浅议水利渠道工程中常见问题的防治与处理

摘要： 根据本人工作实践并参阅有关资料，对水利工程中存在的管涌、滑坡、外来水冲堤等问题的分析与防治处理办法。

关键词：渠道 管涌防治 滑坡防治

一、管涌现象

（一）、管涌现象是指在汛期高水位情况下，水流从河岸沿着堤基土壤空隙流向下游（即渗流），因其受到周壁的限制，有点类似管道的水流，特别是渗水流经强透水层，经地下流入堤内后，仍有很大压力，如冲破了粘性土复盖层，将下面的粉砂、细砂带出来（坝身或坝基内的土壤颗粒被渗流带走的现象）发生冒水涌砂现象，即称管涌，也叫翻砂鼓水。管涌险情的发展，以“流土”最为迅速。

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，就会导致堤（闸）身、建筑物塌陷骤然下挫，造成决堤、垮坝、倒闸等事故.因此，管涌是一种严重的险情，一旦发现必须立即处理。

（二）、管涌现象发生的原因：

（1）堤坝、水闸地基土壤级配缺少某些中间粒径的非粘性土壤，在上游水位升高，出逸点渗透坡降大于土壤允许值时，地基土体中较细土粒被渗流推动带走形成管涌.

（2）基础土层中含有强透水层，上面覆盖的土层压重不够.

（3）工程防渗或排水（渗）设施效能低或损坏失效.

（三）、管涌的抢护方法：临截背导，导压兼施，降低渗压，防止渗流带出泥沙。

（1）反滤围井.在冒水孔周围垒土袋，筑成反滤井.井壁底与地面紧密接触.井内按三层反滤要求铺垫沙石或柴草滤料.在井口安设排水管，将渗出的清水引走，以防溢流冲塌井壁.如遇涌水势猛量大粗沙压不住，可先填碎石、块石消杀水势，再按反滤要求铺填滤料，注意观察防守，填料下沉，则继续加填，直到稳定为止.此法适应于地基土质较好，管涌集中出现，险情较严重情况.

（2）养水盆：在管涌周围用土袋垒成围井，井中不填反滤料，井壁须防漏水，如险情面积较大.险口附近地基良好时，可筑成土堤，形成一个蓄水池（即养水盆），不使渗水流走，蓄水抬高井（池）内水位，以减小肩背水位差，制止险情发展.此法适用于肩背水位差小、高水位持续时间短的情况，也可与反滤井结合处理.

（3）滤水压浸台： 在大片管涌面上分层铺填粗沙、石屑、碎石，下细上粗，每层厚20cm左方，最后压块石或土袋。如缺乏沙石料，可用秸柳作成柴排（厚15-30cm），再压块石或土袋，袋上也可再压沙料，厚度以不使柴草压辱太紧为限。此法适用于管涌数目多， 出现范围较大的情况。如系水下发生管涌：切不可将水抽干再填料。 以免险情恶化。

流土为另一种渗透变形形式。在非粘性土中流土表现为颗粒群的同时运动，如泉眼群、沙沸、土体翻滚等最终被渗流托起；在粘性土中，表现为土块隆起，膨胀、浮动、断裂等险情。抢护方法与管涌同。

（四）、管涌现象的理论分析：管涌是在渗流过程中，土体中的化合物不断溶解、细小颗粒在大颗粒间的孔隙中移动，形成一条管状通道，最后土粒在渗流逸出处冲出的一种现象。产生管涌的条件比较复杂，从单个土粒来看，如果只计土粒的重量，则当土粒周界上水压力合力的垂直分量大于土粒的重量时，土粒即可被向上冲出。实际上管涌可能在水平方向发生，土粒之间还有摩擦力等的作用，它们很难计算确定。因此，发生管涌的临界水力梯度ic一般通过试验确定。

图1-12（a） 管涌试验装置图

图1-12（b） 管涌试验v-i关系曲线

测定管涌临界水力梯度ic的试验装置如图1-12（a）所示。抬高储水容器，水头差h增大，渗透速度随之增大。当水头差增大到一定程度后，可观察到试样中细小土粒的移动现象，此时的水力梯度即为发生管涌的临界水力梯度。在试验中可测定出不同水力梯度i下对应的渗透速度v，绘制出i-v关系曲线，如图1-12（b） 所示。从i-v关系曲线上可以发现，渗透速度随水力梯度的变化率在发生管涌前后有明显不同，在发生管涌前后分成两条直线，这两条直线的交点对应的水力梯度即为发生管涌的临界水力梯度ic 。工程中在对管涌安全性进行评价时，通常可取K=1.5～2.0。结合我们的渠道高填方和挖填结合处出现的堤外坡出现的冒水现象、填方的鼠洞要及时察看回填。

（五）、渠道填方和挖填结合处渠堤外坡出现的冒水现象处理办法：

（1）如渠道运行过程中发现时采用养水盆办法：在管涌周围用土袋垒成围井，井中不填反滤料，井壁须防漏水，如险情面积较大.险口附近地基良好时，可筑成土堤，形成一个蓄水池（即养水盆），不使渗水流走，蓄水抬高井（池）内水位，以减小临背水位差，制止险情发展.此法适用于临背水位差小、高水位持续时间短的情况，也可与反滤井结合处理.在抢护管涌的同时，应迅速抢护堤身险情。加固加高堤身，防渠道来水溢堤。

（2）渠道停水后处理办法：对发生管涌的地方进行开挖，一直开挖至坚实基础，重新回填，回填中间可加截水墙，用3∶7灰土（厚度30～50cm）随填方从基础一直做至渠堤顶，渠道部分从新开挖，衬砌时铺设土工防渗层，防渗层铺设时注意与原防渗的结合。

二、渠道滑坡类型、特征及治理方法

1.类型：一是按滑坡体厚度情况可分为：浅层滑坡（小于6m）；中层滑坡（6～20m）；深层滑坡（20～50m）。二是按滑坡体受力作用情况不同可分为：牵引式滑坡、推移式滑坡。

2.特征：一是滑床倾角均在25°以上，且小于山体倾角；二是地质均破碎；三是均有不同临空面；四是受不同程度水作用；五是有不同程度的软弱结构面；六是浅层滑坡多于中、深层滑坡；七是牵引式滑坡多于推移式滑坡。

3、渠道滑坡治理方法

（1） 由地上转为地下。对规模大且深层的，从外面治理难度大的，应尽量避开滑体或转入地下，采用由明渠改为隧洞，绕过滑坡体。

（2） 防止水下渗。对滑坡体大，又是深层的，无法治理，建筑物无法避开滑坡体，就采用减少地表水及杜绝渠道水入渗，采用滑体上设排水沟，渠道水用钢管过渡。

（3）建挡墙。对小且易治理牵引式浅层滑坡情况，采取建“挡墙”，防止其下滑。

（4）削坡减载。对推移式浅层滑坡，则采取“削坡减载”的方法。

（5）保脚。牵引式浅层滑坡如果整体性好，且属弱风化，采取“保脚”的办法。

（6）抗滑桩。对于滑坡来说，除以上治理方法外，对于深层滑坡、蠕变型滑坡，可采取“打抗滑桩”的方法，效果较好。

（7）综合治理。对于一个滑坡体，尤其是大型深层滑坡体，很可能几种方法同时采用，进行综合治理。尤其是排水措施，无论何种滑坡体，都必须进行排水处理，水对滑坡体滑面有软化、加剧滑坡体发生的作用，所以大多数滑坡体都发生在雨季。

三、渠道外来水对渠堤的破坏以及防治办法

1、渠道外来水对渠道衬砌破坏的分析：

衬砌渠道的施工工艺：渠道开挖～削模找平～铺设土工布～摊铺砂浆～衬砌板安装～勾缝。在平时的工程管护中，渠道中、低部衬砌板出现凸起、暴烈甚至于滑落现象，其实最主要的原因就是，渠道外来水从渠道外侧渗入渠道中低部对渠道衬砌板形成侧压力所致。造成这一现象最主要的原因是，渠道在施工找平过程中对凹部填土不实或渠口密封不严密。另一主要原因就是在管理过程中有外来水入渠，水从渠道衬砌板下或土工布渗入对衬砌形成侧压力，对渠道造成破坏。

2、防治办法：

（1）、在渠道外来水集中入渠部位修排水沟，加以引导；

（2）、在渠道外侧修防汛埂，防止洪水入渠；

（3）、对渠道口外侧及时检查，对发现的鼠洞、地斜及时回填，以减少外来水的渗入。