湖北土堤病害的整治（成因分析 整治措施）

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关键词： 土堤工程 土堤病害成因分析 土堤病害治理 防汛抢险

内容简介

　　3. 土堤病害的处理　　土堤病害的产生，往往不是一种原因产生的，一般是几种原因共同作用，几种病害同时发生。　　3.1 渗流引起病害的处理　　如前所述，渗流引起的病害统称渗透变形，都是发生在土堤持续挡高水位、堤内最高浸润线即将或已经形成的时候。处理的总原则是迎水坡堵截、减压，背水坡或脚导渗、抗压。由于水位高水深大，一般情况下，在迎水坡采取截渗措施比较困难，而是在渗流出口采取措施，保护渗流出口，不使遭受破坏，避免病害发展造成失事。　　3.1.1 散浸的处理　　散浸处理最有效的办法是用反滤层保护散浸出口。反滤层的层间粒经级配应满足四个要求：　　a.各层内部颗粒不得移动；　　b.较细一层的颗粒不得移动；　　c.除极细颗粒外，被保护的土壤不应被带入细层；　　d.允许带走的土壤，不应停留在反滤层内，以免反滤堵塞；　　反滤层的结构,如（图五）。为满足条件①，反滤层同层内的粒料不均匀系数应满足 ；为满足条件②和③，相邻层间的粒料系数 ；为满足条件④，砂砾中小于0.15mm和碎石中小于5mm的颗粒含量不应超过5％，任何层中小于0.1mm的颗粒含量都不应超过5％。　　 ：表示某一粒径，滤料中恰好有60％的颗粒小于这个粒径。 意义相仿。　　 、 ：表示粗层和细层，或细层和被保护土壤的平均粒径。　　反滤层都用于土堤挡高水位时，散浸面积大，土壤严重饱和的情况。如1983年和1998年汛期黄石西塞堤、合兴堤、二百二堤、鼎丰堤背水坡或脚散浸处，就是采取这种措施处理的，效果很好。　　如果堤身宽大，散浸初起，土壤饱和不严重，可在内坡开沟，沟内按上述要求填滤料做成导滤沟，导滤沟有纵沟，斜沟和纵斜沟联合成“人”字沟三种，斜沟导滤范围大，收效快；“人”字沟具有斜沟的优点，又便于将渗水导出堤脚处，一般最为常用。　　“人”字沟布置，如(图六）。沟深0.5～0.8m；沟宽0.3～0.8m，纵沟间距5～8m。1998年汛期黄石鼎丰堤普遍散浸，处理措施，大部分是“人”字沟法。　　在采用导滤沟，反滤层措施处理散浸时，如果滤料用量大，材料供应或运输有困难时，还可用柴草代替滤料，具体做法是，在散浸部位的坡面上，完全铺一层厚5cm的稻草，上铺一层5～10cm厚的芦柴或细竹再盖一层草袋或稻草，然后表面覆土夯实；同样可用稻草包、芦柴、细竹做成导滤沟。　　在做导滤层和导滤沟时，应该特别注意其上、下界线，上界必须在浸润线顶点稍上，下界必须直至堤脚处，这样才能将渗水全部导出堤外，控制散浸的发展。　　3.1.2 流土、管涌的处理　　流土、管涌表象相似，一般极难区分，为分别病害轻重，作适当的划分是必须的，利用渗流出口沙离沙丘的沙量平衡法来判别，通过1983年和1998汛期的实践证明，具有一定的可靠性。　　具体做法是：根据现场量测，可粗略地得到沙离的体积 和沙丘的体积 ，如（图七），若 ，则说明渗水只带动了出口的砂土，可算为流土，若挡水位稳定或下落可暂时不处理；当 ，则表明堤基内部砂土已被水流带出，则管涌已经发生，则必须立即采取措施处理，如1983年汛期，西塞堤渗流出口带砂的险情多数属于流土，有部分未作处理而只是严密观察。　　流土、管涌是由于渗透压力超过地层盖重，水冲破地层带砂出露而成。　　渗透压力的大小决定于渗透坡降和透水体的土力学特性。对于某一挡水土体能否出现流土或管涌，常常用出现流土，管涌时的临界渗透水力坡降来判断（即 ）。 的计算可用汰沙基经验公式估计：　　 　　 ——土粒比重，n：土壤孔隙率　　这个公式，实质上是考虑动水压力和土的浮重平衡原理演变而来的。　　当流土或管涌已经发生，则可以采取加重出口重盖的措施来处理，重盖的厚度可用力平衡原理建立公式来估算：　　 　　t:渗流某点以上重盖总厚度；　　h：某点的渗透压力，以水柱高计；　　r：为重盖材料（土、水和导滤料）的浮溶重。　　K：安全系数，粘性土取1.5～2.0，非粘性土取2.0～2.5。　　关于h值的确定，若有历年的渗透观测资料，可用实际资料分析估算：用现时浸润线坡度 ，减去渗流破坏坡度 ，乘以渗径长度L即是， 。如（图八）所示。　　当无实测资料时，可以现场估算。估算的办法是：可在流土管涌出口点扣桶，让其水位升高最大值，此时流土管涌基本停止，则桶内水深即为h值，由于桶和土的接触面不可能绝对不漏水，因此此法所得h值应视实际情况适当加大。　　有了上述估算方法，我们就可以按照流土管涌处理的总原则制定具体措施。　　1983年汛期黄石西塞堤严重漏水。其上游堤段主要漏水处都集中在沟洼处。处理的措施：通过现场估算水位，一般在2cm左右，渗透压力不大，采取堵沟蓄水控制，水面稍低于地面，实际水深约0.3m时，流土管涌大部分停止。为防江水上涨，水中填铺砂、石导滤料0.2m（相当于低反滤围堰）。　　3.1.3 脱坡的处理　　脱坡的原因是滑动力超过了抗剪力。处理的原则是设法减小滑动力，增加抗剪力，其做法可归纳为“上部减载、下部压重”，如因渗流作用增加滑动时，必

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