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0279水利工程2021-07-15 10:55:05
堤防是防洪保護區(qū)的最后一道屏障,一旦決口其災(zāi)害損失十分嚴重,同時堵復(fù)決口十分艱巨,因此必須加強防守,防患于未然。
(一)堤防決口分類
堤防決口根據(jù)口門過流不同可分為全河奪流和分流一股:全河壓流,即原河道基本斷流;分流一般,即原河道仍在行水。
根據(jù)成因不同有兩種情況:一是自然決口,二是人為決口。自然決口又分為漫決、潰決和沖決三種。 漫決是水流漫溢堤頂造成的決口;潰決是水流穿過堤身、堤基,因滲透破壞造成的決口;沖決則是水流或風(fēng)流淘刷堤根、堤坡,因邊坡失穩(wěn)造成的決口。
(二)堤防堵口
堤防堵口有堵水口和堵旱口之分:對于旱口,則應(yīng)結(jié)合復(fù)堤選線,及時堵復(fù);堵水口則是通過各種方法進行攔截封堵通過口門的水流,使水流完全回歸原河道。這里所討論的堵復(fù)是指堵水口。
在庫區(qū)臨背差很大的“懸河”堤段,當(dāng)決口發(fā)生在汛期前高水位期,其堵復(fù)難度很大。對于下列情況應(yīng)爭取盡早堵復(fù);(1)決口時間不長,水深較淺,流速不大;(2)背河受淹范圍大,堵后能獲得較大的保護效果;(3)人員、工具、物料充分,堵復(fù)困難不大;(4)受淹區(qū)有重要工礦、企業(yè)、城鎮(zhèn)、交通設(shè)施;(5)根據(jù)水情預(yù)報,后續(xù)洪水有顯著增大,可能造成嚴重后果。
堵復(fù)決口一般可分為:堵復(fù)前準(zhǔn)備階段;進堵、合龍階段;閉氣階段;復(fù)堤階段。
1、修復(fù)前準(zhǔn)備階段
(1)裹頭
為防止水位繼續(xù)沖刷擴大口門,對口門兩端的堤頭,及時采取保護措施。若在汛初決口或決口只分流小部分水流,或流量正在加大時,可迅速對原堤頭搶做裹頭;如在汛未決口或以后口門過流增大的機遇不多時,為防止口門過分沖深,可不必強求就地做裹頭,等堤頭不大量坍塌時,再進行保護。若考慮流量可能加大或堤防本身已出現(xiàn)嚴重裂縫,可做截頭裹:做算口門可能達到的寬度,人口門后退適當(dāng)距離,挖斷堤身,在新的堤頭上預(yù)算裹頭。
裹頭是進堵口門的基地,必須身邊筑牢固,因時、因地制宜,要為進堵創(chuàng)造一定的條件,同時在迎水和背水部位要適當(dāng)增加長度,并要備足搶護料物,在口門發(fā)生沖刷坍塌等險情時進行搶護。一般水淺流緩、土質(zhì)較好的地帶,可在堤頭周圍打樁,樁后填散柳或柴料,或拋投散石裹護;水深流急、土質(zhì)較差地帶,可用柳石枕、柳淤枕進行廂護。
(2)口門水文觀測和河勢勘查
①定期施測口門寬度、水位、水深、流速和流量等,繪制口門縱模斷面圖。②定期施測口門及其附近水下地形,并勘探土質(zhì)情況。③定期作口門處的中、短期水位、流量等水文預(yù)報。④定期勘查口門上下游河勢變化情況,分析口門水流發(fā)展趨勢。
(3)制訂堵口設(shè)計方案
根據(jù)口門水文、水下地形、地質(zhì)及河勢變化、籌集料物能力等資料,分析、研究確定堵口時間,確定堵口方案,作出堵口設(shè)計。
(4)做好施工準(zhǔn)備
①建立有力、高效、統(tǒng)一的指揮機構(gòu),指揮成員分工明確,落實責(zé)權(quán),各司其責(zé)。②布置堵口施工場地,并作出具體實施計劃。③籌備堵口料物,并隨時根據(jù)情況變化及時調(diào)整備料數(shù)量。④組織搶險隊伍,做好生活安排,進行必要的動員和技術(shù)、安全要求交底工作。⑤準(zhǔn)備施工機械、設(shè)備及所用工具等。
2、進堵、合龍階段
堵口必須制定合理方案,做好充分的人力、物力準(zhǔn)備,才能進行搶堵,爭取一次堵復(fù)成功,防止堵而復(fù)決。
(1)堵口布置
①選擇堵口時間。一般在搶險隊伍到位、所需料物備齊后,即可進行搶堵;萬一條件限制,不能當(dāng)即堵口合龍,應(yīng)考慮安排在洪水降低到下次洪水到來前或汛末枯水期堵復(fù)。
②口門堵復(fù)先后次序。河堤多處決口時,先堵旱口,然后堵水口。
③選擇堵口壩軸線。宜根據(jù)口門條件、堵口方式、易于施工、斷流迅速、參就地取村、不危及對岸堤防安全等原則慎重選定壩軸線,一般有三種形式:一是就堤堵口,即按原堤線堵復(fù);二是外堵,即壩軸線向臨河測凸出前進,堵后成為臨河月堤;三是內(nèi)堵,即壩軸線向背河凹入,堵后成為背河月河。對于決口分流的口門,壩基線宜選在兩河分岔附近;若是全河奪流,必須開挖引河,選定引河進口后再選定壩基線;若就原堤堤堵,壩基線應(yīng)選在口門跌塘的上游河道;灘面較寬時,宜在灘地上另筑壩堵口。
(2)相應(yīng)措施
①筑挑水壩:為緩和口門流勢,要在口門上游筑挑水壩數(shù)道,挑流外移;也可在口門上游適宜地點,修筑樁柳壩,以緩和口門流勢,利于堵口。
②開挖引河:對分流口門一般只修壩挑流即可;對全河奪流口門,必須用引河導(dǎo)流入正河。引河一般選取在口門對岸大河被轉(zhuǎn)處。
③分水:在口門上游有水庫和可供分水的地方,要爭取“攔”、“分”一部分水流,以利于堵口。
(3)堵口進占
分立堵、平堵和混合堵??陂T較寬,淺水部分流速不大時,可直接采用水中倒土填筑;當(dāng)填土受到水流沖刷難以穩(wěn)定時,采用捆廂掃堵石、打樁進堵等。
(4)合龍
在堵口壩線上,選水深適當(dāng)、地基相對較好的地段,預(yù)留定長度,作為合龍龍口,并在這一段可根據(jù)情況選拋石或鋪土工布護底防沖,當(dāng)進堵到恰當(dāng)距離時,在此集中全力合龍。合龍是堵口中的關(guān)鍵,并系到堵口的成。必須做好充分準(zhǔn)備,一氣呵成,有可能造成前功盡棄的危險。閉氣一般有四種方法:
(1)邊壩合龍法。采用雙壩合龍時,用邊壩合龍閉氣,在正壩邊壩之間用土袋及粘土填筑土柜,邊壩之后再加后戧,阻止透水。
(2)養(yǎng)水盆法。如堵口后上游水位較高,可在壩后一定距離范圍內(nèi)修筑月堤,以蓄正壩滲出之水,壅高水位到與臨背水位大致相平時即不漏水。
(3)門簾埽法。在合龍堵口的上游,以蒲倉、麻袋、紡織土袋拋填或做一段長埽撐護口門,使其閉氣。
(4)臨河修月堤法。堵合后,如透水不嚴重,且臨河水淺流緩時,可在臨河筑一道月堤,包圍住龍口,再在月堤內(nèi)澆土,完成閉氣工作,另外,在堵口壩滲水不嚴重的情況下,在堵口壩下游及時澆土,推土填筑搶修后戧,并保持一定的寬度,也能起到閉氣作用。
4、復(fù)堤階段
堤防決口后,當(dāng)堵口成功后要實施復(fù)堤。若堵口在汛初或汛期內(nèi)進行,則一般有兩種情況,即:堵口復(fù)堤和汛后復(fù)堤。若屬于汛末堵口,則為汛后復(fù)堤一種情況。
(1)堵口復(fù)堤
堵口所做的截流堵口壩,一般壩體較矮小,質(zhì)量差,根本達不到技術(shù)規(guī)范要求,因而不能防御原堤防的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)洪水。在堵口截流工程完成后,緊接要進行復(fù)堤,不復(fù)堤就不能視為堵口完成,甚至原決口還存在重新潰決的可能。現(xiàn)僅就復(fù)堤工程簡介如下:
①堤頂高程要恢復(fù)到原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。由于堵口斷面堤質(zhì)薄弱,堤基易滲透,背水有潭坑等弱點,復(fù)堤高度要有較富裕的超高,還要備足汛期臨時搶險的料物。
②斷面設(shè)施。一般應(yīng)恢復(fù)原有斷面尺寸,但為了防止堵口存有隱患,還應(yīng)適當(dāng)就緩。斷面布置常以截流壩為后戧,臨河填筑土堤,堤坡適當(dāng)就緩。如河流斷面較窄,亦可在截流壩下流側(cè)復(fù)堤,但要對決口沖坑、深潭進行回填處理。
③堤防施工。筑堤時,粘土用在臨水面,砂土用在背水面,堤身填出水面后,要分層填土、碾壓或夯實,要嚴格按設(shè)計的質(zhì)量要求施工,處理好與原堤的接合,確保工程質(zhì)量。
④護坡防沖。堵口復(fù)堤段是新做堤防,未經(jīng)洪水考驗,又多在迎流頂沖的地方,所以還應(yīng)考慮在新堤上做護坡防沖工程,水下護坡,以固腳防止坡腳滑動為主,水上護坡以防沖防浪為主。
(2)汛后復(fù)堤
堵口工程都是緊急搶筑而成,一般達不到正式堤防所要求的標(biāo)準(zhǔn)。因此,汛后必須對堵口工程進行徹底清查,分析堵口壩與河勢及原有堤防之間關(guān)系,盡快按當(dāng)?shù)胤篮闃?biāo)準(zhǔn)恢復(fù)堤防。
若堵口填筑的是堆石壩,背水坡沒有堵漏截滲的土袋和填土壩,因地型沒有嚴重的沖刷破壞,壩體也沒有過于凸出或凹入,復(fù)堤時可以以此為后戧,在臨河側(cè)按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)新修堤防,新堤斷面適當(dāng)預(yù)留一定沉陷量,并采取砌石、拋石等防沖固腳措施。
若堵口壩壩線基本在原堤線上,復(fù)堤時必須徹底清除土內(nèi)木樁和易腐爛的土工紡織物、麻袋等,再按要求復(fù)堤。
若樁、稍壩拆除有困難或堵口過于凸出或凹入,可另選堤線修堤,新堤線要避開決口成的深潭,同時盡可能與老堤平順銜接。
(三)堵口方法
堵口方法主要有立堵、平堵和混合堵三種,采用哪種方法,要根據(jù)口門過流量、水位差、地形、地質(zhì)、料物采集及搶險人員對堵口方法的熟練程度等條件綜合考試選定。
1、立堵法
立堵法是常用的一種方法。堵口時用土和料物,從口門兩堤頭沿擬定的堵口壩基線同時進堵(在特定的條件下,亦有從一邊進堵,另一邊則加固、固守),堵到龍口,最后進行全龍。通常有以下幾種方法:填土進堵法、打樁進堵法、埽工進占法。
(1)填土進堵
從口兩端(或一端)相對填土進堵,逐步縮窄口門,最后達到一定寬度時迅速全龍。如選流速較小,可直接填筑進堵;如流速較大,可用席子或土工布大筒直立水中,再向筒中倒土進占,亦可用草袋、紡織袋裝土進占;如流速再大,則應(yīng)用打樁、拋枕、拋鉛絲籠裝土袋等進占。在龍口不太寬、水位差不太大的情況下可用下列簡單方法合龍:①關(guān)門合龍、②沉排合龍、③橫梁合龍。
(2)打樁進堵
①打多排樁:一般土質(zhì)較好、水深水大于2~3米的口門,從兩端裹頭起打2~4排樁,在排樁之間壓一層柳,拋一層石(或土袋),直壓到水面以上,并隨壓柳隨在排樁下游拋土袋、填土作后戧。如果口門流速太大,可拋柳石枕或鉛絲籠裝石合龍。
②打單排樁:從兩端裹頭起打樁一排,從排樁迎流面逐段下柳芭或梢簾,并在柳芭前壓柴、填土(或土袋),直至壓出水面,同時填土作前戧加固。如果進堵到一定的程度水深流急,前法不能前進時,可打樁穩(wěn)住填壓部分,再拋枕或拋石籠搶堵合龍。
2、平堵法
平堵是沿口門選定堵口基線,利用架橋或船平拋, 料物,如拋散石、砼件、柳石(土)枕、鉛絲籠或竹籠裝石、袋土等,從河底開始逐層填高,直至高出水面以堵截水流。
(1)架橋平堵:施工程序分為三步:架橋、鋪底、投料。架橋要滿足牢固、一定的高度、一定的工作場面等要求;鋪底要掃預(yù)計的沖刷范圍,先用土工布或柴排、鐵絲網(wǎng)等輔于河底以防沖刷;投料要沿線控制料物均衡上升。
(2)拋料船平堵:技術(shù)要領(lǐng)如下:①設(shè)立標(biāo)志,以準(zhǔn)確控制壩線方向;②沿壩線定位拋石,并使之連成一線,形成攔河壩;③拋土袋堵漏;④填土閉氣。
3、混合堵
混合堵是立堵與平堵相結(jié)合的堵口方法。進堵時,根據(jù)口門的具體情況和立堵、平堵的不同特點,因地制宜,靈活運用兩種方法。如在軟基上堵口,可先在口門兩端進占立堵,當(dāng)口門縮小,流速較急,再采用平堵;又如用正壩與邊壩(即雙壩)進堵時,正壩可采用平堵、邊壩用立堵的混合堵法。
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