接触冲刷险情发生在有穿堤建筑物的地方或土料层间系数大的堤段。由于穿堤建筑物多为刚性结构,在汛期高水位持续作用下,其与土堤的结合部位,极有可能产生位移张开,使水沿缝渗漏,形成接触冲刷险情。尤其是一些穿堤建筑物直接座落在沙基上,其接触面渗水给建筑物安全带来极大的影响。
第一节接触冲刷险情的判别
一、接触冲刷险情产生的原因
接触冲刷险情产生的原因主要有:①与穿堤建筑物接触的土体回填不密实;②建筑物与土体结合部位有生物活动;③止水齿墙(槽、环)失效;④一些老的涵箱断裂变形;⑤超设计水位的洪水作用;⑧穿堤建筑物的变形引起结合部位不密实或破坏等;⑦土堤直接修建在卵石堤基上;⑧堤基土中层间系数太大的地方,如粉沙与卵石间也易产生接触冲刷。该类险情可以结合管涌险情来考虑,这里仅讨论穿堤建筑物的接触冲刷险情。
二、接触冲刷的判别
汛期穿堤建筑物处均应有专人把守,同时新建的一些穿堤建筑物应设有安全监测点,如测压管和渗压计等。汛期只要加强观测,及时分析堤身、堤基渗压力变化,即可分析判定是否有接触冲刷险情发生。没有设置安全监测设施的穿堤建筑物,可以从以下几个方面加以分析判别:
(1)查看建筑物背水侧渠道内水位的变化,也可做一些水位标志进行观测,帮助判别是否产生接触冲刷。
(2)查看堤背水侧渠道水是否浑浊,并判定浑水是从何处流进的,仔细检查各接触带出口处是否有浑水流出。
(3)建筑物轮廓线周边与土结合部位处于水下,可能在水面产生冒泡或浑水,应仔细观察,必要时可进行人工探模。
(4)接触带位于水上部分,在结合缝处(如八字墙与土体结合缝)有水渗出,说明墙与土体间产生了接触冲刷,应及早处理。
第二节 接触冲刷险情的抢护方法
一、接触冲刷险情的抢护原则
穿堤建筑物与堤身、堤基接触带产生接触冲刷,险情发展很快,直接危及建筑物与堤防的安全,所以抢险时,应抢早抢小,一气呵成。抢护原则是在建筑物临水面进行截堵,背水面进行反滤导水,特别是基础与建筑物接触部位产生冲刷破坏时,应抬高堤内渠道水位,减小冲刷水流流速。对可能产生建筑物塌陷的,应在堤临水面修筑挡水围堰或重新筑堤等。
二、接触冲刷险情的抢护方法
抢护接触冲刷险情可以根据具体情况采用以下几种方法:
(一)临水堵截
1.抛填粘土截渗
(1)适用范围。临水不太深,风浪不大,附近有粘土料,且取土容易,运输方便。
(2)备料。由于穿堤建筑物进水口在汛期伸人江河中较远,在抛填粘土时,需要土方量大,为此,要充分备料,抢险时最好能采用机械运输,及时抢护。
(3)坡面清理。粘土抛填前,应清理建筑物两侧临水坡面,将杂草、树木等清除,以使抛填粘土能较好地与临水坡面接触,提高粘土抛填效果。
(4)抛填尺寸。沿建筑物与堤身、堤基结合部抛填,高度以超出水面1m左右为宜,顶宽2—3m。
(5)抛填顺序。一般是从建筑物两侧临水坡开始抛填,依次向建筑物进水口方向抛填,最终形成封闭的防渗粘土斜墙。
2.临水围堰
临水侧有滩地,水流流速不大,而接触冲刷险情又很严重时,可在临水侧抢筑围堰,截断进水,达到制止接触冲刷的目的。临水围堰一定要绕过建筑物顶端,将建筑物与土堤及堤基结合部位围在其中。可从建筑物两侧堤顶开始进占抢筑围堰,最后在水中合拢;也可用船连接圆型浮桥进行抛填,加大施工进度,即时抢护。
在临水截渗时,靠近建筑物侧墙和涵管附近不要用土袋抛填,以免产生集中渗漏;切忌乱抛块石或块状物,以免架空,达不到截渗目的。
(二)堤背水例导渗
1.反滤围井
当堤内渠道水不深时(小于2.5m),在接触冲刷水流出口处修筑反滤围井,将出口围住并蓄水,再按反滤层要求填充反滤料。为防止因水位抬高,引起新的险情发生,可以调整围井内水位,直至最佳状态为止,即让水排出而不带走沙土。具体方法见管涌抢护方法中的反滤围井。
2.围堰菩水反压
在建筑物出口处修筑较大的围堰,将整个穿堤建筑物的下游出口围在其中,然后蓄水反压,达到控制险情的目的。其原理和方法与抢护管涌险情的蓄水反压相同。
在堤背水侧反滤导渗时,切忌用不透水料堵塞,以免引起新的险情。在堤背水侧蓄水反压时,水位不能拾得过高,以免引起围堰倒塌或周围产生新的险情。同时,由于水位高,水压大,围堰要有足够的强度,以免造成围堰倒场而出现溃口性险情。
(三)筑堤
当穿堤建筑物已发生严重的接触冲刷险情而无有效抢护措施时,可在堤临水侧或堤背水侧筑新堤封闭,汛后作彻底处理。具体方法如下。
1.方案确定
首先应考虑抢险预案措施,根据地形、水情、人力、物力、抢护工程量及机械化作业情况,确定是筑临水围堤还是背水围堤。一般在堤背水侧抢筑新堤要容易些。
2.筑堤线路确定
根据河流流速、滩地的宽窄情况及堤内地形情况,确定筑堤线路,同时根据工程量大小,以及是否来得及抢护,确定筑堤的长短。
3.筑堤清基要求
确定筑堤方案和线路后,筑堤范围也即确定。首先应清除筑堤范围内的杂草、淤泥等,特别是新、老堤结合部位应清理彻底。否则一旦新堤挡水,造成结合部集中渗漏,将会引起新的险情发生。
4.筑堤填土要求
一般选用含沙少的壤土或粘土,严格控制填土的含水量、压实度,使填土充分夯实或压实,填筑要求可参考有关堤防填筑标准。