，堤身浸润线升高。堤背水坡浸湿下沉，产生滑坡。3、裂缝处理技术 填凼固基，堤脚填筑平台，高13m、宽15m；填缝灭缝。4、效益 稳定堤脚，防止内坡滑动，避免溃垸，保护
20、湘钢公司安全。处理后堤身稳定。,(二)湖南屈原农场八里堤裂缝处理,1、险情 屈原农场八里堤段，1994年3月15日降暴雨，24小时降雨量113mm，堤顶外肩出现裂缝，裂缝长5001000m，缝宽510mm，堤外坡面有鼓肚下陷现象，将发展成外滑坡。2、原因 堤外脚为汨罗江入里江河道弯道凹岸，堤身高达10m；外坡较陡1：21：2.5；1993年冬培修外坡，新老土结合不严实，雨水浸入新老土结合面。3、处理技术 抛石稳脚；翻缝填缝；堤面盖塑料膜，防止雨水灌入。4、效益 制止裂缝扩大延伸，避免滑坡发生，保护屈原农场安全。,(三)人民垸八字哨堤段裂缝处理,1、险情 1998年7月高洪水位时，益阳市人民垸八
21、字哨堤段，堤顶面靠外肩发生裂缝，缝长300m、宽19mm，若裂缝发展，产生外滑坡，此堤外为深潭，堤高达18m，堤背水坡脚为水凼地势低洼。若产生滑崩，很可能溃垸。2、原因 堤外脚当冲，水流冲刷力强，冲刷时间长；雨水从堤面浸入；高洪水位时间长、堤身渗入水量多，加大外挫力。3、处理技术 翻缝填缝，防止雨水入缝，并留2米长的缝不翻筑，在缝口轻用黄粘泥浆糊平，以观测裂缝发展，若无裂开，说明堤无继续动；若裂缝扩宽，说明堤外坡继续下动，加快护脚；用塑料薄膜覆盖，防雨水；外脚急抛块石5000m3，护脚保堤。,裂缝处理,第五节 滑坡处理一、险情,背水坡滑动是堤坝背水坡边坡失稳下滑造成的险情，开始时在堤坝顶部或边
22、坡上发生裂缝，随着裂缝的发展即形成滑坡，一般滑坡分圆弧滑动和局部挫落两种。,二、原因分析,迎水面高水位持续时间长，在渗压水的作用下，浸润线升高，土体抗剪强度降低，在渗压力和土重增大的情况下，导致背水坡失稳而引起滑坡。或者堤坝基础松软，有易液化土层或软弱夹层，以及靠近水塘等，使堤防本身的稳定安全系数不足。或堤坝加高培厚时“贴膏药”，使填土抗剪强度不足而失稳。,图5-1 滑坡图,图5-2 滑动面计算示意图,图5-3 主滑体的简化确定,三、抢护原则,背水坡滑坡抢护的重点是保护未滑动部分堤身不继续崩坍。因此，抢护的原则一方面是导渗还坡，恢复边坡稳定。另一方面在临水面同时采取帮戗措施，以减少渗流，进一步
23、稳定堤身；如堤坝单薄、质量差，为补救削坡后造成的削弱，应采取加筑后戗的措施，予以加固；如基础不好，或靠近背水坡脚有水塘，在采取固基或填塘措施后，再行还坡。,四、抢护方法,1、滤水土撑法2、滤水后戗法3、滤水还坡法4、前戗截渗法5、护脚阻滑法,图5-4 滤水土撑示意图,图5-5 沙土还坡示意图,图5-6 导渗沟滤水还坡示意图,1988年秋汛，湖南桃江县城关垸大堤内滑坡，滑坡长45m，堤顶滑崩三分之二，滑坡体下挫2m，残留堤身有成管状漏水，当时向上汇报堤垸已溃。现场抢险人员急中生智，用当地木材、芦苇在滑坡体上叠起一个透水平台，木芦混合体既透水又轻便，有效地阻止堤坡继续崩坡，结果保住了大堤，使一个已
24、宣布溃决的堤垸转危为安。,五、滑坡抢险实例,(一)桃江城关垸内滑坡,图5-7 梢土还坡示意图（单位：m）,(二)四清水库大坝外坡滑坡抢险方案,湖南郴州四清水库始建于1965年，水库总库容2220万m3，正常库容1758万m3。水库集雨面积9.8km2，外引水面积21.3km2。水库大坝为均质土坝，坝高34m，坝顶轴长305m，坝顶宽5m。坝顶高程299m，正常蓄水位295.3m。2002年8月5日至8日，降雨212mm，在8日上午8时，水库水位达291.6m，相应库容1178万m3，大坝背水坡出现大面积滑坡，从坝顶外肩至坝脚，从左坝端至右坝端，全坡面滑动，坝外肩下挫25m，滑裂面约6000 m
25、2，滑动深度约5m。经查明情况后认定：滑坡主要由强降雨造成。根据大坝滑坡的实际状况，采取以下抢险方案。,1、切断外引入库水，并把输水涵管放到最大泄流量(4m3/s)，尽量降低库水位。2、坝面彩条布覆盖，防止雨水渗进坝体。采用彩条纤维布覆盖整个坝外坡面，需用彩条纤维布13000m2。3、砌堆石压脚阻滑，防止坝坡继续下滑。在272.0m高程导滤体平台坝坡脚处用块石堆石体压脚，堆石体宽4m，高2.55m，长约150m。共用块石3000m2。由于坝脚原堆石滤体稳定，抢险时以此堆石体为平台(宽3m)，向上堆砌块石压脚阻滑，基本阻止滑体向下推移，堆石阻滑结合开沟排水固结，效果很好，防止了坝坡继续下滑。,4
26、、开沟排水。在坝面中部278.0m戗台以上每隔6至8m开浅沟一条，长14m，宽0.6m，深0.8m，共22条，沟内回填沙卵石。在坝脚272.0m导滤体平台向278.0m戗台开深沟，进深大于2m，沟宽1.0m，沟距5至10m，对准坝坡渗透水较大的地方开挖，开挖时采用竹架板护边坡，沟内回填沙卵石。在坝外坡其他渗透水较多部位开小沟排水。共约用沙卵石360m3。以上措施防止了垮坝事故。,图5-8 滤水固脚土撑法示意图,第六章 漏 洞 一、险情,在汛期或高水位情况下，堤坝涵闸穿孔或沿管壁附近出现贯通堤坝的流水孔洞，称为漏洞。,二、原因分析,出现漏洞的原因很多，主要是堤坝内有隐患所形成。例如，堤内埋有阴沟
27、、暗涵、屋基、棺木、蚁穴、兽洞等；或者涵洞周围填土不实，高水位在外水作用下，渗水冲动带走泥土，就形成了漏洞。或者闸门穿孔。,三、抢护原则,漏洞抢护的原则是：“前堵后导，临背并举”，强调要抢早抢小，一气呵成。在抢护时应首先在临水找到漏洞进水口，及时堵塞，截断水源；同时在背水漏洞出水口采取滤水的措施，制止土壤流失，防止险情扩大。切忌在背水用不透水料物强塞硬堵。,四、抢护方法,1、临水截堵：塞堵法；盖堵法。2、背水导滤：反滤围井；土工织物反滤导渗体。3、抽槽截洞：抽槽截洞，是处理穿透堤坝漏洞的措施之一。浑水漏洞经过内围反滤处理后，可以考虑在堤坝顶槽截断漏洞，挖深以不超过两米为宜。,五、堵洞实例,(一
28、)湖南汉寿县沅南垸郭金口涵洞漏水处险,1、险情1999年7月汉寿县沅南垸撇洪河堤上的郭金口闸漏水，漏水0.10.3m3/s，并带浑沙，但漏水2天尚未扩大。2、原因分析认为属涵洞进水段穿孔漏水，不是闸门破烂，也不是堤身管涌，并用何继善院士流场法探测仪检查发现涵洞进口左侧有数个隐阴点，证实为前口段涵洞壁破烂。3、处理措施迎水坡脚、涵洞进口附近抛沙石带和土料袋，紧急抛沉2000多吨沙石袋，不见漏水量减小，后采取抛散沙和土料，并用挖泥船从外河挖泥对着涵洞进口处吹填，吹填2天，涵洞漏水堵闭。,(二)湖南涔澹农场用钢芯棉球堵塞穿孔涵洞,1983年，涔澹农场某涵洞穿孔。闸涵尺寸2.52.5m，1982年加修
29、白泥湖隔堤时被废除，闸首和涵身埋在堤内，仅用粘土堵塞。1983年汛期高水位时，涵洞被管涌冲穿，10余立方米/秒的水涌进涔澹农场，水跃射出10多m远，险情紧急。曾用钢架棱角体沉堵，未堵中洞口，后改用直径为2.5m的钢芯棉球，并在球下吊1个小球由漏洞吸力导引，堵洞成功。此法为：先在穿洞的水面上用两条机帆船(1520吨)绑扎成操作台，将球的钢芯架(用角钢焊接成)吊于船台三角架上，钢芯架包35层棉絮，用小钢筋扎紧。再用油布包6个装土麻袋(约800斤)系于大球下，两球联系绳用6号钢筋，绳长根据水深而定，使小球吊沉时能落于洞口吸引力范围内。抛沉时先将小球投入水中，紧接着解开吊大球的系绳，使大球落浮在水面上
30、。瞬间，小球流进洞口吸引力圈，两球系绳拉紧，大球迅速下沉，不到5分钟，大球沉于水下，对中洞口，顿时，洞出口水跃平息，再迅速投入装土麻袋和棉絮，出流逐渐减小，但还有原来三分之一的出水，又用一块45米的帆布，固定四角展开置于水面，上加20多个土袋，同时松开四角沉于水下，帆布又覆盖在洞口上，出流几乎完全平息，继续加堆土袋，洞口完全堵死，整个抛沉堵口仅用30分钟。第二天，进入洞中观察，洞首仅有微小渗水。,图6-1 导引式堵洞示意图,第七章 跌窝处理 一、险情,跌窝又称陷坑，一般在汛期或暴雨后堤坝突然发生局部塌陷而形成。这种险情既破坏堤坝的完整性，又常缩短渗径，有时伴随涌水、管涌或漏洞同时发生，严重时有
31、导致堤坝突然失事的危险。,二、原因分析,堤坝内有鼠、蚁、防空洞等洞穴，堤坝两端山坡接头，两工段接头填土不实等人为洞隙。或堤坝内部涵管断裂，经渗透水土流失而形成跌窝。,三、抢护原则,根据险情出现部位，采取不同措施，以“抓紧翻筑抢护，防止险情扩大”为原则，如跌窝处伴有渗水、管涌、漏洞等险情，采用填筑反滤导渗材料的办法处理。,四、抢护方法,1、翻筑回填；2、外帮封堵；3、填筑滤料。,五、实例,(一)湖南常德市民主阳城垸蒿子港闸顶跌窝处理,1、险情 蒿子港进水闸(宽4m高4m)，长50米，1972年建，1998年3月暴雨，涵身上堤顶塌陷，陷洞直径2m、深2.3m。2、原因 进水闸涵身周围和堤身回填土方
32、夯压不实，经渗漏沉落，堤防顶面塌陷。3、抢险方法 因陷洞在洪水位以上，采取翻修填筑压实。,(二)湖南益阳人民垸小河咀电排站堤顶塌陷处理,1、险情 1999年7月，高洪水位时期，小河咀老电排站出水管上塌陷，陷洞直径1.5m、陷深1.6m。2、原因 出水管周边填土因渗漏流失，形成涵身上空洞而塌陷。3、抢险方法 翻筑回填压实。,图7-1 翻筑回填跌窝,第八章 漫 溢一、险情,洪水位持续上涨并逼近堤坝顶面高程，如不及时迅速加高抢护，水流即漫顶而过。1998年洞庭湖区有2000多km洪峰水位超过堤顶高程。,二、原因分析,造成堤坝漫溢的原因是：上游发生超标准洪水，洪水位超过堤坝的设计防御标准；堤防上的交通
33、码头因车辆碾压沉落；河道内存在有阻水障碍物，缩小了河道的泄洪能力，抬高了水位，使水位壅高而超过堤顶；风浪以及地震、风暴潮等壅高了水位。,图8-1 漫溢图,三、抢护原则,及时、果断，不能延误时机；就地取材抢修子堤；或者扩大溢泄，迅速降低水位。,四、抢护方法,堤防防漫溢的方法，不外泄、蓄、挡三个方面。蓄是利用上游水库进行调度调蓄；泄是采取临时性分洪、滞洪和行洪措施；挡则是采取以修子堤为主的工程措施，提高堤防高程。本节介绍汛期抢修子堤(埝)提高防洪能力的工程措施。其子堤种类有：1、纯土子堤(埝)；2、土袋子堤(埝)；3、桩柳(木板)子堤(埝)；4、沙卵石袋子堤。,图8-2 土袋子堤（单位：m）,五、
34、筑子堤实例,华容县长江干堤洪山头堤段子堤,1、险情 1998年8月长江发生大洪水，华容县长江干堤黄山头堤段洪峰水位达38.32m，比历史最高水位(36.67m)抬高1.65m、4km堤洪水超堤顶0.51.6m。2、原因 江湖水情变化，洪水位抬高。,修筑沙卵石子堤，编织袋装沙卵石(卵石为主)，先在堤外肩砌一排沙卵石袋，高1.01.5m，再距0.2m筑二排沙卵石袋同样高0.51.0m，中间填粘土筑紧夯实，第一期4km全部完成，后因水再抬高，且有风浪，分别又加高0.51.0m。子堤高达12.5m、底宽13.0m，顶宽1.0m，背水坡码成阶梯形，在迎水面还用土工膜包裹，增强防渗效果，子堤内坡脚开小沟，
35、将少量渗水集中，用薄膜导去，防止浸入堤内坡。该子堤最大挡水高1.6m，挡水时间23天，安全无恙。1996年汛期洞庭湖区始用编织袋(普通袋)装混合沙卵石砌筑子堤，装7成满封口，将沙石袋叠加起来(横向叠)，一般双排沙石袋可叠56层(墙高12m)，两排之间填0.10.2m防渗粘土，也可以在沙卵袋叠墙外包土工膜。编织袋装沙卵石比土袋好，体积壮实，由于袋内卵石凸出，上下袋卵石插入卵石之间隙，袋与袋之间互为卡，摩擦系数大，稳定，单排叠墙2m高，不滑动，可挡水1.52m。砂石袋是修子堤挡漫溢的先进技术。洞庭湖区普遍用沙卵石袋修子堤，几乎代替了土子堤方法。,3、抢险方法,图8-3 砂卵石袋子堤示意图,第九章
36、崩岸抢险一、发生崩岸险情的原因,堤防无外滩，河泓紧逼，汛期大溜直冲堤身，在弯道凹岸更受环流淘刷影响，都会导致堤防失隐而崩塌。水库紧急泄水，洪峰过后河道中水位急骤降落，堤坝渗水外排不及时形成反向渗压，加之土体饱和后抗剪强度降低等影响，促使堤坝岸坡沿圆弧面滑进塌，防汛中常将此险情称为“落水险”。,二、崩塌险情的抢护原则,崩塌险情抢护原则是：抛石护脚，增强堤坝的稳定性。,三、抢护方法有以下几方面,（一）缓流消浪,1、挂柳挂枕。选拔枝繁叶茂的柳树头，根部系在堤防顶部木桩上，在树梢枝叉上捆轧石块，顺坡推入水中，也可将柳树头的根部挂上大石坡或砂石袋，用船将其由下游向上游，由深到浅依次抛沉。2、竹木排防浪。
37、风浪较大的江河湖泊及水库常将竹、木材分层叠扎成排，厚度一般为2030cm。较小的排体，可拴在堤坝面的木桩上，随水位涨落松紧绳缆，同时排下附以石块中砂石袋以稳定和调整排位。,（二）增强堤坝稳定性,护石固基。护石固基最常用的是散抛块石。运石船按险情要求定位，一般抛法是由远及近抛投，要求抛准、抛平、抛匀。抛石直径与水流缓急有关，一般为2040厘米。抛投船应在抢护点上涨1020米，使抛石随水流下移沉于抢护点。对于水深流急之处，可用铅丝笼、土工纺织袋、竹笼、柳条笼装石抛投。,（三）提高坡面抗冲能力,1、土工织物防冲。土工膜布防冲，施工快捷方便，已得到广泛使用。具体作法是：先将坡面陡坎稍加平整清理，把拼接
38、好的膜布展开铺在坡面上，膜布高出洪水位1.52.0米，四周用平头钉钉牢。平头钉由20cm见方、厚0.5cm、粗1.2cm钢筋制成。平头钉行距约1.0m，排距约2.0m。若制作平头钉有困难，可在膜布上压盖预制混凝土块或石袋。2、土袋防冲。用土工编织袋、草袋、麻袋装土、沙或碎砖石八成满后缝好袋口，放在受冲刷的坡面上，袋口向内，依次错缝叠压，直砌到超出浪高处。若堤坝临水坡过陡，可在最下一层土袋前打一排长约1.0m的木桩，以阻止土袋向下滑动。土袋抗冲能力强，施工简单迅速，因此使用甚广。,四、护岸实例,益阳市长春垸过鹿坪堤“铁三角”护岸,1、险情：1999年7月9日益阳市民主垸溃，溃口位于甘溪港河道南端
39、3km，民主垸蓄洪容量13亿m3/s，溃口第2天，平均泄流量4000 m3/s，为甘溪港河多年平均洪水流量4倍多，甘溪港河改为两端向溃口流，使甘溪港河流速从11.5 m3/s，增加到3.6 m3/s。长春垸过鹿坪堤段位于民主垸溃口对岸南，并为甘溪港河凹岸，弯道急流直冲堤外脚外坡，使过鹿坪堤外坡迅速崩坍，仅经24小时，堤身崩坍至堤顶，堤顶裂缝长达150多m，且堤背水坡脚为水塘，继续崩坍，将溃长春垸，淹没益阳市30万居民。,2、抢护措施：抢护措施：在十万火急之时，有人提出在民主垸增开新口陈皮洲堤，加大民主垸进洪量，减少甘溪港河流速；也有人提出抛石抛土堵塞甘溪港河南端，都因工程大，难于实施。省指挥部
40、派专家与当地领导技术人员研究，采用“铁菱角”(角钢框架)护岸。其原理：“铁菱角”类似船锚，有四个尖角，易插入土，稳定性好；有四个空心面，易插串联，整体性好。操作步骤：第一步用角钢焊接成四面体，6根角钢，每根长11.5m，焊成等边四面体。由工厂制作，2个小时制作300多个，用车运至工地，第二步在“铁菱角内装块石和卵石袋，每个框架内装2/3的体积约300500公斤；第三步将“铁菱角”布设在堤顶面外肩处，装好块石后，用杠杆撬落外坡脚；第四步，先抛护河弯道顶冲段(约80m)，抛施12个小时，每米抛“铁菱角”1020个，“铁菱角”抛水面，约出水面12m，堤外坡稳定，河中再无崩岸，抛筑保岸成功。,图9-1
41、 护脚防冲示意图（单位：m）,第十章 风 浪一、险情,汛期随风浪增大，堤坝边坡在风浪的连续冲击淘刷和负压抽吸作用下，易遭受破坏。轻者把临水坡冲刷成浪坎，重者造成坍塌、滑坡、漫水等险情，使堤坝遭受严重破坏，甚至有决口的危险，特别是吹程在3km以上的辽阔水面，风浪破坏尤为严重。洞庭湖风浪险情多发生在汛期高水位时，且多发生在夜晚和凌晨，防汛人员十分艰苦。1952年南洞庭湖大风将湖水吹过堤顶漫溢造成溃垸。,二、原因分析,风浪引起的堤坝破坏有三种形式：一是浪峰直接冲击堤坝，或波谷到达时，形成负压抽吸作用，折走护坡砼块，侵刨堤身，形成浪窝陡坎；二是壅高了水位，引起水流漫顶；三是增加了水面以上堤坝的饱和范围
42、，减小土壤的抗剪强度，造成崩塌破坏。,图10-1 风浪图,三、抢护原则,按削减风浪冲击力和加强堤坝边坡抗冲能力的原则进行抢护。一般是利用漂浮物来削减风浪冲击力，或在堤坝坡受冲刷的范围内做防浪护坡工程，以加强堤坝的抗冲能力。,四、抢护方法,1、挂柳防浪；2、挂枕防浪；3、木排防浪；4、大型编织袋防浪；5、土工膜袋防浪。,图10-2 挂柳防浪示意图,图10-3 木排防浪示意图,图10-4 土工膜防浪示意图,图10-5 挂枕防浪示意图,五、防浪实例,(一)洞庭湖区沅澧大圈三溃口堤段风浪抢险,1、基本情况 三溃口堤段位于目平湖西线，全长4103m，堤顶平均高程为40.20m。目平湖湖面开阔，风浪较大，
43、而堤身土体含沙量较重，防风浪能力相对较弱。1998年7月3日夜，目平湖水位猛涨，三溃口堤段水位达到危险水位。7月4日凌晨1时左右，湖面南风突然加大到6级，卷起水浪1m多高。巡堤人发现临水坡出现近2m深的浪击空洞16处，近1m深的空洞34处，小空洞若干处，整个堤段草皮被破坏，背水坡开始出现渗漏现象，险情在不断加剧。,2、抢险措施(1)用编织袋装土在临水坡堆码消浪，填洞抗冲。(2)扎滚龙挡浪。滚龙可以随水位升降浮沉而防风杀浪。(3)铺彩条布防渗、防浪。,(二)洞庭湖区大通湖垸农场沙堤拐堤段风浪抢险,1、基本情况 大通湖农场沙堤拐堤段，位于东洞庭湖西岸。因其堤线走向拐向湖中，特别当风浪冲击。1998
44、年7月25日下午3时20分，骤然刮起了67级东北风。狂风掀起巨浪，直扑大堤外坡，溅起4米多高的浪花，不到30分钟，外护坡砼板接二连三地被掀起、卷走、击毁；堤外坡沙质土被洗刷带走，堤顶防浪墙基础被沟空，在大浪冲击下，轰然坍塌。急浪立刻从防浪墙坍塌处的缺口窜过堤顶，大堤岌岌可危。,2、抢险措施及抢险过程 在农场防指的指挥下，当即紧急调集3500人的抢险突击队和300台车辆投入抢险。突击队员迎浪扑入水中，手拉手，肩并肩，形成人墙挡浪。成百上千的砂卵石袋如雨点般抛向外坡。然而一阵阵风浪袭来，将人墙冲散，百多斤的砂石袋被浪卷走。在这千钧一发之际，农场防指决定，采用麻袋装砂石垫底，加大抛投体强度。迅速将零
45、散砂石袋垒集成堆，高出水面，且把一堆堆砂石袋连接起来，形成一道新的“防浪墙”。经过十几个小时的奋力拼搏，至7月26日凌晨2时35分，全线长2500m的沙堤拐大堤外坡防浪墙一堆堆砂石袋反撑住。,图10-6 挂枕防浪示意图,风浪抢险,第十一章 汛期堵口复堤技术,堤防一旦决口，给人民生命财产造成巨大损失。汛期大江大河流量很大，且洪峰历时较长，堵口难度大，从前一般在汛末再堵口复堤；但溃淹对社会经济发展影响太大，为了尽快恢复生活、生产，维护社会稳定，近年来在作好充分准备的条件下，在汛期着手堵口复堤，且不乏取得成功的实例。1998年7月27日安乡县安造垸溃口，威胁着包括县城18万垸民生命财产安全。经紧急堵
46、口，化险为夷。,图11-1,图11-1,一、湖南安乡县安造垸堵口,1998年7月，湖南省澧水流域暴发特大洪水，使位于澧水尾闾的安乡县安造垸的外河水位达40.80m，超历史最高水位(39.72m)1.02m，7月23日安乡县城关镇(安乡棉纺厂内)大堤溃口。溃口宽达79.5m，最大流量达1400m3/s，直接威胁安乡城关镇及安造垸18万人和35万亩耕地的安全。在这紧急关头，7月25日12时，省委、省政府果断决定，调2500名解放军官兵和16000劳力抢修隔堤和堵口。,1、堵口抢险技术措施,(1)抢修垸内隔堤，减少垸内外水位差。先在内溃口处设障阻流，抬高水位，将外溃口流速从68m/s减少到34m/s
47、。第二步用编织袋装土垒砌书院洲哑河县城段隔堤，为堵口保卫县城赢得时间。7月26日至29日20km隔堤抢修达41m高程，高于外河洪水位。(2)钢排架填石锁口。7月27日至31日，在溃口两端插钢管排架锁口，排架共4排，行距1.5m，排距0.51m，水面以上用钢管连接成框架，再充填袋装的石料和卵石。排架从两端向中间推进，开始进展较快，当龙口宽从79.5m锁至宽43m时。当龙口水深812m，钢管短，排架悬空太高，钢管无法落地，于是停止排架施工。完成裹头任务，溃口缩窄34%。,图11-2 钢木排架裹头图,(3)8月1日起抛投“铁菱角”垫底。钢排架无法前进时，用常规办法堵口难度很大，当时外河水位39.5m
48、，溃口处外河为深泓，河底高程为2021m，溃口处垸内地面高程34m，冲槽底部为28m，溃口门坎水深512m。垸内水位38m左右，外内水位差1.52m，水跃长达25m，实测最大流速3.6m/s。如此大流速、大流量、深水坑条件下堵口，国内外尚无实例。对安造垸堵口是否成功当时许多人心存疑虑。抢险专家们凭借与洞庭湖洪水多年搏斗的经验，提出以柔克刚的办法，用“铁菱角”将急流分割，逐步缩窄口槽，再用砂石袋和块石填堵。8月1日8日，龙口底部平抛“铁菱角”，防止水流淘刷龙口底床，并将龙口底床垫高6m，口门从43.5m缩窄至31m，进口流量减少到450m3/s，给合龙打下了坚实的基础。,图11-3 铁菱角垫底图
49、,(4)浮吊抛投合龙。由于口门缩小，中心流速达4m/s，“铁菱角”铁笼体积重量加大，人工抛投困难。8月8日，总指挥部从湖南省路桥公司调来浮吊船，采用浮吊将大“铁菱角”投放到龙口进口的中间，龙口合龙时，特制作了几个大型钢框(3m3m3m)，以保证合龙成功。浮吊投放“铁菱角”10h，龙口中心“铁菱角”露出水面，此时两岸也加快抛投“铁菱角”的速度。8月11日4时18时合龙成功。合龙时外河水位38.7m，落差1.76m。,(5)防止渗漏和吹填复堤。堵口合龙后，由于龙口都是投放的钢架和石料，是一个不密实的堆石体，漏水量较大，约5 m3/s，采用上游面抛投袋土石，覆盖彩条布，再用袋土填压，漏水量减少到1
50、m3/s。堵口安全合龙后，立即用3800型大挖泥船吹填堵口内脚深坑，吹填至39.5m高程，使堵口滴水不漏。从7月28日至8月11日，经过2500多军民奋战15天堵口成功，耗用石料4.33万m3，钢材400t，编织袋、麻袋1500万条，彩条布1.2万m2，薄膜9.52t，耗费1000万元左右。,2、“铁菱角”的设计和制作,“铁菱角”四面均为等边三角形，即正三菱雉，四端有尖锐的角，其稳定性优于正六棱锥等多面体。“铁菱角”周边由6根角钢焊接而成，内腔为空心(内装块石)，比实体混凝土四面体轻，体积大(同质量相比)，减少用料，施工速度快。每立方米质量约1t(包括内填石)，比混凝土四面体减少1/3，框内孔
