管涌 piping
定義:在滲流作用下,土中的細(xì)顆粒通過(guò)骨架孔隙通道隨滲流水從內(nèi)部逐漸向外流失形成管狀通道的現(xiàn)象。
學(xué)科:水利科學(xué)技術(shù)_巖石力學(xué)、土力學(xué)、巖土工程_土力學(xué)(水利)
相關(guān)名詞:滲流 土石壩 防汛搶險(xiǎn)
圖片來(lái)源:視覺(jué)中國(guó)
【延伸閱讀】
管涌俗稱(chēng)“翻砂鼓水”“泡泉”“泉涌”,指土體細(xì)顆粒被滲流帶出而發(fā)生滲透破壞的現(xiàn)象,堤防、土石壩、水閘等擋水建筑物發(fā)生滲透破壞大多屬管涌類(lèi)型。
每年汛期,河流水位都較高,當(dāng)高過(guò)河堤內(nèi)側(cè)地面時(shí),就產(chǎn)生水頭差,如堤身堤基存在透水層,就有可能形成滲流,繼而產(chǎn)生管涌。管涌剛開(kāi)始時(shí),涌水口徑可能僅幾毫米,隨著河流水位的不斷升高,持續(xù)時(shí)間不斷延長(zhǎng),管涌險(xiǎn)情就會(huì)不斷惡化,大至幾米,出現(xiàn)大量涌水翻沙,涌水口周?chē)嘈纬陕∑鸬纳抄h(huán)。隨著細(xì)顆粒的涌出,滲流通道不斷擴(kuò)大,基土被慢慢淘空,引起建筑物塌陷,造成潰堤、垮壩、倒閘等重大事故。所以及早發(fā)現(xiàn)管涌、及時(shí)搶險(xiǎn),是防汛工作最為重要的工作。
發(fā)生管涌的主要原因:1.堤壩、水閘地基土壤級(jí)配缺少某些中間粒徑的非黏性土壤,在江河或水庫(kù)水位升高,出逸點(diǎn)滲透坡降大于土壤允許值時(shí),地基土體中較細(xì)土粒被滲流帶走形成管涌;2.基礎(chǔ)土層中含有強(qiáng)透水層,上部覆蓋的土層壓重不夠;3.工程防滲或排水(滲)設(shè)施效能低或損壞失效。
管涌出現(xiàn)后,應(yīng)立即進(jìn)行搶險(xiǎn)保護(hù)。其搶護(hù)原則是臨截背導(dǎo),導(dǎo)壓兼施。即臨水面截減滲流,背水面導(dǎo)走滲水,并在管涌點(diǎn)同時(shí)采取導(dǎo)滲和壓滲的搶險(xiǎn)措施,目的是降低滲壓,防止?jié)B流帶出細(xì)顆粒,并給滲出清水留有出路。
搶護(hù)方法通常采用:
1.反濾圍井。在管涌口處用編織袋或麻袋裝土搶筑圍井,井壁底與地面嚴(yán)密接觸,井內(nèi)按三層反濾要求分層鋪填沙石或柴草過(guò)濾料,在井口安設(shè)排水管,將滲出的清水引走,以防溢流導(dǎo)致井壁塌損。
2.蓄水反壓(俗稱(chēng)養(yǎng)水盆)。在管涌周?chē)猛链鼔境蓢?,井壁不漏水,井中不填反濾料。如果管涌點(diǎn)多面積大,就在出險(xiǎn)口附近略擴(kuò)大范圍填筑土堤,形成一個(gè)蓄水池(養(yǎng)水盆),不讓滲水流走,利用滲水慢慢抬高井(池)內(nèi)水位,減少臨背水位差,從而阻止險(xiǎn)情惡化。
3.濾水壓滲臺(tái)。當(dāng)管涌點(diǎn)出現(xiàn)多個(gè)并連片時(shí),可在面上分層鋪填粗沙、石屑、碎石,下細(xì)上粗,每層厚20厘米左右,最后壓塊石或土袋,形成壓滲臺(tái)。如險(xiǎn)情處周邊缺乏沙石料,可用秸稈或樹(shù)枝做成排,再壓塊石或沙土袋。此法適用于處理管涌數(shù)目多、范圍較大的險(xiǎn)情。
當(dāng)大壩出現(xiàn)管涌時(shí),在按上述搶護(hù)方法盡快處置險(xiǎn)情同時(shí),最佳方案是降低水庫(kù)蓄水位,通過(guò)減小水頭差降低滲壓力,從而減緩險(xiǎn)情惡化,為防汛搶險(xiǎn)贏得時(shí)間。
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