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摘要：堤坝质量关系着人民的生命财产安全，而管涌是危害堤坝安全的重要工程隐患。因此，探讨管涌形成的原因及如何防护治理是提高堤坝建设与管理的重要课题。本文结合工程实际，分析了管涌形成的原因，并在此基础上提出相应的防治措施。
关键词：堤坝管涌；成因；防治
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1堤坝管涌成因
管涌是指在汛期高水位情况下，堤内平地发生“流土”和“潜蚀”两种不同含义的险情的统称。堤坝形成管涌原因很多，大致可分为以下几种情况：
堤坝前期工作未做或做的不够细致，因而，对堤坝基础由多元质地结构组成不详，致使堤坝内处于高水位运行时，堤坝外原有透水层在堤内渗水压力作用下，持续携带泥沙而形成了管涌，如不及时发现抢护，将会酿成堤坝垮塌事故；在堤坝建设或续建过程中，未对堤坝内外划定安全取土界限，在建堤坝过程中取用了安全区不透水层土料，从而使堤坝在高水位运行时，通过堤坝后就近取土坑渗出水流并携带粉细砂持续流失，即造成堤坝垮塌事故。
在堤坝建设中，因对施工质量监管不严，把不合乎堤坝要求的土料，如粉细砂或干土块、冻土块（寒冷地区）填筑堤坝，在堤坝体中形成了薄弱层，在堤坝运行至水位高于此层时，就将形成透水酿成管涌险情。例如：新疆乌鲁木齐市米东区塔桥湾水库（中型），于1962 年冬季在续建加高坝体时，因把3cm左右的积雪层未清除，而在其上加高，致使该库运行至1963 年6月中旬，库水位升至积雪层高层时，在夜深人静时，先发生渗流，近而管涌，直至大坝垮塌（见图 1）。在堤坝外从事农田耕作、凿井、修渠或矿区挖掘等，破坏了堤坝后上下不透水层，而形成管涌结局。
图1：填筑质量不佳，管涌示意图
2 堤坝管涌防治
据上述形成管涌的诸多成因，我们应对已建、续建或新建堤坝工程可能造成的各种管涌隐患，做到早发现，早防护，早治理，以防患于未然。对堤坝工程做好水文地质等前期工作，做出有无发生管涌隐患的科学论证，如有，就要做好其可靠的防治工程措施。其防治原则是：前堵后疏，堵疏结合，在发现险情时，及时抢护，排除管涌隐患。
2.1 堤坝管涌防治措施
针对堤坝可能发生管涌的具体情况，做出科学的分析论证，提出防治管涌的设计方案，妥为实施，达到防治管涌的目的。其具体防治措施列举如下：
2.1.1 前堵
众所周知，造成各种情况管涌的主要原因是：堤坝前基础或坝体本身质量不好，有透水层。当透水层具有一定压力，有携带并冲走坝基或坝体中细颗粒泥沙时，在堤坝前采取堵断水流通道的工程措施，就可以从根本上防止发生管涌险情。其具体防治工程措施有以下几种方案。
①当仅坝基下有透水层时，可在堤坝前坡脚处采取垂直防渗工程措施，如：灌浆帷幕；槽孔砼截水墙；土工膜防渗等办法，用以堵断渗流通道（图2）。对水库大坝也可采取水平防渗措施，如：在堤坝前填筑粘土铺盖；铺设土工膜压护等，与坝体结合成整体。用此延长坝前渗流渗径，以减少渗水压力，达到防止坝后发生管涌事故。长度以大于水库回水线为准。铺盖厚度为水头的1/4～1/3；土工膜型号应视建筑等级与坝体前水头等要素设计。
②当坝基下有不透水层，而坝体质量差时，为防治管涌隐患，可在坝体轴线上，设置灌浆帷幕或浇筑槽孔砼截水墙，用以堵断坝基与坝体渗流通道，排除造成管涌的主因（见图3）。此办法在水库除险加固中常用。对经过重要城镇或工矿经济区具有发生管涌隐患的江河段堤坝，也可酌情采用。
图2：在堤坝前设置防渗工程防治管涌示意图
图3：坝体质量不佳防治管涌示意图
2.1.2后疏。
因堤坝基础下或堤坝中有渗流渗出，当形成压力后，就可能在堤坝后某些防渗薄弱地方造成管涌险情。对此可采取准其排出渗流，但不得发生携走细小泥沙颗粒的工程措施。其具体办法如下：
①当渗流层在堤坝基下时，据其在堤坝后渗出部位处，采用铺设反滤层压护即可。具体筑法是先铺筑粗砂层，厚30cm，其上再铺砾石层30cm 压护（见图 4），确保渗水层呈清水畅通，无细小泥沙颗粒携带情况即可。如有天然级配合适的砂砾石，直接铺填压护也可，一般厚60cm左右，以能起到防护作用即可。此办法在堤坝后低洼或湖泊渗流点处也可采用，只是砂石料用量较多而已，但很有效。在缺乏砂石料地区，也可采用稻草或麦草在其上压护，其厚度一般30cm即可，其上压重物（如城市建筑砖石垃圾撒抛其上），保证麦秆或稻草不漂浮只渗流清水即可。
图4：用砂砾石分层压护防治管涌示意图
选用无纺布压护，也是近几年来各地防治管涌险情的常见办法，但应注意三点。一是其孔目大小要做好观察试验，保证细小泥沙颗粒不被携走；二是渗出清水畅通无阻；三是压护面积大于渗水面积，且要压护好，不会被漂浮移动。
②当堤坝质量不好，在高水位运行时，堤坝本身渗水，堤坝内浸润线较高，堤坝后坡上出现渗水时，为防治管涌（甚至发生滑坡）发生，应在堤坝脚填筑三级反滤堆体，其高度要高于浸润线逸出点。铺设顺序是最靠坝部位为粗砂，其后为砾石，砾石外用卵石砌筑，组成沿堤坝脚稳定堆体，即可起到防止发生管涌险情。
当堤坝浸润线不高，逸出点在坡脚附近时，可沿堤坝坡铺设30cm后粗砂层，30cm砾石层高度高于逸出点即可，再在沿堤坝脚挖一集流槽和引流沟（用砂砾石填充），将渗水引到堤坝后安全区外，即可起到防治管涌险情。
③当堤坝基础下有渗流，堤坝质量不好，高水位运行时，坝体浸润线较高时，其防护措施可采用上述①、②两个办法综合治理，即可化险为夷，此处不再赘叙。
2.1.3 围堰。
在堤坝外发现管涌面积不大时，先在管涌口处填筑砂砾石暂缓携带泥沙险情扩大，再将可能发生管涌部位周围用编织袋或麻袋装土抢筑围堰，围堰内同时填筑反滤料，达到防止管涌携砂，用导水管将渗水排走，当堤坝前水压力（即渗流的水压力）与围堰内的水压力呈平衡状态时，管涌险情即被控制。所以，围堰的坚固性和保持围堰内水位恒定是能否消除管涌隐患的关键。
2.2 健全堤坝管理体制
对建成或在建、将建堤坝工程，要及时组织堤坝管理机构，健全管理制度。在建设或运行期间要加强监管维护，否则仍然不能排除后发的管涌险情。
对建成的堤坝，在管理中要预先设定堤坝前后安全防护区界限。在界限内不得乱挖乱建。严禁任何危害堤坝安全活动。如特需的生产建设活动，必须保证预先做好防治管涌的工程措施方可；对在建或新建堤坝，要把防治可能发生管涌的隐患工程措施包含在建设的计划中，与工程建设同步进行，不得顾此失彼。同时，要严格监督建设中的施工工程质量，严防偷工减料豆腐渣工程，杜绝工程运行后，发生工程管涌险情；在堤坝运行中，特别是高水位运行期间，要加强堤坝内外严密巡视，发现管涌先兆，要及时组织抢险。其原则仍是前堵后疏，视具体情况，因地制宜，综合治理。若发现及时，在砂石料丰富地区，迅速用砂石料压盖，是最快最有效手段，在控制了涌沙情况后，再采取加固措施。切不可发现管涌先兆，行动滞缓，贻误战机。
3 结语
造成管涌的主要原因是堤坝基础有压力渗流而造成，所以，采取工程措施，堵断上游渗流通道，那就从根本上防止了堤坝后发生管涌的可能。如在坝后可能发生管涌的地方，采取可靠有效的疏导工程措施，让其只排渗水，而不携带走泥沙，自然也就不会发生管涌险情。任何工程措施都不是百分之百可靠，为此，加强堤坝高水位运行期间的巡视工作，及时发现管涌先兆及时抢险，也是防止堤坝发生管涌险情的主要防护原则之一。
參考文献：
[1]罗玉龙，速宝玉，盛金昌，詹美礼.对管涌机理的新认识[J]. 岩土工程学报. 2011(12)
[2]姚志雄，周健，张刚.砂土管涌机理的细观试验研究[J]. 岩土力学. 2009(06)
[3]周晓杰，介玉新，李广信. 基于渗流和管流耦合的管涌数值模拟[J]. 岩土力学. 2009(10)
关键词：堤坝管涌；成因；防治
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1堤坝管涌成因
管涌是指在汛期高水位情况下，堤内平地发生“流土”和“潜蚀”两种不同含义的险情的统称。堤坝形成管涌原因很多，大致可分为以下几种情况：
堤坝前期工作未做或做的不够细致，因而，对堤坝基础由多元质地结构组成不详，致使堤坝内处于高水位运行时，堤坝外原有透水层在堤内渗水压力作用下，持续携带泥沙而形成了管涌，如不及时发现抢护，将会酿成堤坝垮塌事故；在堤坝建设或续建过程中，未对堤坝内外划定安全取土界限，在建堤坝过程中取用了安全区不透水层土料，从而使堤坝在高水位运行时，通过堤坝后就近取土坑渗出水流并携带粉细砂持续流失，即造成堤坝垮塌事故。
在堤坝建设中，因对施工质量监管不严，把不合乎堤坝要求的土料，如粉细砂或干土块、冻土块（寒冷地区）填筑堤坝，在堤坝体中形成了薄弱层，在堤坝运行至水位高于此层时，就将形成透水酿成管涌险情。例如：新疆乌鲁木齐市米东区塔桥湾水库（中型），于1962 年冬季在续建加高坝体时，因把3cm左右的积雪层未清除，而在其上加高，致使该库运行至1963 年6月中旬，库水位升至积雪层高层时，在夜深人静时，先发生渗流，近而管涌，直至大坝垮塌（见图 1）。在堤坝外从事农田耕作、凿井、修渠或矿区挖掘等，破坏了堤坝后上下不透水层，而形成管涌结局。
图1：填筑质量不佳，管涌示意图
2 堤坝管涌防治
据上述形成管涌的诸多成因，我们应对已建、续建或新建堤坝工程可能造成的各种管涌隐患，做到早发现，早防护，早治理，以防患于未然。对堤坝工程做好水文地质等前期工作，做出有无发生管涌隐患的科学论证，如有，就要做好其可靠的防治工程措施。其防治原则是：前堵后疏，堵疏结合，在发现险情时，及时抢护，排除管涌隐患。
2.1 堤坝管涌防治措施
针对堤坝可能发生管涌的具体情况，做出科学的分析论证，提出防治管涌的设计方案，妥为实施，达到防治管涌的目的。其具体防治措施列举如下：
2.1.1 前堵
众所周知，造成各种情况管涌的主要原因是：堤坝前基础或坝体本身质量不好，有透水层。当透水层具有一定压力，有携带并冲走坝基或坝体中细颗粒泥沙时，在堤坝前采取堵断水流通道的工程措施，就可以从根本上防止发生管涌险情。其具体防治工程措施有以下几种方案。
①当仅坝基下有透水层时，可在堤坝前坡脚处采取垂直防渗工程措施，如：灌浆帷幕；槽孔砼截水墙；土工膜防渗等办法，用以堵断渗流通道（图2）。对水库大坝也可采取水平防渗措施，如：在堤坝前填筑粘土铺盖；铺设土工膜压护等，与坝体结合成整体。用此延长坝前渗流渗径，以减少渗水压力，达到防止坝后发生管涌事故。长度以大于水库回水线为准。铺盖厚度为水头的1/4～1/3；土工膜型号应视建筑等级与坝体前水头等要素设计。
②当坝基下有不透水层，而坝体质量差时，为防治管涌隐患，可在坝体轴线上，设置灌浆帷幕或浇筑槽孔砼截水墙，用以堵断坝基与坝体渗流通道，排除造成管涌的主因（见图3）。此办法在水库除险加固中常用。对经过重要城镇或工矿经济区具有发生管涌隐患的江河段堤坝，也可酌情采用。
图2：在堤坝前设置防渗工程防治管涌示意图
图3：坝体质量不佳防治管涌示意图
2.1.2后疏。
因堤坝基础下或堤坝中有渗流渗出，当形成压力后，就可能在堤坝后某些防渗薄弱地方造成管涌险情。对此可采取准其排出渗流，但不得发生携走细小泥沙颗粒的工程措施。其具体办法如下：
①当渗流层在堤坝基下时，据其在堤坝后渗出部位处，采用铺设反滤层压护即可。具体筑法是先铺筑粗砂层，厚30cm，其上再铺砾石层30cm 压护（见图 4），确保渗水层呈清水畅通，无细小泥沙颗粒携带情况即可。如有天然级配合适的砂砾石，直接铺填压护也可，一般厚60cm左右，以能起到防护作用即可。此办法在堤坝后低洼或湖泊渗流点处也可采用，只是砂石料用量较多而已，但很有效。在缺乏砂石料地区，也可采用稻草或麦草在其上压护，其厚度一般30cm即可，其上压重物（如城市建筑砖石垃圾撒抛其上），保证麦秆或稻草不漂浮只渗流清水即可。
图4：用砂砾石分层压护防治管涌示意图
选用无纺布压护，也是近几年来各地防治管涌险情的常见办法，但应注意三点。一是其孔目大小要做好观察试验，保证细小泥沙颗粒不被携走；二是渗出清水畅通无阻；三是压护面积大于渗水面积，且要压护好，不会被漂浮移动。
②当堤坝质量不好，在高水位运行时，堤坝本身渗水，堤坝内浸润线较高，堤坝后坡上出现渗水时，为防治管涌（甚至发生滑坡）发生，应在堤坝脚填筑三级反滤堆体，其高度要高于浸润线逸出点。铺设顺序是最靠坝部位为粗砂，其后为砾石，砾石外用卵石砌筑，组成沿堤坝脚稳定堆体，即可起到防止发生管涌险情。
当堤坝浸润线不高，逸出点在坡脚附近时，可沿堤坝坡铺设30cm后粗砂层，30cm砾石层高度高于逸出点即可，再在沿堤坝脚挖一集流槽和引流沟（用砂砾石填充），将渗水引到堤坝后安全区外，即可起到防治管涌险情。
③当堤坝基础下有渗流，堤坝质量不好，高水位运行时，坝体浸润线较高时，其防护措施可采用上述①、②两个办法综合治理，即可化险为夷，此处不再赘叙。
2.1.3 围堰。
在堤坝外发现管涌面积不大时，先在管涌口处填筑砂砾石暂缓携带泥沙险情扩大，再将可能发生管涌部位周围用编织袋或麻袋装土抢筑围堰，围堰内同时填筑反滤料，达到防止管涌携砂，用导水管将渗水排走，当堤坝前水压力（即渗流的水压力）与围堰内的水压力呈平衡状态时，管涌险情即被控制。所以，围堰的坚固性和保持围堰内水位恒定是能否消除管涌隐患的关键。
2.2 健全堤坝管理体制
对建成或在建、将建堤坝工程，要及时组织堤坝管理机构，健全管理制度。在建设或运行期间要加强监管维护，否则仍然不能排除后发的管涌险情。
对建成的堤坝，在管理中要预先设定堤坝前后安全防护区界限。在界限内不得乱挖乱建。严禁任何危害堤坝安全活动。如特需的生产建设活动，必须保证预先做好防治管涌的工程措施方可；对在建或新建堤坝，要把防治可能发生管涌的隐患工程措施包含在建设的计划中，与工程建设同步进行，不得顾此失彼。同时，要严格监督建设中的施工工程质量，严防偷工减料豆腐渣工程，杜绝工程运行后，发生工程管涌险情；在堤坝运行中，特别是高水位运行期间，要加强堤坝内外严密巡视，发现管涌先兆，要及时组织抢险。其原则仍是前堵后疏，视具体情况，因地制宜，综合治理。若发现及时，在砂石料丰富地区，迅速用砂石料压盖，是最快最有效手段，在控制了涌沙情况后，再采取加固措施。切不可发现管涌先兆，行动滞缓，贻误战机。
3 结语
造成管涌的主要原因是堤坝基础有压力渗流而造成，所以，采取工程措施，堵断上游渗流通道，那就从根本上防止了堤坝后发生管涌的可能。如在坝后可能发生管涌的地方，采取可靠有效的疏导工程措施，让其只排渗水，而不携带走泥沙，自然也就不会发生管涌险情。任何工程措施都不是百分之百可靠，为此，加强堤坝高水位运行期间的巡视工作，及时发现管涌先兆及时抢险，也是防止堤坝发生管涌险情的主要防护原则之一。
參考文献：
[1]罗玉龙，速宝玉，盛金昌，詹美礼.对管涌机理的新认识[J]. 岩土工程学报. 2011(12)
[2]姚志雄，周健，张刚.砂土管涌机理的细观试验研究[J]. 岩土力学. 2009(06)
[3]周晓杰，介玉新，李广信. 基于渗流和管流耦合的管涌数值模拟[J]. 岩土力学. 2009(10)