| 第一节 概 述 | ||
| 第二节 渗流与堤防安全 | ||
| 第三节 防汛抢险中常用土工合成材料及其优点 | ||
| 第四节 汛常见的险情和抢险实例 | ||
江河湖海堤防是目前防御洪水的主要工程措施之一。由于历史或其他原因，现在堤防的堤身和地基存在着各种不同的隐患。一旦汛期出现险情，就必须进行紧急抢险。其中抢险材料与抢险技术是两个重要环节。防汛抢险所面临的局面往往是险情迫在眉睫，因此要求所采用的材料质量轻，易于搬运，不易腐烂，而且施工简便，效果立竿见影。近年来发展起来的土工合成材料及其制品能更好地满足上述要求。
1991年，长江中下游、太湖流域发生了严重洪涝灾害(主要是涝灾)。在防汛抢险中使用物料方面和以往相比有一个很大的变化。安徽、江苏两省农民、市民白筹使用了6000多万条曾装过化肥的编织袋，用这些袋子装土配合非织造土工织物、织造土工织物、麻袋、草袋、木椿等抢筑了很多子堤，处理了溃口、漏洞、崩岸与内脱坡等险情，赢得了时间，减少了灾害造成的损失。土工合成材料在防汛抢险中的作用由此初露锋芒。
1998年，长江和嫩江、松花江发生特大洪水，水位之高、时间之长、范围之广是历史上罕见的。长江发生了继1954年以来又一次全流域大洪水，先后出现8次洪峰，高洪水位维持长达90余天，防洪形势十分严峻。在党中央、国务院、中央军委的直接领导和指挥下，取得了抗洪抢险的全面胜利。50年来建设的水利工程和防洪设施发挥了巨大的调洪作用，特别是土工合成材料在抗洪抢险中的突出作用，成为战胜这场洪水的重要因素之一，为人们所瞩目。
本章首先简要阐述堤防渗流与堤防安全的关系，论述抢险加固的基本原则，然后重点阐述土工合成材料如何在防汛抢险中实际应用，包括常见的一些险情以及应用的若干实例。但需要指出的是，防汛抢险是一项突击性的、因地制宜的应急任务，着眼于“抢”字，不象一般永久性或临时性工程那样，有充裕时间，可以按正常程序和预定计划进行试验、设计和施工。故以下所举实例往往难免资料欠完整，情况欠周详，但读者仍可从中领略其应用要旨，体会其优点，以参考借鉴，举一反三。
土工合成材料在防汛抢险中可单独使用，也可结合其他天然材料共同作用。在本章所列的实例中，许多是两者结合的。
第二节 渗流与堤防安全| 我国长达数十万公里的堤防，由于其漫长的形成历史和自古以来“民堤民修”的形成方式，堤防质量较差，汛期常常发生各种险情，其中因渗流造成的险情最为突出。1998年统计资料表明，溃口大多是由渗透破坏引起，渗透破坏约占险情总数的70％，说明这类险情的普遍性和危害性。鉴于渗透破坏的严重性，有必要对堤防的渗流状态，以及什么情况下发生渗透破坏作一简述。 一、堤防渗流 渗透破坏往往始于土体渗透变形，也就是土体结构在渗流作用下先发生土粒移动或土块浮动等变形现象，而后发展到完全丧失抗渗能力。这一过程受到渗透水流和土体自身性状两方面因素控制。堤防在一年的运行中，渗流压力在汛期达到顶点，形成最不利的外界条件。土体自身性状则比较复杂，受土的矿物成分、颗粒组成、密实程度等多方面的影响，不同的土层具有不同的渗透性，而不同渗透性的土层位置和分布，对堤防整体的抗渗能力也有很大的影响。 |
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图5-l(a)是非汛期堤防内渗流的情况，此时堤后地表完全不受渗流影响。图5-1(b)、(c)是汛期江水位居高不下时，某些堤段的渗流场分布情况，从该等势线图(在一条等势线上，各点的测压水位在同一水平面上)可以看到，此时堤防背水侧从坡脚到堤后地表，均形成了渗流的出逸面。这种状态在汛期常常可以看到。汛期的外江水位是否会导致堤内渗水出逸，并是否因此会酿成大的险情，主要受几个关键因素控制：首先是堤身与地基的渗透性。它决定土体遇水后从非饱和状态到饱和状态发展的时间长短，以及堤段渗透水量的大小。在多层地基中，渗透系数越低的土层，对渗水的阻力越大，承受的水力比降越高。第二个关键因素是渗水出逸处土体承受的水力比降，称为出逸比降。在渗流作用下，土体的渗透变形都发生在有渗流出口的地方，然后才向内部扩展，所以作用在出口处的出逸比降非常关键，它影响到口部位的土体是否起动、变形。第三个关键因素是土体能够承受的不会发生渗透变形的最大水力比降，称为临界比降Jcr它被用来表示土体的抗渗强度。对不同的土质和不同的土体结构，其值是不同的。当堤防出口处的出逸比降值超过土体抗渗强度时，土体就会发生渗透变形。土的渗透变形的形式有多种，主要有二：一是流土，二是管涌。前者是出口处土体整体浮动的现象，后者则是土颗粒在土体内的移动。这两者的形式虽然有所不同，但其基本原因是近似的，都是渗流力超过土的浮容重引起的，习惯上均称为“管涌”。当J＜Jcr时，土体保持渗透稳定；当J≥Jcr时，土体从平衡临界状态到渗透变形或破坏。 J是土体实际承受的出逸比降，Jcr是出口处土体的临界比降。 J会随着时间和水位变化而变化。
出逸比降可用流网法或有限元法计算得到：
J＝[(hn-1－hn)/(△Ln)]＝△hn/△Ln |
(5-1) |
式中符号的含义可见图5-2，其中△Ln为两等势线间水流的平均流程。土体的允许比降可通过试验方法或经验公式得到。在实际工程中，土中的比降不允许采用达到极限平衡状态时的临界比降值，一般认为应给以1.5～3.0左右的安全系数，这样所得的值即为允许比降[J]。对于中小工程，无粘性土的抗渗指标可参照表5-1选取。
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对于粘性土的抗渗强度，可按照扎马林公式求得：
Jcr＝(Gs－1)(1－n)＋0.5n |
(5-2) |
式中：[J]为允许比降；Gs为土粒比重； n为孔隙率；k为安全系数。
联系到堤防工程，汛期江水位逐渐升高时，堤防土体内的饱和区域逐渐向非饱和区域发展，浸润面也逐渐升高、后移。当饱和区的发展快于江水由上升至回落的速度时，堤后就会形成出逸面，出逸比降也会随江水继续升高而逐渐增大。这时就出现了渗流作用(出逸比降)与土体抗渗能力(临界比降)之间的抗衡。一旦出逸比降接近和超过了土体临界比降，就会引发各种渗透破坏的征兆，如不及时处理就会酿成更大的险情。这就是汛期江水位越高，历时越长，险情就发生得越多、越重的渗流方面的原因。
了解了堤防渗流的原理和渗透破坏的控制性因素，有助于我们正确地处理渗透破坏险情。
二、汛期险情处理的一般原则
堤防汛期险情多种多样，它们因多种内外因素而异，如堤防断面、堤身填土类型及质量、地基土层结构及渗透性、堤防内外的水位条件等。但概括来说，这些险情大致可以分为两大类，即静力失稳和渗透破坏。这两方面是互有联系的，不能截然分开，而且对于静力失稳的破坏，有时也是因渗透破坏而引起的。在本节中，主要讨论与渗透破坏有关的问题。
在汛期，由于渗流运动直接或间接造成的堤防与地基的土体变形、破坏，主要有以下一些表现形式：
(1) 强透水砂层地基中的承压水顶穿表层弱透水粉质壤土层或淤泥土层，形成集中渗流造成局部流土。如不能及时止住，土的流失会继续向堤的内部发展成为连通的通道。当通道持续发展扩大时，堤防就会下沉、开裂，进而破坏。见图5-3(a)。
(2) 背水坡脚处因渗水出逸出现大面积沙沸现象，使坡脚泡软出现局部内脱坡。或者坡脚由于水流淘刷或人工挖坑，破坏边坡的完整性，使边坡失去支撑而造成大的堤坡滑动或崩塌。见图5-3(b)、(c)。 (3) 江水位降落时，堤身的水不能及时排出，产生了反向的渗流，加上堤内土中过高的孔隙水压力，导致堤防在江水退水时产生外脱坡。如果堤防又处在受河水沟刷的堤段，在内外水流的综合作用下，更会加剧滑动，见图5-3(d)。 (4) 当护坡块石下面没有反滤垫层时，在波浪的冲击下，水流会淘刷坡面土粒，使坡面塌陷，见图5-3(e)。 |
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(5) 堤身或堤基含有贯穿上下游的通道，这些通道有可能是天然存在的强透水薄砂层，也可能是人为的，如堤后有打穿弱透水表层的水井，井周又缺乏适当的反滤层保护，或者穿堤涵管埋设质量差等，这些都易形成接触冲刷通道，危及堤防安全。图5-3(f)所示的二元结构地层，堤后粘性土层底板可能承受着高达全水头80％以上的渗流压力，如被打穿，是极其危险的。
(6) 无护面的“赤膊堤”或坡面排水不好的堤段，在暴雨的冲刷下，会使堤坡形成雨淋沟冲蚀坡面，并进一步导致渗流出口处渗透稳定性的削弱，甚至破坏。 以上险情，有些是由于历史遗留下的隐患或地层的薄弱环节引起的，有些属于人为造成的。对于人为造成的缺陷今后要严格禁止，同时要在汛前及早发现和弥补。对于历史造成的大量隐患和薄弱环节，至今我们还无法完全掌握有关信息，更不可能完全排除。所以“以防为主、防重于抢”的方针十分重要，应做好堤防的汛前检查鉴定，尽量减少出险的可能性。在汛期，一定要加强巡查，及早发现险情，除掉险情，不使酿成大患或后患。 |
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为了堤防的除险加固必须进行渗流控制，其措施主要是防渗和排渗，以及渗流出口处的反滤保护。这些措施就其原理来说，一是减小出逸比降，如上游防渗、下游排渗、延长渗径等措施，以及提高下游水位(养水盆)等。二是增大出口处土体抗渗能力(增大允许比降)，如下游加反滤层、加盖重等。总的就是“上堵下排”原则。图5-4为两种简化的堤坝模型计算结果。图(a)为均质土堤，其渗流量为QA，图(b)为同样的土堤加上“上堵下排”措施，其渗流量为QB。计算结果表明，QB＝0.4QA，“上堵”减少了渗透水量，并在上游侧大幅度降低了渗流压力；“下徘”则降低了出口附近的自由水面高度，降低了出逸比降。
应当再次强调，加强渗流出口处的保护在汛期具有特别的意义。保护出口处不遭渗流破坏，是保证堤防渗透稳定的主要途径。由于反滤层可以保护土颗粒不致从渗流出口流失，同时渗流一旦进入反滤，渗透压力将全部或大部分消失，所以反滤层成为防止土体渗透破坏的最有效的措施。另外，当堤后地面覆盖上反滤层后，它本身的重量也会使地层的抗浮能力增加，故堤防安全度也增加了。
关于土工织物的反滤层设计，可参看第二章。
在采用土工合成材料进行堤防除险加固时，同样应遵循“上堵下排”这一原则。对不同性质的土工合成材料，切不可误用，例如在上游侧堵漏或加筑外帮平台，或在堤顶修筑子堤时，应采用土工膜、复合膜或袋装弱透水土料(袋布本身也应该是不透水的)；当处理堤后散浸、管涌时、应采用透水的土工织物或袋装砂、石等透水性较强的材料(袋本身也应是透水的)。这些材料的尺寸、形状和透水特性，对于除险的成败关系重大，必须特别重视。另外，在抢险中还要注意使加固物料与原土面结合紧密，不要让两者的接触部位形成新的渗流通道或薄弱环节。
一、常用材料
土工合成材料的种类很多，但在防汛抢险中主要是利用其排水反滤和防渗功能，当然也兼有隔离和加筋等作用。应用较普遍的透水材料有织造土工织物(编织型)、非织造土工织物、PVC塑料细网(窗纱)等，三者均可作透水、排水反滤材料；另外有不透水的土工复合材料，如土工膜(塑料薄膜)、土工膜与织造土工织物、土工膜与非织造土工织物经加热滚压而成的各种复合土工膜。选用时应根据被保护土的粒度与级配，结合第二章徘水反滤准则和防渗要求来确定。此外，由于这些材料虽然一般不承受多大的附加荷载，却不可避免地要受到施工应力作用，故亦应有适当的强度，如抗拉强度或顶破、撕裂强度等。织造土工织物、非织造土工织物及复合土工膜的参考指标见表5-2～表5-4。
表5-2 |
织 造 土 工 织 物 参 考 指 标 |
| 规格 | 尺寸 (cm×cm) |
质量 (g/m2) |
抗拉强度(N/cm) | CBR顶破强度(N) |
磨擦系数f | 渗透系数k (cm/s) |
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| 经向 | 纬向 | 干 | 湿 | |||||
| 13×12 | 95×55 | 100 | 140 | 130 | 1600 | 0.30 | 0.25 | 10-1～10-2 |
表5-3 |
非 织 造 土 工 织 物 参 考 指 标 |
| 单位面积 质量(g/cm2) |
幅宽 (m) |
厚度 (mm) |
抗拉强度(N/m) | 渗透系数k (cm/s ) |
顶破强度(N) | 等效孔径 (mm) |
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| 经向 | 纬向 | CBR | 圆球 | |||||
| 350 | 2～5.4 | 3 | 120 | 150 | 〉100 | 1300 | 500 | 〉0.1 |
表5-4 |
复合土工膜(一布二膜①)参考指标 |
| 幅宽(m) | 抗拉强度(N/5cm) | 延伸率(%) | 顶破强度 (N) |
渗透系数k (cm/s) |
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| 经向 | 纬向 | 经向 | 纬向 | |||
| 2～6 | 170 | 120 | 15 | 8 | 600 | 〈10-7 |
| ① 指织造土工织物两面覆PE膜 |
二、优点
汛期采用土工合成材料来进行护岸、护坡、加筑子堤和堤防背水侧除险时，有以下一些优点：
1. 整体性强
每块土工合成材料软体排的保护面积可达100～150m2(或更大)，且根据险情，拼料可大可小，保护严密，不易发生局部冲刷。
2. 抢险速度快
一块长12m、宽10m的软体排，从开始放排到上面加压重仅需lh。
3. 适应性强
织造土工织物软体排沉放后，能与不同地形的河岸(堤坡)较好地贴合，并能随河床断面经淘刷变化而自行调整其位置，紧贴岸坡，发挥防冲护岸作用；同时它又可用作背水坡出现管涌险情时的良好滤层。
4. 储运方便
由于土工合成材料是由绦纶、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等高分子材料制造的，由它们加工而成的软体排、土枕等成品，既便于拼接，又可以折叠，体积小、质量轻，运输与储存都十分方便。
三、抢险用土工合成材料制品的类别
防汛抢险使用的土工合成材料与其他用途的材料有所区别，应根据各类险情的特点，事先储备，编号入库(存放在江、河、湖段管理部门)，并在每一捆内张贴标签，简要说明用途和使用方法。这样在抢险的紧急时刻，能很容易取得所需的防汛抢险器材，取时间，减少失误。为此，很有必要将防汛袋器材规格化，尤其是用途多样的防汛编织袋，更有必要定出规格，加以编号，有针对性地使用。下面建议了几种土工合成材料产品的规格、性能和用途，并加了编号(每一种编号的器材代表不同性能、规格和用途，针对着不同的险情)。有关部门生产和使用时可作参考。
(1) 防汛袋(俗称编织袋)。防汛袋的品种建议如下：
1) 1号袋：是透水性很好的袋，织物孔径较大，为5mm×5mm，尺寸可为：40cm×30cm和50cm×40cm(相当于直径10cm和20cm管涌孔径)，袋近立方体形，装砂石料后，系好袋口，沉入管涌孔内，可消减渗透动水压力。
2) 2号袋(100g/m2)：尺寸可采用95cm×55cm，渗透系数大于10-2cm/s，干摩擦系数0.3，湿摩擦系数0.25。可用于堤防背水侧除险。例如：①透水压重防止流土；②管涌孔周边围井；③下游坡透水支撑体；④下游坡内帮等场合。
3) 3号袋(100g/m2)：尺寸可采用95cm×55cm，不透水或透水性极小的织造土工织物上覆5个丝厚的PE膜，干摩擦系数0.3，湿摩擦系数0.23。一般用在堤防上游坡，阻止水渗入堤内。例如：①堵漏洞进水口；②上游坡外帮；③防漫溢子堤；④防浪布压重袋土等场合。
1号、2号、3号袋子都应(配细绳)系袋口。
(2) 软式透水管。型号SH50～SH200cm(或更大直径)，其渗透系数大于10-1cm/s。用于下游坡排水或下游堤脚导渗以替代排水盲沟材料，汛后可以回收。使用时可用钢丝钳剪断管一端数圈钢丝，系好外包滤布封底，插入管涌孔内排水。排水沟端按同样方法使用。
(3) 织造土工织物复合膜(复合土工膜或织造布涂塑)适用于：①做软体排布堵漏洞；②防风浪布；③铺在裂缝上，防雨水流入裂缝内。
(4) 非织造土工织物布。粗纤维，大孔径，孔径大于0.2mm，厚3～4mm。适用于：①枪管涌险情滤层；②下游坡和坡脚散浸滤层。
(5) 高分子塑料挤出网(类似窗纱)。用途类似于非织造土工织物。
汛期江河水位上涨，常居高不下，同时还受到大风大浪冲袭，在堤防薄弱部位，很容易酿成险情。从历年各地汛期情况来看，主要险情有如下数种：一、岸坡崩坍
堤防的迎水岸坡，尤其是水流弯道处的凹岸，顶冲迎溜，加上风浪作用，最易使岸坡底受到冲刷或淘空，形成陡坡，终致失稳而坍或窝崩，危及堤防安全。同时也由于持续高水位，使堤内土体浸润饱和，抗剪强度降低而导致堤坡失稳。水位下降时，堤坡土体内重力水来不及排出，形成指向迎水坡面的渗流力。加上孔隙水压力过高，也是引起滑坡的重要原因。塌岸情况如图5-5 所示。
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临河堤岸出现大块土体崩塌或滑脱，威胁堤身，需及时抢护。可行的抢险方法如下：
(1) 对于堤外无滩迎流顶冲的崩塌险情，当必须临河抢护时，应以护脚为主。这时可在监河侧抛石、石笼、织造土工织物土枕或袋土，或在崩岸段沉放织造土工织物（或非织造土工织物）软体排，在其上加足够压载以抵抗水流冲力。如果堤身太单薄，还需视情况在背水坡加筑防汛袋土内帮，内帮用袋土透水性要适当大些，可用2号防汛袋以利排水，如图5-6。为了确保安全度汛，在必要时，还可用防汛袋土在出险堤内侧筑退堤，作为第二防线。如1998年九江市溃口段在堵口时，就在后面用防汛袋另筑堤设防。
(2) 如果堤坡发生严重崩塌，可在迎水坡采取防汛袋土垒坡外帮，边垒袋土，边填土还坡，分层填筑，使外帮顶面高出水面0.5m以上，或与堤顶齐平。堤身特别单薄处也可以再加筑内帮，如图5-7所示。 |
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(3) 堤坝陡坎抡护。经急流顶冲，堤坝前形成陡坎险情时，可采用织造土工织物土枕防护，其方法为：用织造土工织物或其与土工膜复合制成长6～12m、Φ50～60cm的土枕，枕内装土，其结构如图5-8。沉放时把长土袋放在陡坎边缘，齐力往下推滚，如图5-9。如此一个接一个往下沉放，直到陡坎处土枕高出水面为止。这种方法在许多陡坎抢护工程中应用。
[实例5-1] 漳河河北省陈村段堤岸坍塌抢险
图5-8 加载用长土袋 |
图5-9 堤坝陡坎抢护示意图 |
1990年7月上旬，岳城水库腾库迎汛，当漳河下泄流量为500m3/s，在河北省临漳县陈村堤段河流，主流顶冲堤岸，冲毁了大堤。部分坍塌段和险工段采用了抗老化聚丙烯织造土工织物(简称软体排底布)、聚乙烯塑料绳(简称绳)和袋土等三种材料组成的抢险排体。排体尺寸系根据出险堤段长度、淘刷深度和堤防高度确定。陈村共铺放6块抢险排体，护坡长77m，如图5-10。
险用排体的制作步骤如下： (1) 用封包机Gx9—1或GK9—2缝制排体底布，底布宽8～10m，长12～15m。 (2) 排体底布下缘缝成Φ40cm的压载横枕，枕长12～15m，横枕与底布合为一体，其两头敞口，供装土用。 |
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(3) 在排体底布与横枕两端边缘处，上下对应缝上两根Φ5mm的护枕绳，其中一根与排体底布局部连接，另一根在横枕上面与枕轴线平行，并在其上每隔20cm缝接一根Φ2mm、长25cm的细绳，待横枕装土后，使土枕上端与排体底布上的Φ5mm的绳接扎起来。
(4) 在排体底布两侧和中间缝制等间距4条Φ60cm、长10m的织造土工织物布袋(长土袋)纵向压载土枕，两侧的纵向土枕每隔30～50cm与排体底布缝成一体。
(5) 为了增加排体的抗拉强度和固定排体的沉放位置，各纵向土袋的上下分别缝上Φ5mm纵向拉筋绳，并将这些绳兜过横枕底部。
(6) 在排体上端缝上Φ10mm的挂排缆绳。纵向拉筋绳和挂排缆绳之间预留一定长度，以便挂徘时与岸桩联结。
(7) 用于抢险排体的上游侧，靠横枕处缝一根Φ5mm的定位引绳(或叫横向拉筋绳)，排体下游侧沿纵枕缝制一条宽60cm的织造土工织物布条，供多排沉放搭接，见图5－11。
崩塌堤岸的抢护方法及步骤如下： (1) 在险工堤段上展开抢险用排体。 (2) 往横枕内装土(横向压载)。抢险队伍由40～50人组成，分为两组，从两端同时向袋内装土，边装边抖动，使袋内土压实，同时用Φ2mm细绳捆扎，间距约20cm。 (3) 滚排成捆。抢险队员站到横枕一侧，齐力滚动排体，使卷成捆，然后将排捆移至河坡堤肩处，以待沉徘。 |
图5-11 抢险用软体排结构 |
(4) 打挂排桩。在对准纵向压载土枕的堤顶上打6根木桩，桩顶高出堤面30～40cm，将纵向拉筋绳及缆绳拴在桩上。挂排引绳松紧要适当，使排体沉好后其上缘超出水面0.5m。
(5) 沉排护险。抢险人员站到排捆一侧，面向迎水面，齐力往下推滚排体，并用助沉工具推动，使其下沉到预定位置，同时在上游侧牵动横向拉筋绳，使准确就位。
(6) 往纵向压载土袋内装土(纵向压载)。抢险人员分成四组，上游边侧纵向土枕应先装土，依次往下游土袋内装土。纵向压袋装土完毕后，抢护工作结束。
铺设排体时应注意，铺放第一块时，必须使排体达到坍塌段的上游不小于5m，并注意防止排体下部被淘刷。如发现排体脚部有冲刷坍塌，应及时放松挂排缆绳，使整个排体下滑，覆盖住坍塌部位。纵向压载也要逐渐加高至水面以上0.5m。
在本工程中，排体铺好后，当漳河下泄200m3/s流量时，迎流顶冲的游流上移到护岸排上，不到半天河床被刷深4～5m。排体和柳石箱连接处(图5-11)，由于游涡淘刷，有两块排体的宽22m的下游端的土坡被淘空，局部塌入水中，此时排体依然起到对堤岸的保护作用。其余4块排经局部补充加载后，在流速2m/s冲刷下，排体仍稳定无恙，保住了堤岸。上述局部加载，是用长6m(或更长)、Φ60cm的长土袋(图5-11)一端缝合，另一端敞口，并在土袋两端各1m处缝一根Φ8mm的塑料绳，绕过土袋予以固定。在岸边定位时土袋可竖向并列，也可顺坡滚下。陈村抢险时就采用了这种方法。
用土工合成材料排体在堤防抢险时，纵向排体袋内装土到最后打桩锚因为止，全过程仅需2～3min(20人)，若包括向袋内装土的准备工作也不过10多min，速度快，效果好。
[实例5-2] 新济洲崩岸时陡坎的抢护
1998年8月3日，在安徽与江苏交界处的长江新济洲河段的新济洲头西侧堤防发生崩岸，长30m，混凝土护坡出现裂缝，长100多m，挡浪墙外倾，堤前有一道长约300m的冲槽。抢险时在迎水坡用土工织物覆盖，上压装石子的织造土工织物袋，堤顶填缝密实，冲槽抛石护脚。用整块土工织物覆盖迎水坡后，再压上石袋，这种抢险方法，使崩岸和裂缝都没有扩大。
二、管涌与流土
| 在汛期高水位作用下，堤内外水压力差引起地下水的渗流运动。当渗透压力大到一定程度后，堤背水侧坡面或地表土体会发生渗透变形。较常见的有管涌和流土。管涌俗称翻砂鼓水，是土体中的细颗粒沿着骨架颗粒间的孔隙被冲出土体的现象，发生在不均匀的无粘性土层。管涌孔径可达数毫米至数百毫米，孔周形成环状沙丘，冒水处水色混浊。近堤管涌的发展会导致土体塌陷乃至溃堤。流土是在渗流出口处土体突然松动隆起，发生浮动的现象，发生在粘性土层或比较均匀的无粘性土层。其危害与管涌相当。值得指出的是，在多层地基的堤段，险情往往相伴发生。见图5-12。 |
图5-12 管涌险情示意 |
顺便指出，管涌与流土的实质虽然不同，但在防汛中，群众都把它们统称为“管涌，不做细分，其抢护方法也类似，因此下文中也均以“管涌”称之。管涌是汛期堤防险情中最常见，也是危害性最大的隐患之一，因此掌握它的正确抢险方法十分重要。其方法如下：
| 对于管涌等险情，应采用前面提到的“上堵下排”方案来消除。当管涌不严重时，可直接在管涌部位，覆以透水性良好的、孔径较大的非织造土工织物，上压砂砾等盖重，即形成“透水盖重”，使渗水畅排，而土粒却被截留原位。当管涌严重时，可在涌水孔周围堆筑围井，井内保持一定水位，以降低该处的水力梯度，消除导致管涌的动水力(我国南方俗称其为“养水盆”)，使土体恢复稳定，如图5-13。 |
图5-13 消除管涌的围井示意 |
| 由于土工织物具有良好的过滤性和透水性，处理范围较大的管涌和堤坡内的导滤排水是比较理想的。根据以往管涌抢险的经验，要制止管涌险情的发展需要解决三方面的问题，即①消减渗透水压力；②保土排水；③盖重镇压。“消减渗透水压力”是抢险成功的前提，在大量涌水、水柱高喷的情况下，不可能采取任何保土的措施；“保土排水”是管涌抢险的根本，有了渗透水压力的削减，才能进行“保土排水”的步骤；而“盖重镇压”则是保护“保土排水”措施的安全，不被剩余的渗透压力破坏。在上述三个步骤中，土工 |
图5-14 桩膜围堰管涌抢险 |
| 合成材料都有广泛的用武之地。对于第①步骤，可以采用1号防汛袋枪填。对于第②步骤，则要用透水性很好的非织造无纺织物，也可用合适的透水织造型织物滤土排水．但它们的孔径应比GB50290—98《土工合成材料应用技术规范》所规定的按反滤层准则确定的土工织物的孔径要大些。目前有些部门正在研究一种专用于抢管涌的土工网垫，它可根据不同土质制成不同尺寸、不同厚度和不同层数，将使操作更为方便快捷。对于第③步骤，则可用2号防汛袋作为压重，但要保证它们的透水性。其次也可在管涌孔周围筑“围井”以水压水，以减小堤内外水头差。筑围井的方法有几种，最普通的是用防汛袋堆筑成小围埂，埂内注水，也可采用桩膜围堰方法快速形成挡水围堰，内注水反压。后者更为简便，且可回收，所用的膜可以是彩条布、土工膜，或复合土工膜。如图5-14所示。 | |
[实例5-3] 堤段地基管涌抢险
江西省都昌县矶山湖坪下堤南端，以往是发生管涌最严重的堤段。1988年秋讯前，在堤背水坡16m高程至坡脚外的部分堤段内，平铺非织造土工织物，长300m，宽20m，上压50cm厚砂砾石，施工速度很快。险工处理刚完成，长江大秋汛就到来了。1988年9月14日，当鄱阳湖水位达19.88m，内湖水位12.88m时，在砂石料滤层区突然出现约10m2的管涌群。而上述以非织造土工织物处理过的地段却是清水缓缓流出，无任何管涌或其他异常现象。非织造土工织物反滤层的造价比砂石料节省材料费12.9％，省工l/3，充分显示了土工织物滤层的可靠性与经济性，也充分说明了保护渗流出口的重要性。
[实例5-4] 淮河陈大湾堤段地基管涌抢险
1991年7月，淮河大堤陈大湾堤段背水坡脚出现了一直径30～40cm的翻砂鼓水孔，孔口堆积了砂环，冒出的水柱高达30cm。抢险时用了一块质量为400g/m2的非织造土工织物，长宽皆5.3m，铺在乎整的管涌孔口上，试图压住管涌翻砂，但由于方法不恰当，开始时并未收到预期效果。当在织物中央加块石压重时，其周围鼓起；相反，在织物周围压块石时，则中间又鼓起。往上面再铺30cm厚的石料，仍有浑水流出；把压重加厚到60cm时，浑水依旧不止；再增厚压重到1.0m多时，渗出水才变清。待数小时后，非织造土工织物四周又流出浑水，说明险情仍未完全排除。后来在管涌孔周围修筑了一个长30m、高1m多的大围井，险情方被控制。
评论：
(1) 在铺非织物土工织物前，管涌孔内应先填人透水砂石料或用透水性大的小尺寸1号防汛袋装砂砾石抛入孔内，以削减一定的渗透力，然后再处理管涌，如上面所述。
(2) 非织造土工织物具有“保土排水”效果是肯定的，但可能所用非织造土工织物的透水性偏小，所以应选用等效孔径较大、透水性较强的非织造或织造型土工织物。
(3) 管涌往往以群体形式出现，即除主管涌口外，还潜藏着许多隐蔽的管涌口，分布范围较广。倘若非织造土工织物的覆盖面积不够，仅只堵住了主管涌口，周围小管涌群仍将发展和扩大，因此在处理和防护时，应采用较大范围的防治方法。
(4) 加非织造土工织物铺盖和盖重镇压后，渗水可能不会马上变清，一般需经过30～60min后才出清水，应注意观测。
[实例5-5] 洪湖市长江干堤小沙角管涌抢险
| 1998年7月31日～8月30日，在洪湖市长江干堤小沙角堤段(桩号490十920～491十000)先后发生6处管涌，均位于该处一水潭内，距堤脚40～55m。管涌孔径0.04～0.4m，涌出的沙盘直径0.3～8m不等。由于险情规模大、距堤近，受到当地干部群众高度重视，并得到了军队的支援。抢险的基本方法是：先用卵石等粗粒材料投入管涌孔压住较强的水花，再用砾石、砂、砾石、卵石正负五级滤层筑好导滤堆(对管涌规模小的仅用砂、砾、石三级材料)，每级材料厚0.4m左右，并沿水潭周围田埂抢筑“围井”，抽水反压，直到提高潭水位达1.5m。围井材料一律采用了防汛编织袋装土料。经及时探查、及时处理，险情得到了控制。 |  图5-15 小沙角管涌点平面颁 |
图5-15与表5-5描述了险情发生的大致位置和险情与内外水位条件及时间的关系。
表5-5 |
1998年小沙角管涌有关情况 |
| 桩号 | 出险日期 | 离堤脚 (m) |
管涌 编号 |
管径 (cm) |
江水位 (m) |
塘水位 (m) |
水位差 (m) |
备注 | |||
| 月 | 日 | 时 | 分 | ||||||||
491+000 |
7 | 29 | 08 | 00 | 45 | 1 | 4 | 33.43 | 26 | 7.37 | 在内平台坡上高程27.8 m处 |
490+000(2号) |
8 | 3 | 55 | 1.2 | 20 | 33.37 | 26.3 | 7.07 | 加高水塘周围袋土高度,抬高水位 |
||
| 490+920 | 8 | 10 | 10 | 45 | 40 | 4 | 40 | 33.71 | 27.4 | 6.31 | 加高水塘周围袋土高度,抬高水位 |
| 490+940 | 8 | 10 | 11 | 05 | 55 | 5 | 20 | 33.71 | 27.4 | 6.31 | 加高水塘周围袋土高度,抬高水位 |
| 490+933 | 8 | 30 | 16 | 00 | 44 | 6 | 20 | 33.58 | 27.53 | 6.05 | 加高水塘周围袋土高度,抬高水位 |
评论：
(1) 本例比较正确地贯彻了抢管涌的“三原则”，即“削减水压”、“保土排水”和“盖重镇压”，故一举成功。
(2) 传统的砂砾石分层反滤也是有效的，只要有料源，但必须保证分层填筑，不可混杂，且每层必须有一定的厚度。
[实例5-6] 监利长江干堤三支角管涌抢险
监利长江干堤三支角在1998年8月14日，外江水位35.41m时，在桩号574十800距堤内脚60～90m的水塘内出现27个管涌，其中孔径0.3m的3孔、0.12m的11孔、0.05m的13孔，涌砂量为0.1～0.5m3，立即采用三级导滤堆处理。8月21日，外江水位上涨到36.3m，在桩号575十100～575十140距堤内脚80m的鱼塘内出现10个管涌孔，其中孔径1.2m、0.8m各一个，其余8孔均为0.1～0.3m。经水下探模，所有管涌孔均位于原鱼塘无水时所挖的一条不规则的深沟内。为此，向管涌孔内紧急抛块石(厚0.2m)、卵石和碎石(厚0.2m)，再铺纱窗布，后填粗砂0.2m，再铺一层纱窗布，填卵石、碎石各0.2m，形成三级导滤堆，并沿鱼塘四周抢筑围堰，最大直径3m，引江水反压、抬高塘水位lm。在400m2出险范围内平铺反滤料完成后，险情基本得到控制。
以上两例是98防汛期间长江中下游干堤比较典型的出险和抢险案例。我们可以作出如下评论：
(1) 在堤后水潭和其他人工取土坑，由于表层的弱透水土层被减薄，往往成为出险率最高的地方。应备足抢险物料，严加防范。
(2) 对这类险情的抢护，只能排，不能堵。因为管涌的邻近区域都承受着相同的水压力，土层已接近临界安全状态。如果堵死，新的管涌必然接通而起，使险情无法消除。而排的方法除了保土性能外，可以起局部降压作用。
(3) 案例中采用了局部导滤降压与大范围围井贮水反压相结合的办法。主要是因为外江水位一直在升高、管涌数量增多、险情加重的原故，这种方法用简易快速的手段对较大范围的临界状态的土层增加了压重，又保留了局部的排水反滤，是一种成功的经验。
(4) 纱窗布有效孔径约为1.5mm，透水性大于A×10-lcm/s，可保护0.5mm粒径以上土料，在案例中使用效果良好。可见在抢护类似险情中土工织物的规格与一般反滤材料的设计不同，应做专门研究。
三、堤坝背水坡散浸
排水方法。
散浸是地下水浸润面已从背水坡面出逸的表现，如不及时处理，也有可能发展为管涌、滑坡或漏洞等险情。常用抢护方法如下： (1) 背水坡一般散浸可采用沿堤坡每隔一定距离开浅沟，填以砂砾料和土工织物包裹的导渗 |
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| (2) 若渗流量过大，出浑水，背水坡土松软，有滑坡塌陷等险情，宜用非织造土工织物作反滤层排水，以稳定堤身。其方法有二：一是用非织造土工织物做贴坡排水，如图5-16；二是沿堤坡开挖导渗沟，沟内铺土工织物，回填砂砾透水料，或再以袋土封顶，如图5-17。 |
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| (3) 如堤身断面不足，外滩狭窄，且背水坡产生严重散浸，则需在背水坡加筑透水压浸,则需在背水坡加筑透水压浸台，如图5-18。抢护方法是视险情范围，先在背水坡面上铺一块比散浸范围大一些的非织 图5-17土工织物导渗沟造土工织物至堤脚，织物上缘应在浸润线以上0.5m，顺堤线挖一条深、宽各0.5m的防滑沟，将织物埋在沟内，回填袋土或散土。为便于排水，每隔3～5m放一道Φ10～15cm |
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| 的以织造土工织物包裹的砂袋或软式透水管(可以回收)，使其与土工织物下缘连接起来，以便把渗水引至堤外小沟排走。在土工织物表面分层填土或堆袋土做成压浸台。 | |
海河水利委员会处理严重散浸险情时，采用了上堵下排的方法。
1) 上堵。即在迎水坡上沉放土工膜软体排截渗，在软体排上再压载。他们曾多次试验，效果都很好。由于散浸面积一般很大，故排体应当做得大一些，其长度常达10～15m，宽6～8m，应用时将各块排体连接使用。排体施工完毕后，还应观测截渗效果，加以记录。如图5-19。
2) 下游导渗采用非织造土工织物，先在堤的背水坡上超过出逸点0.5m高度处，顺堤线方向挖一条深为0.5m的防滑槽。沿堤轴线展开导渗排体，上端嵌入槽内，填土至与坡面平，下端超过坡脚0.5m。另外，还可在浸润线以上部位打挂排桩以防滑。导渗排体构造简单，抢护易行，排渗快，如图5-20，是抢救散浸的有效方法。
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图5-20 土工膜截流 |
[实例5-7] 监利县长江干堤上车湾内服坡和严重散浸抢险
1998年8月8日8时10分，在上车湾桩号618十850～618十865长15m范围内，堤内脚以上垂高2.5m发生脱坡，吊坎高0.4～0.5m；在桩号618十850～619十250长400m范围内，堤顶以下垂高lm以下堤内坡严重散浸，当时外江水位为37.65m。抢险方法：一是在内脱坡处用袋土做透水土撑，填矿砂0.1m，碎石0.1m，内脱坡险情基本稳定；二是用袋土外帮截渗，外帮长50m，面宽5m，高出水面0.5m，并在外帮上铺油布防浪；三是在400长严重散浸段开沟导渗，沟宽0.3m，内填二级砂石料，将渗水导出，险情基本得到控制。
[实例5-8] 监利县长江干堤卢家月严重散浸
1998年8月19日12时30分，在监利县长江干堤卢家月桩号563十085～563十105长20m范围内，堤内肩向下垂0.7m以下堤内坡严重散浸。14时10分，桩号563十103堤内坡高程35.6m处散浸集中，演变成浑水洞，孔径3cm。险情发生后，对严重散浸采取堤内坡开沟砂石导滤处理，沟宽0.3m，内填黄砂、碎石；在浑水洞上用袋土筑直径lm的围井，高0.5m，内填黄砂、碎石各0.2m；堤外用防汛袋土外帮长30m截渗，面宽5m，高出水面0.5m。经8个多小时抢护，严重散浸渗水减轻，浑水洞变成死水，险情基本稳定。
四、堤身跌窝与漏洞
堤身发生跌窝险情主要是由于其中有隐患。1991年6月14日滁河大水，在跳跃圩堤段有61处漏水洞，有的漏水洞口有碗口大，据介绍是因为白蚁凿孔贯穿堤身所引起。跌窝常伴随堤身漏洞发生，一般宜结合漏洞处理。这类险情破坏了堤防完整性，又缩短渗径，严重时有导致堤防突然失事的危险，故平时应注意发动群众捕獾(鼠、蛇等)，消灭白蚁。
1998年长江中下游出现较大跌窝7处、漏洞232处。
抢护跌窝的具体方法是：
| (1) 翻筑夯实。这种方法适用于跌窝不太深，发生在堤顶附近或背水坡，且不与河水相通，窝内无水流出的情况，如图5-21。处理时，首先清除窝内松土，选择与堤身基本相同的土料，分层(每层厚30cm)夯实。如果跌窝内潮湿或有浸水现象，应迅速用于土或在湿土中掺拌 l/10～1/5的生石灰粉填筑夯实。 |
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| (2) 若背水坡有跌窝且渗水严重，迎水面又有漏洞，但坡前有滩地，且水不深，跌窝尚未与漏洞直接连通，如图；5-22。这时可采用：土工膜在迎水坡截渗，堵住漏源；将跌窝翻筑夯实；漏洞下游出口用非织造土工织物等滤水材料做反滤井。 |
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(3) 如果跌窝发生在堤身单薄，堤面较窄的堤顶上，则在挖填跌窝前应视堤身稳定的需要，加筑外帮，如图5-23。外帮可以全部采用袋土或在袋土与堤之间再填散土。
(4) 如果跌窝发生在迎水坡水下部位，可用袋土等物料将跌窝填实，再加做外帮，如图5-24。新近出现的土工管和土工包对抢护跌窝和崩岸也将有效，可以在今后防汛抢险中试用。
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图5-24 迎水坡跌窝处理 |
总之，抢堵跌窝应查明原因，迅速抢堵。翻挖时，应注意边坡稳定性，必要时尚需加大断面，作为支撑，以免坍塌扩大。跌窝抢护后，还应随时监测。
若在堤防背水坡或堤脚处发现漏水通道，则一般在迎水坡有进水口存在，所以抢护原则仍然应是前堵后排，即应先找到迎水坡的洞口，以土工膜等加以堵塞。切不可盲目强堵出水口。
洞口位置的探查方法一般有：
(1) 看漩涡。水面上发生漩涡常是在漏洞进水口附近。如果漩涡不明显，可在水面上撤些麦麸、谷糠、锯末粉或硬泡沫塑料碎块等一类的轻浮物，以便发现水面游转集中的地方。
(2) 人工探洞。若漏水量不大，可由数名潜水员成队沿堤坡潜入水中，用手摸、脚探，或用胸部贴近堤坡。感到有吸力的地方常是漏洞进水口。
(3) 仪器探察。广东省近来采用探流杆进行探测，各地都有新的办法可参照使用。
具体的抢险方法如下：
1. 堵塞漏洞进水口 如果漏洞口数量多、口径小，洞口周围土又比较软时，可用土工膜软体排堵在迎水坡洞口，软体排周围压载封闭，切断洞口水源，如图5-25。这种方法速度快，效果好。 |
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当洞口较小，周围土质较硬，可用直径大于洞口的铁锅扣住进水口，截断水流，在铁锅周围用软草、非织造土工织物、棉絮等塞紧，立即在上面抛压袋土，做成临时外帮坡，如图5-26。当然也可用土工膜软体排堵口，效果更佳。
抢险后，如果土工膜排体在洞口周围仍有个别凸起或少量漏水，可在排体上面的洞口周围，用袋土压实。
2. 围井反滤
在迎水坡堵漏洞进水口的同时，在背水坡漏洞出口处修筑反滤井。其方法是用袋土在漏洞出水口周围垒成围井，在围井内先铺非织造土工织物滤层，其上铺透水砂石料做压重。围井高度应超过井内水面20～30cm，如图5-27。
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图5-27 背水坡反滤井 |
[实例5-9] 武汉市汉口沿江堤丹水池段险情
1998年7月29日17时25分，长江水位达29.02m，在丹水池堤段桩号50十300处，巡堤人员发现防水墙脚有清水流出且水量较大，寻找源头发现距堤脚5～6m处有一直径15～20cm的漏洞，水柱高3～4cm，在其旁边还有2个小洞，直径2cm。抢险采用直径2m、高0.5m的围井，围井内填砂厚0.1m、碎石0.2m、小块石0.2m。19时20分处理完毕后出现清水。派专人防守，加强观察，该范围戒严，同时抢运、储备防汛材料。7月30日11时28分，发现围井旁边出现新的浑水洞3～4处，洞径2～3cm，水柱高20cm左右，同时墙脚也出现大量渗水。7min后洞径发展到30～40cm，浑水流量加大，导滤料被水冲走，后采用防汛袋装砂石镇压及人踩，压高到1.6m左右水势被刹住。30日12时左右，抢险技术人员到外江找洞口。经推开浮物，发现外江距防水墙2m左右有游涡出现。有关人员跃人长江中用脚踩探，发现洞口在水面以下1.6～1.7m，洞径1m左右。12时20分，抢险人员用袋土进行外截，约抛40～50袋土，效果不明显。12时30分，技术人员改用棉絮和毛毯外堵。每床毛毯包三条袋土下沉，抛投7～8床毛毯棉絮后，效果很明显，堤内出水明显减少。13时左右抛袋土结束，共用毛毯和棉絮44床，堤内出水基本停止。此时堤内导滤堆突然下沉0.5m，经加反滤料后稳定。为保安全，决定对堤内有疑点的20m长范围铺砂石导滤，并在外江实施袋土外帮。13时20分左右，堤身内坡出现跌窝下沉0.3m左有，垂直堤身而建的砖砌围墙下挫裂缝。这例漏水洞险情，发生在武汉水位高达29.02m的危险情况下，从发现清水漏洞到出浑水，历时19h，这一时段内，经过了昼夜寻找，在外江找到漏洞口。从根本上解决了抢护重点，方化险为夷。
评论：
(1) 对于重大的近堤漏洞险情，要临危不乱，严格按抢险程序进行抢护是十分重要的。应先寻找和堵住进水门，再加固下游侧，否则难以真正除险。
(2) 外江洞口的抢堵，若能采用事先准备好的土工织物软体排，则效果可能更好。
五、洪水漫顶或风浪冲蚀
当江河上游发生特大洪水，来水量超过工程设计标准，或河道内有障碍物影响洪水排泄时，皆会使水位壅高，造成洪水漫顶。此时，又常伴随暴风雨袭击，加重险情。抢护方法有：
| 1. 抡筑子堤 它适用于堤顶较宽，取土方便，风浪较小，洪峰持续时间不长的情况。具体做法是： (1) 清除堤顶表面杂草和积水。 (2) 迎水面子堤堤脚离堤肩应不小于0.5～1.0m。子堤上、下游边坡在1:1左右，顶宽lm，高可根据实际需要确定，但也不能太高，一般在1～2m左右。如图5-28。 |
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(3) 在子堤迎水坡面堆土袋，第一层土袋应使袋长垂直于水流方向，土袋与其后面填土同步进行；第二、三层土袋同砌砖一样错开，如图5-29。 (4) 土袋口要用结实的线缝合，或用绳系好。这样，土袋平整，有利于稳定。 2. 袋土子堤 |
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它适用于堤顶较窄，取土不便，土的含水率大，风浪小，洪峰持续时间短的情况。这种子堤用土料少、速度快、效果好。其方法是：清除堤顶杂草，用袋土堆垒。土袋堆放像砌砖一样，如图5-29。袋口用线缝合或用绳系好，一般堆垒5层，其高度可达1m以上。这种子堤的边坡可稍陡些。
3. 子堤结合防浪排体
子堤和袋土子提前面可配合一道防浪排体。制作方法如下：
(1) 将织造土工织物拼成长10～15m、宽4～5m的排体，其下缘缝一条Φ40cm、长度大于10～15m的织造土工织物横枕土袋，每隔4～5m缝一道Φ40cm纵向压载土枕(与崩岸抢护中用的类似)。
(2) 把防浪排体展开在抢护堤段上。
(3) 往横枕装土。
(4) 滚排成捆后，移至防浪堤肩。
(5) 防浪排体上 缘利用子堤袋土做压载。
(6) 抢险人员齐力把防浪排体推沉到预定位置。
(7) 往纵枕袋内装土，有时还可用小袋土，一袋接一袋地往下放，让下端横枕托住。
为了达到防浪冲蚀的目的，当挡水高度在1～2m以内时，也可用桩膜式挡水结构，此时桩必须打入堤坝内一定深度，以抵抗风浪力的作用。所用的土工膜应较厚实，或用复合土工膜，且间隔一定距离，膜后用防汛袋堆叠，以加强支护。这种方法比较简便，且汛后部分材料可以回收。建议试用，逐步推广。
[实例5-10] 黑龙江省库里泡水库防浪抢险
黑龙江省库里泡水库，系平原水库，主坝长5.4km，为无护坡的粘土均质坝。1988年汛期，水库风浪吹程达7.8km，浪高2.0m以上，对坝体造成严重威胁，在总结以前防汛抢险经验的基础上，采用了非织造土工织物上压袋土的临时防浪抢险措施后，被保护堤段情况良好，没有淘刷现象。黑龙江根据多次枪护使用的经验认为：无论采用什么办法，都要作好反滤层，否则难以奏效。对于防汛抢险，非织造土工织物滤层不受施工条件限制，铺好后即可抵御风浪淘刷。
[实例5-11] 安徽省天长县三荡湖圩堤洪水漫顶抢险
1991年汛期，安徽省天长县东接高邮湖大堤的三荡湖圩堤用化肥袋装土筑了一条长约7km、高0.2～1.0m的子堤，挡住了洪水，防止了风浪淘刷。安徽、江苏两省用化肥袋装土堆筑的子堤在防洪抗涝地区到处可见。1998年，长江、嫩江、松花江在洪水期间，利用袋土做防洪子堤取得巨大成功。长江流域的堤防筑子堤620km，松花江、嫩江流域堤防筑子堤800多km，筑起的子堤最高达2.2m，用于挡水的有数十公里，挡水高度1.6～1.7m。在洞庭湖区用修子堤方法多蓄洪水数亿立方米，减轻了长江中下游洪水的压力。
六、裂缝
对于汛期出现的堤坝裂缝险情，应引起足够的重视，它也可能是其他险情的预兆或者后果。在一般情况下，其抢护方法如下：
(1) 对于不甚严重的纵向裂缝，经观察已经稳定的，可从裂缝口灌人干砂壤土，用薄竹片捣固，并用土工膜铺在裂缝上，再用满足要求的土在裂缝上筑小土埂(宽约5～10cm，高3～5cm)，以防止雨水流入裂缝内。
(2) 对于宽3～4cm以上，深度超过1m的纵向裂缝，经检查无滑动(脱坡)现象，并已趋稳定的，可以先将其开挖，然后分层回填夯实与堤身相同的土料，每层厚度15～30cm，顶部高出堤面3～5cm，以防雨水流入裂缝内。
(3) 对于横向裂缝，若裂缝已漏水，应在迎水坡用土工膜截渗，背水坡做织物反滤。在堤上每隔3～5m，与裂缝相交垂直向挖槽，至看不见裂缝为止，分层回填与堤(坝)身相同土料。在某些情况下，有的裂缝除了填挖外，还需配合其他抢护措施。
[实例5-12] 钱粮湖农场采桑湖大堤裂缝
1998年7月20日，采桑湖大堤桩号32十000—32十090、高程35.8m处堤内肩出现1cm左右裂缝。7月18日，滑坡开始发展，裂缝最宽0.1m，垂直下沉0.2m，长度发展到600m，其中滑坡最严重的段长达93m。采取的方法为：在滑坡体覆盖土工织物，防止雨水灌入加剧险情；对滑坡体开沟(沟距20m一条，沟宽1.0m左右，沟深以见水为度)，以达到导渗减载、平压阻滑的效果；开挖土方则用来作平压土撑，对93m严重滑坡段每隔15m作一土撑；在滑坡体中下部作类似于减压井的砂井，穿过滑裂面；禁止非防汛车辆通行，并加强观测。经处理后险情基本控制。
评论：
这一事例采用的主要方法是：土工织物防雨，下游坡以沟和井排水减压，以及土撑抗滑，取得了良好的效果。
1.迎水坡截流
七、堤内服坡 内脱坡是由于堤身质量差、坡陡，汛期时浸润线抬高，背水坡土的抗剪强度降低，内坡整块向下滑动所致，如图5-30。抢险方法仍是迎水坡截流，背水坡导渗，具体方法如下： |
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(1) 迎水坡上铺2层防渗土工膜排体，与处理散浸时相同。
(2) 用袋土外帮堤身。
2. 背水坡导渗
(1) 背水坡做导渗排体与透水压浸台，与处理散浸时相同。
(2) 在背水坡上开挖导渗沟。沿脱坡裂缝处开挖横沟，沟深80～100cm，沟底宽20cm，上口宽一些。沿横沟(靠堤顶)铺挂非织造土工织物。沿坡面开挖竖沟(沟的大小同横沟)。横、竖沟内都放置以织造土工织物捆扎的苇把，并回填土料。如果无芦苇，也可用林秸、麦秸代替。主要是利用横、竖沟中的苇把捆将渗水排走，降低浸润线。应当指出，当内坡大范围严重渗水，又有漏洞、脱坡等复杂险情时，用单一抢护措施不一定奏效，此时应选择多种方法，配合使用。
1998年。长江中下游共发生较大脱坡险情270处，在各类险情中名列第二位。
[实例5-13] 洪湖市长江干堤王家漳由裂缝引起的内脱坡
1998年8月20日23时20分，洪湖段长江水位34.08m。在王家潭堤段内坡33.27m处发现一道明显裂缝，宽l～2cm，并向外渗水，不到lh，裂缝形成吊坎，坎高0.2～0.3m，宽2～8cm，吊坎长68m(桩号485十400～485十508)，坎内有大量明水流动；吊坎部分与两边的裂缝合计长度182m，缝宽1～2cm，深1n、以上，滑挫现象不明显，堤内无水潭。抢护方法：—是迅速排除挫裂面积水，加长加宽导渗沟使之加速排水二是用袋土抢筑外帮，截修和抢修透水内平台及土撑。外帮长380m，面宽8～10m，堤顶平；透水内平台长160m，土撑4个。险情基本得到控制。
评论：
该例表明，大规模裂缝有时是滑坡的先兆，后果十分严重。这一案例采用了袋土外帮培漏、内筑透水平台、加大导渗沟排水、土撑抗滑的综合措施，方法得当，抢救及时，取得了好的效果。
八、涵闸抢险
破堤建闸和修筑的涵洞，常由于施工、维修与管理不善等原因，有的闸边墩整体下塌，有的涵洞门被冲开或闸门脱槽，因而出现险情。
渠道内管涌险情，除了铺非织造土工织物局部做围井防护外，还可以采取关闭下游节制闸，抬高河水位，降低洪水时河道的作用水头等措施来排除。
[实例5-14] 京杭大运河江苏省扬州市通运闸整体倒塌抢险
1991年7月15日，江苏省扬州市的通运闸(位于京杭大运河上)上有一段4m多长的桥闸顷刻间整体倒塌失事，洪水将沿岸树木、工厂、农田吞噬。决口处水流直泻，100多kg重的大石块乃至几个土袋捆绑成的大块体一旦丢到水里，都很快被洪水冲走。危急之际，将十几艘水泥船和驳船、两部汽车．以及集装箱、土袋、巨大石块、砖块等抛入，次日在通运河上形成了一道新坝，才暂时解除了险情。
接着，结合重建通运闸时的施工运输和围堰的需要，抢建二道坝。二道坝的戗台以土工织物土袋垒筑，下游坡铺土工织物粗砂袋做排水反滤。在戗台的上游面铺土工膜防渗，至坡脚处向上游水平延伸7m，压土工织物土袋固定，然后在上游填粘性土坝体，形成新的挡堤。
[实例5-15] 湖北省新洲县举水汪套堤一座涵洞抢险
1997年7月10日凌晨，湖北省新洲县举水(内河)汪套堤底部有一涵洞门被洪水冲开。该涵洞是自来水厂取水用的穿堤建筑物，出险时举水河水位超过街道地面4～5m，堤坝是宽8m的沥青路面。涵洞门被冲开后，河面上形成直径1m大小的游涡，过洞流量为2～3m3/s，流速为2.6～3.8m/s，洞口两侧土体迅速垮塌，形成约20m宽的外脱坡。当地群众乘船打木桩数次均失败。后用重约90kg的小麦包抛投也都穿洞而过，但探明了洞口。随后用铅丝将三包粮食捆在一起抛填，堵塞洞口，但当抢险物料用完时，漏水洞仍没有被完全堵住，外坡继续坍塌，洞口出水量又增大到2～3m3/s。最终将油布拖到河边，其一侧在堤上。另一侧在船上。把粮包、砂袋、土袋待都堆在油布两侧边上，让油布和压重一起沉入水底，沉第一块时效果不好；沉第二块时把压重堆放在油布中间，沉下后，洞口出水量立即减小到小于lm3/s，水面漩涡也消失。此后又在迎水面筑起了一道长30m、高10m的新堤，并在背水坡洞口做了反滤围井，以土工织物土袋修复已坍塌的堤身，才算排除了险情。
[实例5-16] 湖北省汉川市汉北河堤民乐闸闸门变形漏水
1998年8月8日，民乐闸在超历史最高洪水位0.63m时，在18时20分，闸门出现漏水，且漏水量逐渐加大并形成水柱射流，水雾弥漫，闸门衍架支撑突然失稳，双悬臂式结构闸门左右两侧变形脱槽，闸门中间顶部整体扭曲变形，造成汉北河洪水向内渠冲泄，估计初始流量120m3/s。
险情发生后，立即组织力量在闸外以沉船、汽车等进行封堵，截至8月9日凌晨，已沉船5艘，汽车91辆及块石、预制板等大量器材，但险情仍未得到控制，进水量仍急剧增大，两侧闸门断裂加剧，最终使两侧闸门各宽4.5m闸孔全断面过流，宽14m的中孔闸门周边射水量同步加大。12时左右，实测流量为450m3/s，流速4m/s左右，闸前后水位差仍在5m以上。外抛堵闸抢护工作不得不暂停，并另研究确定了下述抢险方案：
(1) 以确保闸身安全为主，防止发生倒闸事故，在出水口(即内渠)建筑物底部边缘抛填钢筋石笼，消刹水能，防止掏空底部，8月9日已抛石笼2000余个。
(2) 研究和寻求上游抢堵最佳方案，积极筹集封堵物料，调集部队1000人。
(3) 启用刁汊湖蓄洪区和调洪区。汉川泵站和分水泵全力抢排。
(4) 用防汛袋土加高加固东干渠和民乐干渠东堤，确保城关和汉川电厂安全。制定闸门全部冲走后内湖洪水调度方案。
8月10日采用3000个钢筋铁丝网石笼进行抛堵，形成透水战堤，再抛石形成坡面。然后依次抛防汛袋土堵水。11日16时正式开始抛笼堵口，24h共抛石笼1.700m3。石笼高出水面平闸顶公路，进水流量大量减少。当时上下游水头差也有3m多，流量93.5m3/s，流速仅为0.35m/s，决定不再进行抛填。封堵工作基本按预定方案完成。
民乐闸抢险共组织劳力4.2万人次，耗用载重汽车95辆、船只4艘、粮食741.5t、铅丝笼3000个、钢丝笼2200个、预制板2045块、块石5000m3、防汛袋及草袋13万条。
九、溃口抢堵
堤防溃口是严重的险情，如不及时抢救，后果严重。现举堵口实例如下。
[实例5-17] 北京怀柔县沙河溃口抢险
1991年6月11日，北京市北部山区降暴雨，山洪暴发，密云、怀柔等县灾情严重，有些地方出现泥石流，造成道路堵塞、房屋倒塌、庄稼毁坏、人员伤亡或失踪。山洪暴发使怀柔县沙河溃口，当地军民在溃口处筑起人墙，用身体堵住溃口，也用了土袋等物料筑起一道长45m、宽1.8m的新堤抗御了洪水。
[实例5-18]江苏省苏州、无锡一带好堤溃口抢险
苏州、尤锡一带是河网地区，圩堤很多，发生溃口后，常在堤的上、下游打入毛竹杆，毛竹杆之间用铁丝拉住，并在上、下游用土工织物袋装土堆垒，中间填散土，或者全部用土袋和灰袋(编织袋装粉煤灰)堆垒。1987年以来，仅苏州市用土袋堵口(当地叫活络坝)的就有700多处。水涨起来就加高活络坝；水退下去就拆掉一部分，以排走内涝。活络坝一般高4m左右，筑、拆都很方便。在1991年防洪排涝中发挥了很好的作用。
评论：
活络坝这种方法简便易行，造价低，可重复利用，也有利于环境保护，适用于小型工程，应大力推行，活络坝的形式可有多种，材料不一，各地可因地制宜地发展。
[实例5-19] 湖北省牌洲合镇垸溃口
1998年7月31日上午，嘉鱼县牌洲湾合镇境内中堡村魏码头距堤脚40m处发生管涌险情，先后采用围井导滤蓄水反压措施，抡护至8月1日3时，险情基本得到控制，但仍出少量砂。8时，管涌又在原险情附近发生，再组织抢护，但险情仍继续转移。持续到晚8时30分左右，堤身出现1～2m的缺口，并迅速发展到100余m宽，导致合镇垸溃决。
评论：
本案例缺乏详细资料，初步分析为近堤段砂基流土破坏导致溃口，对于短时间内原险情邻近部位不断涌现管涌点的砂基，应进行大范围的枪护，因为现象已表明，附近土层承受的压力，均已达到临界状态，应同时得到加固。而牌洲湾渍口很可能因处理范围太小，顾此失彼而导致失败。
[实例5-20] 湖南安造垸溃口
安造垸由安造、安尤两垸组成，三面环水，其西线有书院洲堤段。1998年7月24日20时，此处洪峰水位为40.44m，超历史最高水位0.72m。在19时30分，书院洲棉纺厂堤段挡土墙后两小屋交界处，有一直径20cm的废铁管冒浑水，并带有泥沙。20时50分，挖开铁管后多处冒水，且流量较大，险情发展较快。虽奋力抢险，但险情仍未得到控制。21时15分，堤身出现长约20m的整体塌陷，塌陷高度为1.5m，漫水深0.2m。在塌陷缺口漫水初期，防汛人员曾用防汛袋装土抢堵，但由于底部通道漏水量很大，又遇特大暴雨，加之供电因设施破坏而中断，交通不便，抢险器材难以到位等原因，枪险未能奏效，22时30分，该院溃决，溃口长度达到79m，深5～12m。
7月25日～8月1日，采用土方21.5万m3：、彩条布4万m2、防汛编织袋20万条、塑膜6t、油布120床，在原书院洲隔堤抢修了一条高4m、顶宽2.5m的子堤，并加筑了内平台和土撑，保住了安尤垸的安全。
评论：
这一事例所暴露的问题几乎是98汛期城区出大险的堤段所共有的通病：堤后存在着过近的建筑物，造成查险死角；无充足的防汛物料；无通畅的抢险通道；废弃水井、水管等易于与强透水层连通，土层抗渗性较差的地方元人重视、无人检查，待出险抢护时已无法控制，最终造成重大损失。这个教训是不能忘记的。另外，该事例也再次表明，用袋装土枪筑子堤速度快、效率高，在汛期十分实用。
防汛抢险工程是临时件的，其使用寿命只有几个月，汛后应及时将不合长期使用要求的险工段清除，然后按防洪标准加以修复或重建，其，其中的大部分系届翻修与整治的土方工程。防汛抢险时，在有些险工中应用了土工合成材料，施工质量较好。像这样的抢险工程，也可以继续利用，不予清除。例如：
(1) 堤岸崩塌处，用织造土工织物、非织造土工织物等制作的防冲软体排，用袋装土筑的外帮等。
(2) 抢护散浸时在堤外滩及堤迎水坡上铺的土工膜防渗体，下游堤坡用非织造土工织物作的贴坡排水以及用袋土堆垒的压浸台，仍均可作为堤身的一部分。
(3) 太湖一带的活络坝采用袋土筑成，均可利用。个别堵口如果是漏清水，可在上游用透水性小的土料或土工膜做防渗斜墙。
另有一些抢险工程却必须清除，如：
(1) 堵漏洞口挂的土工膜软体排。
(2) 抢护管涌群时(大面积)分几次铺非织造土工织物滤层的大围井应重新加固。
(3) 各种形式的袋土子堤、防浪排体以及那些长期暴露在阳光下的土工合成材料抢险工程，都应及时拆除等等。
一般说来，若不能证实抢险工程的质量良好，或者无法进行检验者，原则上应清除重修。
[实例5-21] 武汉市洪山区佐岭堤汛后除险
武汉市洪山区佐岭堤段在1954年大洪水期间曾经溃决。此后虽经复堤，但断面质量一直未达到标准。1998年大汛期间，该堤段低于江水位约lm，防汛人员紧急抢筑高达1.5m的子堤才挡住洪水。子堤完全用织造土工织物袋装土垒成，起到了挡水防浪的作用。汛后，堤防管理部门组织民工进行了汛后除险。首先用推土机将长826m、高达5层的防汛袋土全部推到堤内坡，并将堤后的袋装砂砾石围井也全部推倒，将度汛后因暴晒而失效的非织造土工织物袋全部拣出销毁，将士、砂、砾分类堆放。在汛后堤防加固的施工中，按它的透水性和粒径分别用于堤身断面加高和堤后透水压浸平台。
[实例5-22] 九江市溃口段汛后除险
1998年，长江流域发生全流域大洪水，九江市最高水位达23.02m，超警戒水位3.53m，超历史最高水位0.83m，达40天。城区堤防险象环生。九江城区堤防在1十815.5～1十875.5(即4～5号闸口间)堤段于8月7日13时10分溃口，当时外江水位22.82m，溃口险情发生后，守堤官兵和当地群众奋力抢险，于8月12日堵口成功。
九江市大堤溃口段的“清除险工”中，清除了堵溃口时所用的一切物料，同时勘测了4～5号闸口段堤基以及长江河势，按照有关单位对于溃口堤段规划的建议，考虑了整个城市的景观发展要求，通过精心的设计安排，在溃口段上建造了优美、典雅的纪念广场，作为纪念防洪英雄、激励后人的良好场所。
由于九江市是一个重要的交通枢纽城市，在江西省及我国的经济地位日趋重要，为了确保九江市的安全，彻底消除隐患，设计中，4～5号闸口问的堤防将与溃口段一同改造。将4～5号闸堤线拉直，复堤段全长479m，分15缝，共32个墙段，溃口段为10～14号墙段。为建纪念性装饰需要，墙后不填土，9号和15号墙段(即溃口段西侧)在墙后建管理用房。其他墙段在墙后填土。在溃口处及其以下的防洪墙基础设深层搅拌桩。1～8墙段和16～32墙段墙后新填土填筑较高，为避免或减少新填土表面产生裂缝，在防洪墙背水侧底部铺设了CEl31土工网。
