任务四 管涌（翻沙鼓水、泡泉）抢险

堤防挡水后，由于临水面与背水面的水位差而发生渗流，若渗流出逸点的渗透坡降大于允许坡降，则可能发生管涌或流土等渗流破坏，导致堤防溃决或建筑物沉陷、倾倒等险情。

（一）险情

当汛期高水位时，在堤防下游坡脚附近或坡脚以外（包括潭坑、池塘或稻田中），会发生翻沙鼓水现象。从工程地质特征和水力条件来看，有两种情况：一种是在一定的水力梯度的渗流作用下，土体（多半是砂砾石）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，使较粗粒径颗粒亦逐渐流失，不断发展，形成贯穿的通道，称为管涌（又称泡泉等）；另一种是黏性土或非黏性土、颗粒均匀的砂土，在一定的水力梯度的上升渗流作用下，所产生的浮托力超过覆盖的有效压力时，则渗流通道出口局部土体表面被顶破、隆起或击穿发生“沙沸”，土粒随渗水流失，局部成洞穴、坑洼，这种现象称为流土。在堤防工程险情中，把这种地基渗流破坏的管涌和流土现象统称为翻沙鼓水。

翻沙鼓水一般发生在背水坡脚或较远的坑塘洼地，多呈孔状出水口冒水冒沙。出水口孔径小的如蚁穴，大的可达几十厘米。少则出现一两个，多则出现冒孔群或称泡泉群，冒沙处形成“沙环”，又称“土沸”或“沙沸”。有时也表现为地面土皮、土块隆起（牛皮包）、膨胀、浮动和断裂等现象。如翻沙鼓水发生在坑塘，水面将出现翻沙鼓泡，水中带沙色浑。随着大河水位上升，高水位持续时间增长，挟带沙粒逐渐增多，沙粒不再沿出口停积成环，而是随渗水不断流失，相应孔口扩大。如不抢护，任其发展，就将把堤防工程地基下土层淘空，导致堤防工程骤然明陷、蛰陷、裂缝、脱坡等险情，往往造成堤防溃决。因此，如有管涌发生，不论距大堤远近，不论是流土还是潜流，均应引起足够重视，严密监视。对堤防附近的管涌应组织力量，备足料物，迅速进行抢护。牛皮包常发生在黏土与草皮固结的地表土层，它是由于渗压水尚未顶破地表而形成的。发现牛皮包亦应抓紧处理，不能忽视。

管涌是常见险情，据荆江大堤新中国成立以来14次较大洪水统计，共发生管涌险情160处，主要发生在1954年和1998年大洪水时。据长江荆江辖区堤防新中国成立以来的36年资料统计，共发生管涌险情389处，其中1983年大水发生管涌93处。黄河下游1958年洪水时发生管涌堤段4 312 m；1976年洪水不大，但发生管涌堤段长2 925 m，险情比较严重。1985年8月20日辽河支流小柳河陈家乡堤段，在背水堤脚3～7 m处发生管涌，23日翻沙管涌增加到20多处，长50多m，因抢护不及时，24日发生决口，决口从10 m很快扩展到70 m，造成严重灾害。

（二）原因分析

堤防背河出现管涌的原因，一般是堤基下有强透水砂层，或地表虽有粘性土覆盖，但由于天然或人为的因素，土层被破坏。在汛期高水位时，渗透坡降变陡，渗流的流速和压力加大。当渗透坡降大于堤基表层弱透水层的允许渗透坡降时，即发生渗透破坏，形成管涌。或者在背水坡脚以外地面，因取土、建闸、开渠、钻探、基坑开挖、挖水井、挖鱼塘及历史溃口留下冲潭等，破坏表层覆盖，在较大的水力坡降作用下冲破土层，将下面地层中的粉细砂颗粒带出而发生管涌。

（三）抢护原则

堤防发生管涌，其渗流入渗点一般在堤防临水面深水下的强透水层露头处，汛期水深流急，很难在临水面进行处理。所以险情抢护一般在背水面，其抢护应以“反滤导渗，控制涌水带沙，留有渗水出路，防止渗透破坏”为原则。对于小的、仅冒清水的管涌，可以加强观察，暂不处理；对于流出浑水的管涌，不论大小，均必须迅速抢护，决不可麻痹疏忽，贻误时机，造成溃口灾害。“牛皮包”在穿破表层后，应按管涌处理。对管涌险情抢护，临时采用修筑后戗平台等压的办法，企图用土重或提高水体来平衡渗水压力，经实践证明是行不通的。有压渗水会在薄弱之处重新发生管涌、渗水，对堤防安全极为不利，因此防汛抢险人员应特别注意。

（四）抢护方法

1、反滤围井

（1）砂石反滤围井

（2）梢料反滤固井

2、无滤减压围井（或称养水盆）

（1）无滤层围井

（2）无底滤水桶

（3）背水月堤（又称背水围堪）

3、反滤压（铺）盖：根据所用反滤材料不同 , 具体抢护方法有以下几种。

（1）砂石反滤压（铺）盖

（2）梢料反滤压（铺）盖

（3）装配式橡塑养水盆

4、透水压渗台

5、水下管涌抢护：

（1）填塘

（2）水下反滤层

（3）抬高坑塘、沟渠水位

6、“牛皮包”的处理

（五）注意事项

（1）在堤防背水坡附近抢护管涌险情时，切忌使用不透水的材料强填硬塞，以免截断排水通路，造成渗透坡降加大，使险情恶化。各种抢护方法处理后排出的清水，应引至排水沟。

（2）堤防背水坡抢筑的压渗台，不能使用黏性土料，以免造成渗水无法排出。违反“背水导渗”的原则必然会加剧险情。

（3）对无滤减压围井的采用，必须具备减压围井中所提条件，同时由于井内水位高，压力大，井壁围坎要有足够的高度和强度，以免井壁被压垮，并应严密监视围坎周围地面是否有新的管涌出现。同时，还应注意不应在险区附近挖坑取土，否则会因井大抢筑不及，或围坎倒塌，造成决堤的危险。

（4）对严重的管涌险情抢护，应以反滤围井为主，并优先选用砂石反滤围井，辅以其他措施。反滤盖层只能适用于渗水量较小、渗透流速较小的管涌，或普遍渗水的地区。

（5）用梢料或柴排上压土袋处理管涌时，必须留有排水出口，不能在中途把土袋搬走，以免渗水大量涌出而加重险情。

（6）修筑反滤导渗的材料，如细砂、粗砂、碎石的颗粒级配要合理，既要保证渗流畅通排出，又不让下层细颗粒土料被带走，同时不能被堵塞。导滤的层次及厚度要根据反滤层的设计而定。此外，反滤层的分层要严格掌握，不得混杂。