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1、大堤管涌形成机理分析及治理方法肖四喜!李银平"岳阳师范学院!湖南岳阳摘要本文分析了大堤管涌形成机理及易发地点!并提出了治理措施!对管涌治理有一定参考意义关键词：流砂、管涌、动水压力、治理引言：其方向与水流方向相反土骨架对水流的阻力"为单位土体近几年来!我国洞庭湖和长江一带连续遭受了阻力&(历史上罕见的洪水灾害!在汛期大堤长期处于超高水位的浸泡!各种险情不断发生"管涌大堤内外滑坡涡崩等&!如不及时发现妥善处理将会造成溃堤决口的灭顶之灾!给国家和人民的生命财产带来严重损失!如$VVV年Y月湖南益阳民主垸因管涌引起倒垸事
2、故就是一例(本文就汛期险情出现频率较高!危图流砂产生原因试验害较大的管涌现象作一粗浅的分析!并提出一些治理方法!供参考大堤管涌产生的机理流砂现象实践经验表明!具备下列性质的土在一定动水%_!粉粒压力作用下!就可能发生流砂现象图大堤产生流砂原理"$&土的颗粒组成中!粘粒含量小于$"颗粒为%-%%‘a%-%‘::&含量大于Y‘_"^&颗粒级配中!土的不均匀系数小于‘".&土的天然孔隙比大于%-Y‘"#&土的天然含水量大于.%_因此!流砂现象常发生在细砂粉砂及粉土中流砂产生的原因可通过图$试验说明(由于高水位的左端"水头为
3、b$&与低水位的右端"水头为b^&之间存在压力差!水经过长度为c!断面面积为d的土体由左向右渗透!作用于土体上的力有作用于土体左端hWh截面处的总水压力!其方向与水流方向一致"ef为水的重度&作用于右端iWi截面处的总水压力!万方数据]qqq年第r期由静力平衡条件得’efb$dkefb^dkjcdl%化简得式中b$kb^为水头差与渗透路(c)程长度之比!即为水力坡度以m表示!式"$&写成jlnef!由于j与水在土中渗流时对单位土体的压力op大小相等方向相反!所以收稿日期’$VVVW%XW$作者简介’肖四喜"$VZ.&
4、!男"汉族&!湖南益阳人!学士讲师工程勘察stuvtwxyzw{
5、}y~t!vz"{vzuy!#$%~t&zy"#Y称为动水压力,其作用方向与水流一致,见图*-当".’/时)/为土的浸水容重+,土颗粒失去自重,处于悬浮状态,土的抗剪强度等于零1土颗粒能随渗流的水一起流动产生流砂现象管涌产生的机理当大堤堤身含有细颗粒,且颗粒为均匀松散的非粘性土层时,在长期高水位浸泡下,其土层变成饱和土时极容易产生管涌冒砂现象,随着堤外洪水的上涨,即压(,)力水头加大)图4+-当3’(56’)式中’(1’分别为水和土的重度+,即水的渗透作
6、用对堤内不透水地表土层的顶托力大于地表土的重量时,产生管涌或管涌群,冒出大量泥砂,且管径不断加大如不及时处理则造成溃堤决口,后果不堪设想72堤身8*2透水土层842压力水位线)为压力水头+92不透水地表土层)6为不透水层厚度+8:2承压水顶托力大堤产生管涌机理大堤管涌易发点):+化学注浆法即采用粘土固化注浆法,建立地下防渗帷幕防渗堵漏,或采用先灌大米1黄豆等遇水如堤外水渗流加快,动时,土颗)C+对距大堤7土颗粒随渗流土坑等低洼处,盖土层的重量,膨胀的物质灌住缝眼,然后浇灌水泥浆-此法在7AAB年岳阳抗洪中起到了较好的防
7、治管涌的效果由以上分析及近几年汛期管涌发生现象表明管涌主要发生在以下地点)7+堤边水井-水井一般打入透水层能渗入透水层,则随着堤外水位上涨水压力!加大,当大于土的浸水容重’/粒处于悬浮状态,其抗剪强度等于零的水一起流动,产生流砂管涌,通过井底喷出)*+堤边水塘1水沟等低洼处-因这些地方其底部标高与堤外水位相差较大,地表土)非透水层+较薄,是薄弱环节,当堤外水位上涨时,由于水的渗透对地表土顶托力加大,极易产生管涌)4+堤脚附近)堤脚为砂土+-砂土为透水层,大堤长期处于高水位浸泡,堤脚砂土变成饱和土,堤内脚出现微渗,产生内
8、脱坡形成流砂1管涌)9+离堤脚7<<=*<<范围处)含有砂土层+-当砂土层位于堤内地面一定深度时,当大堤长期高水位浸泡,砂土变为饱和土,当水位不断升高时,由于万方数据9B工程勘察HIJKILMNOLPQRNSITKOUPKOJNVWXYSIZONU渗流作用,则砂土中水的顶托力加大,当大于其上部薄弱处覆盖土的重量时,则产生管涌或管涌群):+大堤中修建的涵闸1排水道等处-如果在修建时,回填土不夯实,也会在江水作用下形成管涌通道管涌的治理方法据以上分析及实践经验表明@出现流砂管涌的重要条件是动水压力的大小和方向,因此防治流砂
9、管涌的原则是治水,从式)*+可知主要途径有消除减少或平衡动水压力)顶托力+,具体措施如下)7+在管涌处抛大石块或砂卵石袋堆筑平台以平衡动水压力,压住管涌-如果是堤内水塘出现管涌,可以采用虹吸管将堤外水引入水塘内减小水位差,平衡洪水渗透的动水压力,压住管涌)*+摸清管涌堤外渗水处,用大米1黄豆1粘土袋堵压,以减少洪水对江堤渗透的动水
