第九章 施工經驗和护堤搶险

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内容出处: 《天津市防汛技术资料》 图书
唯一号: 020020020230025858
颗粒名称: 第九章 施工經驗和护堤搶险
分类号: TV861
页数: 67
页码: 223-289
摘要: 本文记述了天津市施工经验和护堤抢险的情况。其中包括土方工程、导渗工程、防风防浪措施、闸涵漏水抢护、堤身隐患处理、堤岸坍陷、脱坡及裂缝的处理、探测工作等。
关键词: 天津市 施工经验 护堤抢险

内容

第一节 土方工程
  今年汛期,共計修筑土方数量达530余万立米,动用人力400多万工日(見表9—1)。这些土方工程,按地区来說,市区只占3.5%左右,郊区占96.5%;按工程来說,培筑堤埝及加固子埝占59%,扒口土方占23%,培筑后戧占12%,防风防浪、搶险等占6%左右。工程自8月16日动工,大都在9月上旬完成,在这30天內,平均每天上堤13万人以上,最高一天曾出动24万人。其工作效率,一般每工完成1立米左右,水下挖土可完成0.5立米,条件較好处如海河两岸修筑子埝,效率达到2立米,全部土方的平均效率为每工日1.2立米。茲将土方施工的情况分述如下:
  一、爆破口門
  (一)任务概况
  为了能迅速完成扒口任务,开辟洩洪道加速排洪,采取了炸葯爆破堤埝的措施。全部共計实用炸葯728吨,雷管70,518个。据南郊、上古林、馬厂减河、良王庄等指揮部爆破的主要口門統計,共用炸葯662.11吨,炸开口門长度为12,261米,完成土方量为563,983立米,平均每立米土方耗葯量为1.19公斤。主要口門爆破情况及炸药用量見表9—2。
  (二)爆破实施情况
  1.馬厂减河
  (1)地形条件馬厂减河两岸主堤寬5~8米(右5米、左8米),河滩寬19~21米,淤泥深达1~1.5米,减河寬30米,河堤土质为亚粘土及粘土。
  (2)作业順序开始时順沿河堤爆炸,即先炸河滩再炸河堤,这样爆炸一次不能馬上通水,效果不好。后改用垂直河堤,在左右两岸同时逐段切除的方法,每炸一次,就能切开一条流水道,便于洩洪,且爆破时三面凌空,增大爆破效果,土块易被水冲走,减少淤积。
  (3)用药量及葯室布置(見图9—1)
  葯量按工兵爆破敎范松散爆破中,两倍过量装葯的公式計算(仍系圓錐爆破理論型經驗公式),即C=Abr3,式中C=单个葯室用葯量(公斤);A=土壤抗力系数,密实粘土为0.98,一般亚粘土用0.7,河滩淤泥用0.35;b=装葯指数,两倍过量装葯为1.65;r=爆破半径(米)即葯室間距(取重叠半径計算)。
  計算馬厂减河主堤葯量C=74.92公斤。
  河滩葯量=C=37.46公斤。
  (4)爆破材料及联綫方法
  ①炸药:采用硝硂304.3吨,梯恩梯11.0吨。
  ②起爆工具:用6号瞬間紙皮电雷管,每箱葯(分8包,共重24—32公斤)放8个雷管,每一个葯室引出一对脚綫,用5—100发点火机引火。
  ③联綫方法:干綫用粗綫,支綫用多股軟綫,用串联法連接。
  (5)开挖葯室及装葯爆破
  作业中每班工兵20名,配以步兵60名,葯室的尺寸为1~1.2米見方,深1.5~2.5米。装好葯,复土接綫后,两岸同时爆破。平均每隔1.5小时放炮一次,逐段进行爆破,每炮装葯34个,葯量1800公斤,可爆开堤埝10~15米,主堤炸深达3米左右(爆深約为葯室深度1.4倍)。
  2.高沙岭及上古林爆破
  (1)地形条件:高沙岭海挡堤頂寬12米,上古林堤頂寬7米,高約2~2.5米左右,土质均为粘土及亚粘土。
  (2)作业順序:因口門均較长,为加快速度,由中間开始,然后向两边扩展,每次爆破长度一般为21~50米,最大一次爆破150米。上古林隹戶附近,都采用短段爆破。
  (3)葯室布置及用葯量
  高沙岭葯室布置,纵橫間距均为3米,一次爆破順堤纵向6列,橫向5行,計設30个葯室。每室用葯量按計算为32公斤,实用24~32公斤。一次爆破堤埝长度可达21米(爆破长度大时,葯室按比例增多)。(見图9—2)
  上古林因事先切除原堤边坡,葯室布置是梅花桩状排列,橫向間距3米,纵向建距2米,第一列計3个葯室,中間装葯90公斤,两側装葯30公斤;第二列計2个葯室,皆装葯590公斤。(見图—3)
  (4)爆炸材料
  ①炸葯大部份为硝硂炸葯。
  ②起爆工具用軍用雷管、6号瞬发紙皮雷管及8号电发工业雷管等三种,每个葯室装雷管3个,用45伏干电池发火,电綫亦用串联法連接。
  (5)葯尺寸为0.8×1.2米,深1.5~2.0米左右。短段(20米左右)爆破时,每隔1.5~2小时可爆炸一次,炸深可达2~2.5米。
  3.二十五孔桥南运河堤爆破
  堤頂寬9米,上下游水头高差达3~4米。爆破方法基本同上古林,葯室沿堤設置2列,纵向間距采用4米,但用葯量按r=3米計算,每个葯室用葯32公斤。右堤一次先炸90米,依靠水力冲刷逐步扩大到120米。左堤一次爆炸100米。爆破中均沒有出現哑炮,效果很好。
  在25孔桥附近东排水干渠堤埝及王口鎭爆破时,因堤身土质松軟,上下游水位相差大,流速猛,曾采用跳跃式爆破,即間隔10米,爆炸10米长缺口,依靠水力冲刷,逐步扩大口門,节省了大量炸葯。
  4.北大港东围堤一带爆破
  堤身頂寬10米左右,土质为密实粘土。由于工期紧,工地采用大半径大集团装葯方式,葯室沿堤身中心成一列配置,間距5米,計算葯量按r=7米計算,每室用药C=550公斤,实用592公斤(布置見图9—4),导綫用两条串联电路幷联連接,一次爆破度达500米。
  (三)儿点体会
  1.葯室布置与用葯量
  (1)采用小半径小集团装姚,即按3米半径計算葯量和配置葯室,平行排列,如高沙岭一带的方法,是这次爆破堤埝中最成功的形式。其优点是能广泛展开作业、葯室开設快、用葯量少、易于快速装塡、爆破后口門底平,利于洩水。
  (2)采用大半径大集团装葯,如北大港东围堤一带的方式,缺点較多,主要是用葯多、葯室开設困难、爆破后因中間特深,水流易出旋涡。
  (3)葯室成梅花桩式配置,如上古林的方式,中央装葯按大半径計算,側边装葯按小半径計算,这种方法,用葯也較多,易留残角,且炸后底部不平。
  (4)跳跃式爆破能大量节省炸葯,但只宜在砂性土壤,炸后流速大于1.5米/秒的情况下使用,如在王口鎭,东排干一带爆破情况很好。在北大港东围堤也曾試用这种方法,因堤身为密实粘土,且流速不大,炸后剩余土埂,水流冲不动,再用人工淸除,反而增加作业困难。
  2.削除堤坡边角的方法,旨在炸后不留堤坡残角,保証洩水暢通。实践中摸索到的方法是:
  (1)用人工切除坡角法在人員充足时,可先用人工将两側坡角切除,旣能省葯又保証效果良好,在上古林曾采用此法。
  (2)側边葯室斜开法,乃将两側葯室向外偏斜,一般在1∶3的堤坡,两側葯室可以向外傾斜0.5~0.7米,中間葯室适当增加8~10公斤葯,炸后效果良好,方法也較簡便。
  (3)增加坡角葯包法,即在两側堤坡上各增加一个葯室,每葯室葯量为堤身上葯室的一半,在高沙岭使用此法也較有效。
  (4)采用大半径大集团一列装葯配置时,葯坑中应开設成哑鈴形(如东围堤一带的形式),以便装葯向两边伸展,有利于淸除坡角。
  3.器材的使用
  (1)雷管:使用雷管数量和方法有下列几种:①在馬厂减河每箱炸葯中使用8支雷管(平均4公斤炸葯用1支),使用方法見图9—5(a)。②在上古林每箱炸葯用3支雷管(平均8~10公斤1支),使用方法見图9—5(b)。③北大港东围堤每个葯室使用4支雷管(不考虑装葯多少)使用方法見图9—5(c)。上述三种使用方法和使用数量,从理論上讲是允許的,且实际爆破也証明能达到目的,個从防止意外和充分发揮炸葯威力出发,大型爆破时,以多用儿支雷管幷采用两条独立綫路为宜。一般应按4~110公斤使一支雷管,使用方法見图9—5(d)。
  (2)炸药:这次主要使用的是梯恩梯与硝硂炸葯。爆破結果証明,硝硂葯的破土能力不低于梯恩梯炸葯,在土壤爆破中威力基本相似。使用硝硂葯的成本比梯恩梯低1/4。但其吸浸性强,防水要求比梯恩梯严格。
  (3)导火索 使用結果証明,緩燃导火索不适于大型編組爆破,主要是不易掌握使数个葯室同时起爆,爆破时互相干扰,只适于制作点火管或作輔助手段使用。
  (4)电源与电綫
  ①电綫,使用电点火时,要求有良好的导电綫。实际运用結果看来,胶皮銅心綫导电能力强,做干綫比較好。鋁心綫电阻較大,也可使用。支綫最好使用多股銅心軟綫,但必須防止在同一綫路网內,使用不同規格、不同品种电綫做支綫,因电阻不一,影响爆破效果。
  ②电源爆破中使用了25发,50发、100发三种点火机和干电池,东围堤四道沟段曾使用过48瓩电机,均能完成任务。
  4.哑炮发防止:爆破中最影响作业进度与质量的是出現哑炮,在实践中找到减少哑炮的措施是:
  (1)对雷管进行电阻检查,摸淸性能,在同一綫路中使用相同电阻的雷管,脚綫长度也要一致。
  (2)保証炸葯不受潮,在水下作业时,炸葯必需用塑料布或塑料袋装好。在淤泥中如将葯装入壜子中,效果很好,必要时制作防水小葯包,做为扩爆葯,幷将雷管固定在其上。
  (3)装葯时,脚綫分开,間距10厘米,做注意不要搗断脚綫。
  (4)綫路連接时綫头擦亮扭紧,胶布包严,以防漏电,綫路用小木棍支起,离地面20厘米以上。
  (5)对支綫与干綫最后进行电阻导通检查。
  (6)要选择好电源,电压与电流值要超过綫路的需要数。
  (7)二个小組同时进行爆破时,地点与肘間要有間隔,防止互相干扰,前一炮震坏后一炮綫路。
  5.随时注意安全,具体措施是:
  (1)必需对工作人員反复进行安全敎育。
  (2)严格管理雷管与炸葯,把爆炸的物晶放置在安全地方,炸葯与雷管相距200米以外。在施工中严格按操作規程办事,爆破后由工兵負責淸理現場,哑炮必須由工兵处理,旁人不得乱动。
  (3)不准私动雷管、导火綫、炸葯,进行試驗必需經过批准,試驗时非工作人員必需远离。
  (4)爆破前,指揮員要亲自检查現場及人員撒离情况,确保安全后再点火。
  (5)安全距离計算公式如下:安全距离=80×装葯間隔,工地通常規定为400~500米,为縮短点火綫路而构筑的点火站应有掩蔽部,其与炸点距离不小于150米。
  (6)运送炸葯与雷管,尽量不經市內或少經市內、选择安全地方存放,設专人看守,事先对仓庫进行安全检查,加固門窗,切断电源。往工地运送时,有专人装卸,专人运輸,专人押运,专人警卫,装卸时应向操作人員讲解操作方法和注意事項。
  二、疏浚口門
  (一)任务概况
  馬厂减河扒口工程,設計要求将口門挖深至高程4.5米,以利宣洩团泊洼洪水。当时由民工突击开挖,断面极不規則,大部深度不足。加以在施工中沿堤坡脚曾有挡水土埂,寬31~10米不等,通水后不易淸除,同时弃土大部散积在口門上下,严重影响洪水下洩,必須进一步疏导。錢圈地区21#,22#,27#,28#,29#,5个口門的挖除任务,由市指揮部組織。冲挖导洪工程队負責。口門总长251米,减河左右两堤冲挖堤根寬各50~60米,共計130米(河身寬30米不包括在內)。当时水深平均約1米,上下游水头差50厘米,流速每秒1.4米,需冲土层的厚度由0.4~1.5米不等,平均厚度約1米,实測土方共計23,352.7立米。土质为亚粘土,塑性指数13~15,湿容重1.83吨/立米,含水量40%。
  冲挖导洪工程队是在8月底由交通部第一航务工程局、河北省航务工程局、天津市內河航运管理局、市建設局等23个单位抽調一部份职工及設备組織起来的,計有二只小型挖泥船及三个水枪組,小型挖泥船系新試制成功,原設計只适宜于挖淤泥,挖硬土有困难,过去只在靜水或流速較小的情况下施过工,挖口門則无經驗。而水枪在过去也只在子牙河冲过稀泥,对冲粘土也无經驗。該工程自9月6日开始,于10月20日胜利完成任务,其工程数量見表9—3。
  (二)机具設备,主要設备有下列几种:
  ①絞吸式小型挖泥船两艘。性能見表9—4。
  ②高压水泵5台,其中1台150瓩大泵,带3支水枪,4台20~28瓩小泵,各带1支水枪,水泵及水枪性能見表9~5。
  ③48瓩柴油发电机4台,其中两台供水泵用电,另两台中1台供挖泥船用电,1台备用。发电机的柴油主机为90匹馬力,缸径146毫米,行程为204毫米,轉数1050轉/分,每小时耗柴油15公斤,一般200小时換一次机油,每次用机油25~30公斤。其起动汽油机为20匹馬力,缸径92毫米,行程102毫米,轉数2600轉/分,仅在开車起动时用10分钟,每天耗油半公斤左右。
  ④320仟伏安变压器一台,(包括高压油开关)供大泵用电。
  ⑤80匹馬力拖輪一艘,供拖带船只和本队人員来往交通之用。
  ⑥30吨木对槽船8条,用于安装水泵电器設备和船員住宿。
  ⑦15吨木单槽船2条,用于装运材料設备。
  ⑧6匹馬力汽油机动舢板一条,負責在急流中送水、送飯、接送工人上下班用。
  ⑨1.5吨小舢板三条,供工作船拋錨移纜用。
  ⑩測量专用舢板一只。
  (三)劳动組織
  全队計250人,队长之下分技术、材料、測量、机修、总务5个組,各配备相应人員,两艘挖泥船全部成員63人,昼夜3班作业,每船計需23人。水枪組每天两班作业,第1、2組每班計12人,即船員4人,枪手5人,測水工1人,机工及电工各1人。水枪3組每班計15人作业,基本上同水枪1、2組,只是水枪手、船員、測水工各增加1人。四台发电机分成二組作业,每組每班配以2名电工、2名机工。
  (四)施工方法
  1.小型挖泥船挖土
  (1)小型挖泥船用絞刀松土,泥浆泵吸泥,依靠排泥管,将泥排到口門上下游两側不影响流水之处,最大排泥距离不超过400米。
  (2)开挖路綫是自北向南順流而下,挖通一段后再逆流而上。
  (3)由于絞刀每次摆动寬度約20米,寬度在50米以上口門就需分三次挖净。
  (4)由于絞刀力量的限制,挖軟土每层可挖20厘米深,遇硬土每层只能挖10厘米左右,逐层挖至需挖深度。开挖后的高程一般誤差約±10厘米。
  (5)挖净一处后,起动船后錨桩向前推进。
  (6)实际效率平均达到15~20立米/小时,因土面表层葦草較多,时常纏刀和堵塞,需要淸理,平均每班的实际工作只有5小时左右,每班平均效率为75~100立米,最高时也曾达到150立米。
  2.水枪冲土
  (1)150瓩大泵安装在30吨半截对槽船的中間部份,艙內加以必要的压載,保持稳定。船的前后各按装一台2吨以上手摇絞車,分別操纵前后两根主纜,主纜用3/8寸鋼絲绳,錨重50公斤,拋錨距离以不小于50米为宜。前纜用来抵抗水枪射水反力,后纜用来抵抗水流冲力。这两纜也同时控制工作船的前后进退。船两側分布4根3/4吋棕绳作摆动纜,用人力松紧。这样当流速小于每秒2米,在5級风的条件下施工安全可靠。三支水枪設在船头的探头条板上,中間一支枪嘴为7/8吋的水枪,与舳面約成30。角冲土,由一人扶持幷輕輕幌动。两側水枪枪嘴直径为718吋r"1吋,枪身悬于木架上,直插入水中,枪头弯成45。角冲土。都可以上下活动,以調节枪口与土壤間的間距。为了充分发揮大泵作用,后期改将大泵水压稳定在12公斤/平方厘米上,带动水枪4支,效果較好。由320仟伏安变压器供电,电纜长200米,中間接头用小舢板托隹。由于流急和經常移船,电纜要有专人負責及时检查和伸縮活动。
  (2)20~28瓩小泵两台幷列在一艘30吨半截对槽船上,每台小泵各配1/2时枪嘴的水枪,由人手操纵。两台小泵由一台48瓩发电机供电,其余与大泵相同。
  (8)冲土时,把口門先冲出5~10米寬沟一条,然后逐条加寬。冲刷时必需从上游向下游冲刷,水枪头要順着水流方向。如逆流射水,将大大影响效率。土层厚度在50厘米以內者,可以一次冲除,过厚者应分层削平。土层与枪嘴間距应控制在10厘米左右为宜,枪嘴指向被冲部位,須沿扇形面不停徐徐摆动。枪手中要注意測水工人手中标尺高程及位置,随时調整枪嘴方向。水枪冲完射程范围之內泥土后,即可通知船工移船(見图9—6图9—7)。
  3.測量工作
  为了确保冲挖口門的工程质量,必需加强測量工作,計測量人員計5人,水手6人,共計11人。測算各口門冲刷前后土方量,驗收冲刷断面是否合格等,使領导与工人心中有数,便于工作。
  (五)費用概箅、工作效率及成本核算見表9—6。
  (3)挖泥船每台班費用250元
  其他船只等費用 150元
  合計 400元
  加20%間接費,总計为480元/台班,每台班效率75~100立米,单价为4~5元/立米。
  从上述情况分析,土方单价采用机械較人工略高一些,但可节省大量劳动力,而且人工施工受水深流急,天气寒冷等影响,有的地方根本不能开挖,非采用机器冲挖不可。质量上机械施工优于人工开挖。
  (六)几点体会
  1.实践証明新試制的小型挖泥船在流速1.4米/秒以下的水道中,挖粘性土是可以安全施工的,工作效率也能达到設計效率的30~40%左右。402号絞吸式挖泥舳由于絞刀动力大,便于松土,同时吸泥管径及吸泥泵动力也大一些,工作效率高于401号。
  2.实践証明高压水枪用于流速大于1.0米/秒时,在一定水深、作业面不大之处,如冲刷口門土埂,效果良好。具体体会如下:
  (1)口門流速越大水枪效率越高,当流速为1~1.4米/秒时,水枪冲出大块碎土将在5~16米之处沉淀,大部細土可冲刷到50米以外去,当流速小于1.0米/秒时,泥砂不能被水冲走,就要大大减少效率。
  (2)冲土厚度以50厘米为宜,松散砂土,可以厚一些,硬粘土要薄一些,但若土层薄于10厘米,則不能充分利用高压水能,如每次冲刷土层厚于50厘米,效率也受影响。
  (3)倘水深超过2米以上时,因水枪难以对准目标,操作不便,不易发揮应有作用。
  (4)水枪压力以控制在12公斤/平方厘米为宜,低于10公斤/平方厘米,則威力感到不足,高于15公斤/平方厘米,看来也无必要,而且由于一般胶皮水龙带不能承受15公斤/平方厘米以上压力,将会增加設备上的困难的。
  (5)大泵与小泵的选择应根据情况而定,大泵冲土效果虽高,但电源要求大,小泵解决电源較容易,运送輕便,但效力不如大泵好。
  (6)今后应提高水枪操作的机械化程度,或設置固定的水枪船,不断改进枪嘴形式,将水泵与动力配套,能进一步提高效率。
  3.必需重視安全作业,这次采取的技术措施是:
  (1)施工前,对每台机电設备都派有經驗的老工人和技术人員进行检查和試車。
  (2)事先拟訂安全操作規程,进行安全技术交底,新增人員由各班个別补課。
  (3)实行专人专机,明确崗位責任制,交接班时互相交待情况。
  (4)配备了救生設备和必要劳动保护用具。
   (5)船舶的绳索錨纜經过鑑定,性能合格才能使用。
  (6)平时加强船机設备检查維护。
  4.必需加强机械維护,要勤加油,常检查。对水枪与挖泥船的水泵或絞刀,要时刻注意淸除杂草,防止堵塞,水泵要防止漏水漏气,电机部份要检查接触不良及其他毛病。若发現障碍,应迅速組織力量检修。
  三、人工筑堤經驗点滴
  (一)取土必須重視三个原則,即:
  1.为了保証堤防安全,取土地点必須远离堤坡脚30米以外,这个原則执行較为困难,必須反复說明道理,严格检查,才能貫彻。
  2.堤后取土要先远后近,有次序的取土,防止乱挖成坑,破坏运土通道。
  3.尽可能避免或减少水下取土,当搶工中遇大面积水塘,必須水下挖土,如水深在0.5米以下时,可采用围埝法取土,在独流减河左堤八号房附近就曾采用此法取土,包括筑围埝与誹水等,效率也能达到每工0.4~0.5立米
  (二)运土:堤后一般都有积水,最好先修筑土道,縮短运土距离,提高工效,在左堤子埝加固中曾修筑以下几种土道:
  1.草袋鑲土道,此类道路通过积水地面,其临水部份,碼双层草袋,中塡土方,筑出水面。此种道路适用于短期搶险,时間久后路面过軟,不能使用。
  2.草袋土道,全部使用草袋土塡筑,适于較长时期使用,但成本过大,在积水0.5米的洼坑中,修3.5米寬道,則每米道路需用草袋約32条。
  3.土与柴梱混合路,当水深不足1米时,在水中先塡土,使与水面平,在上面加一层20厘米厚柴捆,再加一层土,一层柴捆,面层复土平塡,修成后可长期使用。若就地有秫楷、玉米楷、稻草等,也可使用,成本比草袋土道低一些。
  4.当水深超过1米以上,民兵建筑师采用搭木便桥做运土道,效果良好。水面寬超过100米以上时,在独流减河左堤曾使用木盆、筐籮、浮筒、簡便鉄船、竹筏、小船等等10几种浮运工具运土,以竹筏与小船为最好。在中亭堤、武淸县民工用船运土,每次装20个草袋土,約1立米,运距70米,1小时往返3次,每两只船組織10个人装土,20人扛草袋,4人撐船,平均工效达到1.0~1.4立米。
  (三)脚踏夯夯实:采用脚打夯时,为避免局部土方不实,或出現局部凹坑,及回塡土过軟,而不能继續塡土等問題,要洼意下列几点:
  1.下层有水时,先一次将土层塡出水面上50厘米,(由一边向另一边順序塡土,以便排挤淤泥),然后进行脚踏夯实。
  2.第二次塡土仍須填高50厘米,再行脚踏夯。
  3.此后每20厘米脚夯一次,逐层塡高。
  4.脚踏夯时,应有順序进行,不得遺漏,力求均匀。
  5.每层土必須厚度均匀,不得过厚或过薄。
  第二节 导渗工程
  今年汛期各河堤埝由于受高水位长期浸泡,浸潤綫逐步升高,背水坡脚与后戧产生了不同程度的散浸和渗漏,坡脚外的水塘中也发生了小型管涌。在子牙河及独流减河等主要堤埝上,由于采取了不同的导渗措施,确保了汛期安全。
  根据初步統計,今年第一綫堤防共作了芦葦等临时性材料的导渗沟3,744米,葦蓆裹碎石的导渗沟7,684米,砂石导渗沟469.3米,导渗井44个,砂石貼坡导渗工程321.2米,临时性材料貼坡导渗工程41米。导渗处理的总长度,約占第一綫堤防长度的12.5%左右(詳見表9—7,表9—8,表9—9)。
  一、堤身透水情况
  在8月14日第一次洪峰来临后一两天,子牙河及独流减河的个別堤段即开始出現透堤水。到8月下旬,堤坡透水日趋严重。如子牙河右堤怡和村一带透堤水漫过后堤表面向后坡流动。一般地区,如子牙河两岸及独流减河左堤均出現背水坡脚及后堤表面土壤被透堤水浸泡松軟,堤后水塘中出現小型管涌。
  針对渗漏发展情况,自8月下旬至9月中旬,分別輕重緩急,陆續修筑了导渗工程。。随导渗工程的完工,大部份地区的透堤水經导渗沟截积排出,背水坡坡脚及后堤表面均轉为干燥。堤后小型管涌,由于及时处理也防止了扩大,对堤埝的稳固收到了預期的效果。
  随着河水水位的回落,各个导渗沟的出水量也逐漸减少,堤后未加处理的小型管涌也变为微弱而后逐漸停止。
  二、造成堤身較大渗漏的主要原因
  堤埝經洪水位长期浸泡后,浸潤綫随之升高,当渗出点高于堤后地面时,即产生背水坡渗水現象。由于土质不同,渗出时間与渗出水量也有所不同。粉砂土堤段渗出需时較短,渗出水量較多,粘土堤段則反之。今年汛期,我市堤埝发生的渗漏情况,根据一般地区分析,其渗出高程和渗出的时間、地点是符合堤身內无导渗設施的正常透水特性的。但是,也有一些地区,渗漏情况比較严重,經分析其主要原因如下:
  (一)由于堤后地下水位的影响:堤后一般是取土坑,随着透堤水流入,地下水位相应抬高,形成集水坑。由于这些水坑大都是互不沟通,成为无排水出口的死水。因此随着坑中水位增高而抬高了浸潤綫,也抬高了堤坡上渗出点的高度。
  (二)由于堤身剖面的影响:凡堤身較单薄的地段,即为透水严重地区。如在子牙河右岸当城以下3+500处,在加筑后戧前,堤身較窄,透水較早,渗水也較严重。
  又如,子牙河右岸由西河閘到大紅桥的堤身,由于后戧高程过低,又无导渗設施,渗透水由戧道以上堤坡坡面渗出,形成漫流,影响戧道通行。
  另外,子牙河右岸上游,戧道后坡的坡度过于平緩,也促使渗出点高程的抬高。
  (三)由于堤身施工的影响:从部份导渗沟中流出的渗水量估計,堤身虽为粘性土壤,但透水量較大,已接近砂性土壤的透水性。这說明堤身土壤的压实程度較差。如子牙河右堤8+450处开挖堤身后,曾发現夹杂有片石,形成較大的孔隙而透水。
  在汛期因新培后戧,当时可使堤坡渗出点抬高,造成部份地区后戧以上堤坡坡面渗水。
  三、各种导渗工程的技术要求及作法。
  (一)开沟导渗:开沟导渗的設計原理是利用纵沟将一定高程的透堤水截流下来,再通过横沟将纵沟中渗水排出堤身。
  由于今年子牙河右岸及独流减河左岸普遍修筑了后戧,为了使背水坡透堤水順利排至后戧以外、絕大部份渗漏地区均采用了这种导渗設备。子牙河及独流减河共作开沟导渗工程11897.3米占全部导渗工程的97.5%,經采用这种导渗設备的地段,均获得良好的效果。开沟导渗的技术要求和作法分述如下:
  1.开沟导渗的术技要求
  (1)位置:根据子牙河和独流减河堤身断面情况,纵沟开在距背水坡与后戧交点外約1米处較适宜。橫沟与纵沟垂直,間隔以10米左右为宜。(見图9—8)
  (2)纵沟埋設深度:纵沟断面大,埋設深度深,导渗效果好,但挖槽过深又給施工带来困难。汛期纵沟埋設深度以在戧面下1米左右較为适合,这样旣保証戧面干燥又便于施工。
  (3)沟底坡度:为保証透堤水排洩通暢,沟底应具有一定的坡度,以3~5%較为适宜。
  (4)橫沟間距:橫沟間距一般为10米左右,其断面大小依排水量而定,今年汛期多采用寬30至50厘米的方沟。
  (5)出水口高程:出水口底要高出地面或积水面10~20厘米。
  (6)材料規格
  ①原則上采用干葦,不得已才准使用青葦。均应截梢去叶,然后綁紮成捆。
  ②当地材料如有秫楷、藏杆、楊柳枝条等也可采用。以干料較好,否則易腐烂。
  ③砂石料的粒径必須合乎規定要求,不得含有泥土。
  2.施工操作
  (1)开槽导渗沟的开槽断面,要依据設計而定。汛期施工,一般先由橫沟出水口处向上开挖,当橫沟开挖至纵沟位置时,再由該处向两側开挖纵沟,以保証施工时透堤水順利排出,避免沟槽积水。当纵橫沟开挖至設計深度后,即順好沟底纵坡,一般情况以沟底流水通暢为度。
  (2)导渗沟的鋪設
  ①葦捆导渗沟的舖設
  甲、先将葦子互相搭接,用葦腰子綁紮咸20厘米直径的葦捆,外围用草袋片包捆好。长度根据具体要求而定,今年汛期一般采用6米、7米、10米三种,
  乙、然后随开槽随舖葦,捆先舖纵沟,后舖橫沟。舖葦捆时要注意排水方向,葦根向上游,葦稍向下游。在橫纵沟葦捆相接处,要多搭接一块,另用草袋子包好。在后坡脚处,还要使葦捆梢露出30厘米,以免堵塞幷利于检查排水情况。
  丙、导渗沟分为橫向及纵向两种,今年汛期橫向一般舖設葦捆一个,纵向舖設同样的葦捆2个或4个。
  ②蓆包秫楷、蔴杆导渗沟的舖設
  甲、葦蓆按規定尺寸截剪后,浸水湿潤,然后紧貼槽帮舖平,注意勿使蓆与槽帮留有过大間隙。
  乙、秫楷杆或蔴杆順水流方向散舖,舖至要求高度,幷用脚踩实,再用蓆包裹。
  丙、葦蓆应光面向里,注意包紮搭接严密,使泥土不致进入滤料,以防堵塞。
  ③石料导渗沟的舖設采用蓆包石料时,先用浸湿的葦蓆光面向里,紧貼槽帮舖平,勿使蓆与槽帮有过大間隙,然后边塡石料,边用鉄鍁插搗,塡至要求高度为止。施工时先作纵沟,后作橫沟,交接处要剪蓆开洞使石料連通。包蓆要求严密,防止泥土堵塞。其纵橫断面見图9—9。
  ④砂石导渗沟的舖設 沟底修整后,先舖底层砂子10厘米厚,用平銑整平,然后舖砂石层,舖砂石层时使用24号黑鉄皮作档板,在档板上予先划出砂石应舖高度。按要求的砂石寬度档板摆好,幷用部份砂石将档板嵌隹,然后分別下料至划出高度綫为止,最后拔出档板移到下段继續施工。施工时最好用四块档板輪流使用。砂石下完后,其上再舖砂子10厘米,用鉄銑拍打密实(見图9—10)。
  (3)出水口处理
  ①葦捆、秫楷、蔴杆及碎石导渗沟均伸出后戧坡脚外,以便检查排水情况,同时也防止泥土堵塞。
  ②砂石导渗沟在出口处,用片石碼砌,保护出口,以防堵塞。
  (4)回塡土
  ①砂石塡料上部回塡土应分层摊舖夯实,每层虛舖厚度不大于20厘米。
  ②对于葦捆导渗沟,应先将葦梱两側塡土搗实,然后再分层夯塡。
  ③回塡土料,要先用和原堤土质相近者,或透水性更好者,不宜太潮湿。
  (二)导渗井:导渗井的設計原理是以級配适当的滤料复盖在发生管涌地区,阻档土壤顆粒的流失,幷能将淸水导出。
  1.技术要求
  (1)位置:子牙河和独流减河小型管涌大部发生在后戧坡水坑中。在小型管涌比較集中,同时发現砂环較大,土粒有流失現象处即在其上作导渗井。
  (2)井底深度:一般采用导渗围井,可以不淸理挖深,如条件可能作地下滤井时,井底开挖深度以低于所要排至水坑水面50厘米为宜。
  (3)出水口高程:出水口高程需高于水坑水面15厘米左右。
  (4)材料选用:一般采用洁净的砂石为滤料(如砂石不洁净必須用水淸洗)。
  根据材料情况,也可选用草袋和碎石。
  2.施工操作
  (1)开挖渗井:渗井的大小应根据小型管涌多少而定,如独流减河大泊附近一般挖成80×80厘米的方井或直径为80厘米的园井。开挖深度一般在水面下35~40厘米。如开挖处为軟泥,可用10厘米葦把放在四周作支撐(見图9—11)
  (2)导渗井的舖設:在导渗井的底部先舖粗砂20厘米,舖后刮平,上面舖碎石(13~19或6~13毫米)厚約30厘米,高出水面,上复盖草袋或砂,防止尘土污染。
  (3)出水口的引出:根据当地条件挖引水沟,引至水坑,土质好的可作明沟。如不易开明沟,可用10厘米葦把作导水管。
  (三)貼坡导渗:貼坡导渗的設計原理是将渗出点較高的結构物复盖以級配适当的滤料,阻挡住土壤顆粒的流失,幷能将淸水导出,保証堤埝或結构物的稳固。
  1.技术要求
  (1)位置:凡堤埝背水坡及沿綫結构物背水坡渗出点較高时,均可采用貼坡导渗。
  (2)貼坡高度:貼坡的高度应超过渗出点上毛細吸水高度,一般高于渗出点30~40厘米。
  (3)导出沟高程:由于子牙河及独流减河堤埝均加筑后戧,为了保証后戧不被导出水浸泡,在背水坡作貼坡导渗的同时,还作开沟导渗,使貼坡中导出的水順导渗沟排至后戧外,导出沟的作法应与开沟导渗同。
  (4)材料規格:砂石料粒径必須合于規定要求,不得含有泥土,互相不得混杂。否則应过篩或水洗后使用。当地材料如秫楷、蔴杆、芦葦等以于料較好,否則易腐烂。
  2.施工操作
  (1)开挖纵橫沟作法与开沟导渗同。纵沟的地点就在貼坡导滤层下,使貼坡中导出沟的水流入纵沟再由橫沟排出。无后戧的堤埝可以不作。
  (2)貼坡的作法
  ①草袋蔴杆:在渗水范围內淸除已松軟的泥土,整平后,先舖草袋,再散舖蔴杆20或30厘米,相邻两层蔴杆交錯成人字形,然后在上面舖蓆,用土压隹或用装土草袋压住。
  ②舖蓆压土:将渗水坡面淸理整平后,先舖一层葦蓆,糙面和土接触,再舖两层葦蓆,光面向下,蓆下部应伸入纵沟之內,最后上面鋪土拍实压住。
  ③草袋压碎石:将渗出范围內的土坡淸理平整后,舖一层拆开的草袋,上压10厘米的碎石,使渗水通过碎石流出。
  ④砂石反滤层:沿坡先舖粗砂,再舖碎石,上面压上装土草袋或用于砌片石加以保护。砂石料应滿足反滤层质量要求。
  (3)导渗沟的舖設,出水口的处理及回塡案土等与导渗沟的作法同。
  四、各种导渗工程的适用范围,效果及优缺点 (一)开沟导渗
  1.适用范围
  (1)堤身背水坡和新作后戧搭接处渗水地方。
  (2)新作后戧表面渗水或发軟的情况。
  (3)背水坡或后戧个別树根的四周渗水时。
  2.效果:一般在开沟导渗工程完工后,渗水現象立即消除,3~4天后堤后坡脚与后戧相搭接处表面即可干燥。后戧表面及树根四周局部渗水而产生橡皮土現象也消失。
  3.优缺点:临时性材料均有就地取材的优点,其中以干葦作的导渗沟效果最好,不但出水通暢,汛期中也不致腐烂。秫稭及麻杆在埋設不久后有腐烂情况。永久性导渗材料以砂石导渗沟效果最好,不易堵塞使用期較长,但施工較复杂,材料規格要求严格,造价較高。石料导渗沟使用期虽不如砂石导渗沟长,但也能維持相当长时間。如子牙河怡和村对面端有一条1956年作导渗沟,今年还暢通可用。
  (二)导渗井
  1.适用范围:用于堤后坡脚外水塘中有小型管涌地段。
  2.效果:消灭了水塘中小型管涌,防止了土壤顆粒的流失。
  3.优缺点:草袋上压土法施工簡便,但容易堵塞。砂石渗井可解决堵塞問題,但造价較高,汛期材料供应也較困难。
  (三)貼坡导渗
  1.适用范围:用于具有斜坡而渗出点較高的堤埝或結构物,或不宜开槽的地方。
  2.效果:一般地区,效果良好。对于堤坡与后戧交接地方出現渗漏,若此法与开沟导渗联合使用,可显著降低渗出点的高度,恢复干燥,从而防止堤埝脫坡。
  3.优缺点:选用临时性材料作的貼坡具有施工簡单迅速的优点,但导滤的效果不够好。用砂石材料作的貼坡符合导滤要求,但施工复杂,材料規格要求严格,費用較高。
  第三节 防风防浪措施
  我市防洪第一綫子牙河及独流减河均具有河面寬,风浪大的特点。如子牙河西河閘上游东淀,水面寬一般为2~3公里,至第六堡寬达6~7公里,西河閘以下隐賢村~西橫堤之間的地段最大的寬度也达1.5公里。独流减河自进洪閘至陈家台子段河面約400米,至陈家台子扩展至1公里。团泊洼分洪后,独流减河右堤形成两水夹堤內外淘刷的严重局面,右堤右方一片汪洋,受风浪袭击尤为严重。加以今年大风袭击次数較多(从8月10日至9月10日六級以上西北风5次,西南风2次,北风3次,东北风1次),因此防风防浪成为固守堤防,确保天津安全的重要措施之一。独流减河及子牙河两岸防守堤段共作了以下防风浪工程。
  (一)游子防浪 26,804米
  (二)葦排防浪 19,000米
  (三)挂柳防浪 42,803米
  (四)葦把及柴捆防护 29,100米
  (五)木桩草墙防护 27,500米
  (六)舖葦防护 58,645米
  (七)拋石及拋砖护坡防护 54,540米
  (八)草袋土护坡防护 49,838米
  归納起来可分为两大类型,一是利用漂浮物消减波浪的能量;一是利用复盖材料加强抗浪能力。茲将此二类方法分述如下:
  一、漂浮物防浪
  在堤坡外利用漂浮物防浪,可起到平浪和减弱冲击的作用。波浪的能量多半集中在水面,波浪經过漂浮物以后,运动速度被减緩,能量显著消减,浪高降低,冲击力减弱,对堤防的破坏也就减輕。例如,在子牙河中亭堤及子牙河右堤,及其他地区采用游子及挂柳防风浪,在独流减河自小卞庄至万家碼头采用防风排防浪,均获得一定的成效。
  (一)游子防浪:子牙河右岸上游及中亭堤普遍采用游子平浪,起到一定效果。尤其是与挂柳法联合使用,效果更好。据子牙河的覌察,对6級以下的风浪約可削减浪高40~60%。
  1.制作
  (1)材料:楊柳枝条最好,秫稭杆也可使用,蔴杆次之。
  (2)綁紮:用蔴杆、柳条或秫楷杆,先紮成直径約15厘米的小把,长4~10米,再以10~12个小把捆成直径50~60厘米的大捆,每距40~60厘米綁紮蔴绳一道,綁紮时要先用压夹杠将游子勒紧,再用绳捆紮,不得有松散之处(見图9—13)。
  (3)錨定:在堤上或子埝后釘小木橛,每2~3米一个,用绳将游子系住,以防游子被冲走。
  2.施放方法
  (1)放入水中漂浮时,其輕重应适宜,以沉入水中2/3为最好。如条件可能,宜事先准备于岸上,随用随放,(見图9—14a)。
  (2)如与挂柳联用时可放在护坡水面以上0.3米处,或在游子后面加片石压住(見图9—14b)。
  3.优缺点
  (1)优点:就地取材,費用較省,作法简单。
  (2)缺点:若扎結不牢,容易被风浪破坏,易于腐朽,使用时間短。
  (3)用蔴杆紮制的游子,因蔴杆体輕性脆,其直径以60厘米、长度以小于8米較为适宜,太长放入水中易折断。单用蔴杆制作的游子漂浮水中时,因其重量很輕,防止风浪效能很低。
  (二)防浪排:独流减河左堤自小卞庄至万家碼头全綫采用葦枕防风排平浪,起到很好效果。据对独流减河的覌察,在放葦枕排前波浪一般爬高70~80厘米,放入葦枕排后波浪爬高仅10厘米左右。
  1.作法
  (1)材料:堤后葦塘中葦草,长短均可,以长于1.2米为最适宜
  (2)綁葦枕:由于葦草长短不同,綁紮方法逛有所不同。长葦的綁紮法是先用压夹杠捆紮葦枕,其直径为30厘米,长5~10米,葦箍間距为20~30厘米,中間包有一棵直径为5厘米的穿心绳,以保証葦枕不致被凤浪打断,葦草不足处可夹用了一些柳条(見图9—15)。短葦綁紮时,先将短葦編成直径10厘米的葦辮,然后用4~6个葦辮組成一葦枕,幷用葦箍紮紧。
  (3)編紮葦枕排:一般作法是由6个葦枕組成一排,横向用3根蔴绳結扎,間距3.5~4.5米,幷用绳将葦枕系在子埝的木橛上(見图9—16及9—17)。
  連接的橫杆最好用葦枕或葦把,竹杆柳杆因为杆硬枕軟不易栓牢,容易被风浪打散,而且杆硬易撞坏三合土护坡,因此不宜采用,
  2.优缺点
  (1)优点:就地取材,費用比較省,可抵御6~7級风浪,防浪效果較游子好。
  (2)缺点:如綁扎不牢,容易被风浪破坏,使用时間較短,且易腐朽幷污染沿河水质,須經常維护,用工較多。
  (3)葦草防风排能否耐久,与綁紮技术有很大关系,自采用葦枕穿心绳及压夹杠綁紮法后,耐久性大为提高。
  (三)挂柳防浪:在子牙河及独流减河植柳較多的地段均采用了挂柳防浪,收到一定的效果。在子牙河与游子联合使用效果更好。如在当城防浪墙段在沒有挂柳前,当四五級风浪浪花可以打过墙頂,挂柳后即将浪高减小20~30%。
  1.作法
  (1)树帽的选择:必須选择树叶密、树梢大的柳树,枝于以10~15厘米直径为宜。
  (2)挂柳方法:一般方法是先在树干上刻出凹槽用鉛絲綁隹,另一端系于子埝后的橛上,浮于河中,使树干与岸边平行,树梢向下游,中距3~4米。挂柳木橛的間距为6~8米,每两棵树可共用一根木橛,(見图9—18a)也可先将柳树5~10棵,用鉛絲不成一組,每組用2~3根鉛絲系于子埝后的木橛上,树梢放于水中,树干与岸垂直,其間距越密越好,一般为3米,尽量密布(見图9—18b)。
  2.优缺点
  (1)优点 因柳的枝梢面大,故消浪的作用大,同时也可以防止堤岸的淘刷。
  (2)缺点 柳叶容易腐烂脫落,只剩下树枝,防浪的效能减低;枝杈搖动,破坏堤防。
  二 固堤防浪
  乃是在堤外迎水坡复盖一层耐冲刷的物料,使风浪不直接冲刷堤身,从而保持强堤岸的稳固性和抗冲刷能力。
  今年汛期一般都采用葦蓆、土袋、砖石等护坡。另外也有不少的堤段,采用了葦把柴梱护坡,木桩草墙等方法,效果也很好。
  (一)葦把柴捆防护:利用楊、柳枝干及树木枝条柴草等当地材料来固堤防浪,是华北地区的传統防护方法。其抵抗风浪冲刷的能力較强。如子牙河左岸下游千里堤,堤埝迎水坡均系砂性土壤,抗御风浪能力很弱,經使用此法防护后,安然渡过汛期。独流减河左堤小卞庄至七号汛房一带,也用葦把防护子埝。但因今年因采用青葦,經风吹日晒及人为践踏,破坏甚重,后又在葦把外立碼草袋土二行。
  1.作法:采用葦把防护子埝时,先在子埝迎水坡前打入小头直径約为5厘米的柳杆桩,中距約为80厘米,杆长1.5米,入土深0.5米,桩后橫碼葦把一层7个,葦把直径約为15厘米(見图9—19)。
  柴捆防护作法是先在迎水坡前打入一排树桩或小木桩,直径約为10厘米,中距80厘米,桩长2.0~2.5米,入土深1.0~1.5米。桩后散放或綁紮树木枝条,也可碼一层柴捆,捆径为30厘米。柴捆的材料可用秫稭杆,葦草或蔴杆。为了防止木桩走动,在子埝后打錨桩,用鉛絲拉住(見图9—20a)。当坡前水較深、桩长受到限制时还可打双排桩(見图9—20b)。
  2.优缺点
  (1)优点 就地取材,费用省,作法簡单一般民工均能操作,防浪能力强。
  (2)缺点 青葦經风吹日晒,来往行人踩踏后易損坏。蔴杆后期干脆,不宜移动。不能适应各种水位。
  (二)木桩柴草墙防护 木桩草墙,基本与桩柳护岸性质相同。当时因独流减河右堤右側临团泊洼,在团泊洼分洪后,使堤处于两水相夹之中,旣无土源,其他材料运輪又困难。曾先用葦蓆作防护,但由于风浪大,效果不好。后在右側堤坡利用打涝漂来的木棍、門窗框、电杆、柴草等筑成柴草防护墙,效果很好。
  1.作法 在坡前打一排木桩,桩径10~15厘米,桩长2.0~2.5米,桩距70厘米,桩后填破农具,門窗框,杂草,木料等,或在桩后先貼葦蓆做用块石压脚,蓆后填秫稭杆。也曾采用过在桩后填葦把的办法,葦把直径为20~25厘米。(見图9—21)效果均好。
  2.优缺点
  (1)优点 因地制宜,就地取材,抵抗风浪冲刷力强。
  (2)缺点 不能适应各种水位。
  (三)葦蓆防护 用葦蓆防护堤埝及子埝,对抵抗凤浪起一定的作用。由于作法及維护方法不同,所得的效果也不同。在子牙河右堤,中亭堤及独流碱河(自7号汛房至万家碼头)等处均采用葦防护法,其中独流减河右堤右側所使用的葦蓆防护法,因堤坡面不平整,舖垫軟料过薄,蓆往往被凤掀起,蓆下土被冲走,葦蓆也有被撕裂的情况。而子牙河中亭堤一带使用葦蓆防护較为咸功,主要是蓆下垫以較厚的軟料,幷将堤坡衬平。
  1.作法 将埝坡整平整,垫杂草之类軟料約15厘米,使表面保持平整。然后在上面舖葦蓆,蓆的长边与堤垂直置放,每五张連成一組。为了防止蓆被风吹起,蓆子应順主要风向搭接。蓆頂及蓆脚用石块、草袋土压住(見图9—22)。蓆光面向上或糙面向上各有优点,光面向上則表面光滑,不易透水,退水快。糙面向上則可降低浪的爬高。蓆下放軟料是为了防止波浪形成蓆下眞空、带走土粒,同时还可减少风浪冲击力。
  2.优缺点
  (1)优点 施作簡便,迅速。
  (2)缺点 費用較高,易被风浪撕破。且需要經常打开检查,否則鼠类較多地段易出隐患。
  (四)拋石防护 拋石护坡不但是保护堤埝免受冲刷的一种有效措施,还可以防止堤埝的塌坡。由于拋石表面粗糙能防止风浪的爬高,子牙河及独流减河大部地段均采用这种护坡方法。
  1.作法 先由坡脚下面拋起,不能只拋在堤坡上,否則会增加堤坡的重量,造成滑坡。在有条件的情况下,可用人工自坡脚处向上碼砌片石,这样可节約片石数量。若先在片石下垫一层軟料,則对于防止水流和风浪的淘刷,效果就更好。实践表明,凡垫軟料处汛期中均无塌陷情况发生。
  2.优缺点
  (1)优点 施工簡便,防冲刷及防临水坡滑坡的能力强,汛后仍能用作永久性防护材料。
  (2)缺点 汛期石料运輸困难,費用較高。
  (五)草袋土防护 用草袋土来防护堤坡冲刷也是一种簡便有效的方法。如独流减河右岸小卞庄以上三公里护坡采用草袋土效果很好,在汛期基本上未出現冲刷淘空現象。
  1.作法
  (1)防护迎水坡 自坡脚下滩地向上碼草袋土,草袋装土以6成左右較适合(有条件时可封口)。碼袋时应袋口向下左右搭接,第一层碼完后用脚踏平,上用散土补空后再碼第二层。第二层須后錯15厘米,两层也須互相交錯,草袋土高度最好齐堤頂,至少应高于最高水位30~50厘米。
  (2)防护子埝 由子埝前堤頂向上碼草袋土,碼至与子埝同高,方法与前同。独流减河小卞庄至7号汛房因子埝前原有葦把防护,为节約草袋故只立碼两个。
  2.优缺点
  (1)优点 施工簡便,草袋运輸較易,防冲刷能力强(草袋土比蔴袋土好)。
  (2)缺点 費用較高。
  (六)三合土护坡裂縫空洞的維护 子牙河和独流减河沿岸在1955、1956年先后修建了三合土护坡,連同子牙河早期修筑的护坡共长40余公里。該护坡厚20~40厘米,中部有齿一道,其底脚齿有0.5米深入土內,頂部平压堤頂A0.5米,坡底无滤层,坡面坡度一般为1∶2。因干縮冻融作用,坡面一般均产生纵橫裂縫。独流减河由于蓄水,有一段三合土护坡在高程6米以下部份因受冰凌挤压及冻融,損坏特別严重。历年汛期冲刷,已使大部三合土坡脚塌陷,或冲成洞穴。虽拋砖石維护,但部份空洞仍存,未得彻底解决,因而带来了很多維护上的困难。今年汛期为了使已破的三合土护坡仍起固堤作用,特别加强了三合土护坡維护工作。在水下采取脚踩手摸,或用竹竿探測;在坡面用錘击听音晌辨虛实等方法寻找隐患,此外还采取以下四种方法进行維护。
  1.用草根泥堵填裂縫及空洞;
  2.拋碎砖及片石填堵浪窝;
  3.用草袋土或草袋片等軟料堵大浪窝或空洞,然后外加拋石防护;
  4.用灌砂法塡补較小的裂縫內空穴。
  第一种方法对5厘米以下小縫最适用。塡堵时要注意塡实,新老土結合良好、坡面保持一致。一般空洞也可用这法处理,值較大空洞不宜采用。在独流减河中段曾用此法修补了裂縫空洞120多处,效果一般很好。
  第二种方法虽也曾使用,但由于仍存在空隙,极易再次冲刷。
  第三种方法适用于較大的浪窝或空洞,可先用草袋土袋口朝里塡好,塡时各层交錯搭接,切忌造成通縫。也可用草袋片等軟料塡补。然后外面用拋石护坡,拋石时要从坡脚拋起,使其与原坡面一致。这种方法处理的浪窝或空洞,汛期中均未发生第二次浪窝。
  第四种方法适用于裂縫未被坡水淹沒时,可用灌砂的方法,防止土粒流失,在子牙河采用此法效果也好。
  三、几点意見
  (一)汛期工期紧,材料运輪困难,应尽量采用当地材料,如木桩草墙、葦把柴捆、挂柳、游子及防浪排等方法对防风浪均起到显著的效果。
  (二)三合土护坡虽然下部已出現折裂、塌陷和洞穴,应予翻修改建,但上部尚完好,仍能抵抗风浪的冲刷,应加修理幷予以利用。
  第四节:閘涵漏水搶护
  市郊各河岸附近都为农田,由于利用河水灌溉或雨季排除瀝涝,設置了一些閘涵、揚水站和小型电力点。据初步統計,市郊排除拦河閘涵13座以外,还有沿河閘涵285座,揚水站34座,沟口72处及小型电力点247处(詳見附录六)。
  今年洪水主要来自大淸和子牙河系,我市子牙河、独流减河首当其冲。今年汛前对这些河道两岸的閘涵过堤管道,虽曾作了必要的防护,但在汛期仍然出現了堤坡沉陷、堤身裂縫、閘涵漏水等险情。有些严重的酿成险工,由于搶救及时,幸未成患。所以应該指出,由于我市閘涵过堤管道很多,汛期閘涵漏水問題很普遍,尤其是去冬今春施工的閘涵問題特別严重,应引起注意。
  一、漏水情况
  今年汛期,在閘涵过堤管道处出現险情的原因主要是由于漏水,有些因而引起堤身坍塌,个別閘涵构筑物因而出現沉陷、裂縫、傾斜甚而破坏。現按其发生原因分成7类分述如下:
  (一)由于进出水口閘門关閉不严,或閘板不严密而漏水,此种情况比較普遍。如:
  1.子牙河右岸下游楊柳青农場西揚水站,閘門汛前检修后关閉,汛期发現一孔未关严,空隙10—20厘米。后經潜水剔除石块,才关閉严密。
  2.子牙河左岸白滩寺涵閘,由于閘板底槽杂物未淸除,因而板底漏水,同时翼墙也漏水,汛期在閘后作了围埝。
  3.子牙河左岸沟尾巴涵閘,汛前匆促关閉,东側閘門不严,空隙15厘米,汛期在閘后作了围埝。
  4.子牙河左岸风河故道第二道排水閘,由于止水不良,加以閘板施工质量較差以致严重漏水,汛期在閘后作拦河垻。
  5.独流减河左岸新西琉城揚水站,今年七月竣工,汛前閉閘,幷在迎水坡前出口用草袋土堵死。第一次洪峰后8月20日发現閘門漏水,堤身新塡土下沉,出水池角片石护坡发生裂縫幷下沉。
  6.独流减河左岸小卞庄閘东側閘門未关严,空隙3~8厘米;第二孔閘板也不严,沿閘槽有寬4厘米长50厘米豎縫,造咸漏水。
  7.独流小泊閘系引水閘,汛前閘門关閉后仍严重漏水,經潜水检查,漏水原因系木閘板关閉不严,幷有釘孔,为此,閘前筑月牙垻中間作了塡土处理。
  (二)由于管基不良,发生不均匀沉陷而造成管道折裂漏水。如子牙河右岸12+663处楊柳靑鎭排水站,該处过堤管道为单排混凝土管,管径1.5米。由于基础下沉,管与貯水池接头处发生漏水現象。后将該处用水泥砂浆封閉,管的进口閘外作月牙垻中間用草袋土及素土填实,效果良好。
  (三)由于过堤管接头不良而漏水。如子牙河右岸上游3+050处的小型电力抽水点,該处过堤管由公社施工,汛前将迎水坡进水口封閉,在第一次洪峰时背水坡缸瓦管出口处即发現漏水,流量很小,时断时續,流出含乳白色分解物质。經检查离出口70厘米处缸管連接不好,做有一小孔,水从此处流出。当时决定注意覌察。公社曾用水泥堵塞,效果不大,俱漏水亦无发展。
  (四)由于回塡土不实造成堤坡沉陷堤身裂縫而漏水。这种現象也比較普遍,去冬今春施工的更明显。如:
  1.大柳滩北大洼排水閘系于冬季施工,堤身回塡冻土,汛期先发現閘門漏水,继而基础部分沉陷,迎水坡出現平行堤身的沉陷裂縫,虽經連續搶堵,最后堤身仍劈裂,出現二条垂直堤身的裂縫。裂縫相距14米,縫寬达20~30毫米。
  2.新西硫城揚水站肖8月12日减河水位由4.0米猛升至6.0米时,抽水房前池池壁发生裂縫。13日水位6.8米,池前堤埝即行沉陷。
  3.河故道第二道閘門因施工还土未夯实,汛期間閘頂发生塌裂二道,縫隙最寬达50毫米,閘側浆砌片石翼墙也全部散裂,閘身迎水坡及背水坡均出現严重裂縫。
  (五)穿过堤身的管道无防水隔墙,由于管壁和土壤接触不良形成过水通道,因而出現漏水和管涌。这种現象普遍存在,中小型閘涵尤为明显。
  (六)閘瘋透水。如复兴門舶閘8月20日发現閘底透水,延續十余日。經潜水人員检查幷連續三次在閘外采用藏袋片塞縫、蔴袋土堵洞、粘土灌縫,又在外側加作5米寬草袋土压盖閘外流沙,但漏水幷未全部制止。
  (七)特殊情况的漏水。如子牙河右岸下游楊柳青农場西揚水站发現的管涌現象。8月29日揚水站抽蓄水池水后,发現池水翻花1处,翻花面积1平米,混水范围3平米。經分析,由于池內水位驟降1.2米,使墙前堤身渗水压力使水由底板砌石縫隙处噴出,将底版长期淤积之泥土被掀起,故在水中形咸浮云混水状态,出現管涌。其特点是时噴时停,間隔时間逐漸延长。(如系上游水压而造成的管涌,則在当时水头压力六米下将連續不停地嘖射)。
  二、搶护措施
  (一)閘門关閉不严,应尽力設法继續关閉。汛期可由潜水員进行水下检查、搶堵及淸除杂物。今年汛期对縫隙較小經检查閘門尚完整、閘槽相符仍能正常启閉,而仅属下閘槽存有杂物时,一般在适当水位时緩緩提閘,利用河水冲除或不作处理。如局部存有杂物,可由潜水人員淸除。如检查閘門关閉不严,汛期不能检修时,可以使用棉絮掺粘土堵塞,一般堵一次可以止水10~15天。
  (二)塡堵进水口
  塡堵閘涵过堤管道的迎水坡洞口,是彻底防止閘涵漏水的方法。今年根据不同情况主要采用了以下儿种措施:
  1.迎水坡管口处有小型蓄水池者,采用管口砌砖水泥抹面,再用土将水池塡塞。这种方法操作簡单,解决彻底。
  2.閘外围筑草袋垻,中間塡土。草袋垻的大小按閘涵具体情况而定,但至少要保持中間塡土厚1.5米,垻頂高出水面0.5米以上。南运河右岸有些涵管,农民在塡堵时,先抽除二节,用素土夯实,然后再在管外作围垻,效果更好。如汛期水下作业則都先打短桩,然后围垻填土。以上方法适用于迎水坡有滩地或堤身較矮者。
  3.关閉閘門后閘槽封以粘泥。如鑄鉄閘門关閉后,采用此法有助于止水。
  (三)背水坡管口或閘涵后作围埝(俗称月牙垻养水盆)这种方法施工方便,解决問題比較彻底,但是用工用料較多。子牙河左岸的涵閘均采用此法。
  三、重点閘涵搶护
  (一)楊柳青农場西揚水站 該揚水站位于子牙河右岸15+300西河閘下隐賢村附近,机器房系在日伪时修建。解放后为了滿足农田灌溉需要,增建了进水管和排水管各两条,均为1.2米的鋼筋混凝土管,穿过堤身引入河內。进(排)水口在迎水坡外均設有鑄鉄閘門,背水坡下有6米寬后戧,戧后修建了面积約200平米进水池,池底高程0.3米左右。据了解池壁用浆砌片石,池底为片石灌浆。該处于8月9日根据水情关閉閘門,10日早晨发現东閘門漏水,約3~4小时后水池被漏滿。当时水站工人用抽水机随漏随排,坚持了三天。8月13日潜水員进行检查,发現一处閘門沒有关严,有縫隙約10厘米,随即用棉被套掺粘土堵塞,漏水才时停止。但至8月25日漏水又发展到原来情况,再次派潜水員下水,把閘門下垫的石块凿掉,关严閘門,才又解决了管內漏水問題。到8月29日6时揚水站排除池內积水,当排到水位高程2.5米左右时,发現池西北角距池边約1.5米处水面出現翻花,面积約1平米,混水范围約3平米。經現場检查,漏水原因仍不明,估計主要是由于排水使压力差增加而引起的管涌現象。当时决定先用蔴袋土和草袋土把水池塡平三分之二,延长渗水长度,如险情继續恶化时,再沿水池四周筑月牙垻。經拋碼蔴袋土1500条后,翻花情况当即消除,漏水也基本上停止。后經硏究,为了彻底解决問題,应先摸淸情况找出漏水原因再采取对策,故决定塡土暫时停止。經潜水員二次下水检查,只发現进水管八字墙与土的銜接处有一道寬約4厘米裂縫,其它位置沒有发現問題。8月30日下午,在已投土范围外約1.5米处,又出現冒混水和翻花現象,每隔2~5分钟一次,面积約0.5平米,情况不甚严重。以后翻花次数逐漸减少,混水变淸,延續到9月7日,河水逐日回落,翻花和目水情况亦就消除(見图9—23)。
  分析以上有象的原因,估計主要是土堤飽和水渗流集中所致。当时河內水位高,土堤浸泡时間久,堤內有較多的水份,因池壁是很厚的砌石挡土墙,又沒有排渗孔,抗渗能力較强,池底是片石灌浆,抗渗能力較弱。故在水池排水过程中,随池中水深减小,池底水头差增大,渗透水便在池底薄弱处涌現,做将池底淤泥带出,以形成冒混水和水面翻花的現象。
  (二)大柳滩北大洼排水涵閘 該閘涵位于西河閘北月牙堤与中亭堤銜接处即工农联盟抽水站以西0+663处。其位置(見图9—24)。
  根据原施工人員介紹:該涵閘系1962年冬季施工,共有穿堤涵管三排,管径1.5米,每排长度16米;管道净距0.5米;管基础采用片石灌浆,厚度70厘米;翼墙用片石灌浆砌筑。堤身均系冻土回塡,土块很多夯打不实。
  今年汛期涵閘虽然关閉,但东边的一个涵閘沒有关严,又因回塡土不实,故在今年汛期造成堤身裂縫下沉和漏水,幷引起堤身劈裂。
  該处閘涵发生漏水最早,也最严重。当洪水浸及閘門时,堤身背水坡就发現漏水。8月11日閘外水深1.6~1.7米,該处为了截流堵漏,楊柳青民工就在迎水坡涵閘外加碼草袋垻,中間用土填实,高程6.0米。到8月12日閘外水深2米,因所碼的草袋垻坍塌,中間塡土下沉,故又在其外面重碼一层,做拋入了一部分蔴袋土和草袋土护脚,但是由于搶护质量不好,所以堤身背水坡仍然漏水。后用葦蓆草袋貼坡导渗,做沒有彻底解决漏水問題。以后背水坡的漏水逐漸增加,涵管位置漏水成溜。8月13及14日經将迎水坡不断加厚,漏水才稍見减弱。8月15日在涵閘的西側,堤身发生沉陷,当时用土內外加寬,堤頂沉陷部分塡土夯实加高,幷于迎水坡拋石护脚,背水坡坡脚用片石碼成台阶形。但不久,漏水集中,堤后排水渠內出現管涌現象,漏水量相当于4吋水泵的流量,当时曾即采用围井措施。8月16日堤身发現横向劈裂二道,裂縫相隔14米,一道在涵管中綫外5米,一道在另一側中綫外9米。裂綫最寬处达20~30毫米,裂縫长由迎水坡通过子埝直貫背水坡堤肩。与此同时,在背水坡排水渠部分也出現纵裂,做有局部塌坍,背水坡漏水漸混,管涌漏水也含有泥砂。
  上述情况发生后,立即組織力量現場查勘,經分析研究,认为情况严重,必須采取紧急措施。經召开三結合会議,确定了打月牙垻方案。做組織人力当晚动工进行搶修。当时曾比較过两个方案,第一方案考虑作月牙垻,但是堤身要横跨15米寬的排水渠,渠域有約70厘米的淤泥层,加以涵管x近堤身直角端,地势非常不利。第二方案考虑外帮,但是原堤外当时水深約6米,且前已投入部分蔴袋土,如果继續外帮,非但断面很大,而且水下作业也有困难。另外如新筑前戧,基础落在河坡上,也有产生滑动的危险,如再采用打护桩,施工期限又不允許,所以选定了打月牙垻方案。围垻設計,垻頂高程8.5米;頂寬4米;迎水坡1∶1.5,用草袋装土碼砌护坡;背水土坡1∶2,(見图9—25)在月牙垻橫跨排水渠部分,水深2.4米,做有淤泥层,确定用挤淤泥的办法。首先在水面以下做3米寬的蔴袋土垻,待蔴袋土碼出水面以后,再在蔴袋土处向外填土,逐步将淤泥挤出。
  施工过程中,8月17日上午当蔴袋土将筑出水面时,蔴袋土垻出現渗水現象,經研究认为由于两側水位差压力所致,故决定必須搶填土方。經增加人力,加速进度,当月牙垻筑出水面平均約2米时,此現象已消除。垻筑成后又在背水坡脚处出現滑坡裂紋,为了防止因为河底淤泥未完全挤出而导致滑坡,故于堤脚处采取加筑草袋土后办戧法,一方面将淤泥继續外挤,一方面又可加固坡脚,做起导渗作用,对堤身稳定更有好处。經过积极搶救,滑坡迹象消除。
  (三)西琉城新揚水站 該揚水站1963年七月竣工。在8月12日减河水位由4.0米遽增至6.0米时,該处即出現排水口倒灌現象,机房前池內积水很多,池壁发現有裂紋。根据水情預計第一次洪峰即将到来,故在現場分析研究,采取了停止揚水关閉閘門的措施。在次日减河水位达到6.8米,已超过設計标准水位,这时池壁裂縫有新的发展。据分析属池內积水过多所致,馬上組織人力将涵洞口用草袋土堵閉,但是堵閉后,尚有渗透現象,做且池前堤埝出現部分沉陷。8月18日潜水員进行检查,当时正值退水时期,堵口大部外露,草袋碼砌表面整齐,仅坡度較陡,无严重险情。8月20日在水位回升时,检查发現堤身因新复土有一段下沉,閘板漏水,出水池池角有裂縫下沉及背水坡浆砌片石护坡有四处漏水等情况,当場研究了解决措施:
  1.出水池东西两側由大堤至出水池墙加高加寬围垻,頂与大堤相平,頂寬在近池壁处为3米,外坡1∶3。
  2.大堤后涵洞口,平行大堤筑蔴袋垻,連接出水池两側护坡,垻內塡土。
  3.出水池水泵出水管口,利用原有閘槽下板屯土堵死管口。
  4.厂房与出水池墙間由窗口起至池墙頂填土,做坡与围垻相連。
  以上工程于22日开始,到24日全部完成。(見图9—26)
  接着又在8月27日,9月2日、9日进行了三次检查,发現在东側废积水池內管口有渗水現象,废积水池北側临深水塘未做后戧,出水池西側土坡有渗水現象,拋石、堵口及翼墙均完好无損。
  检查后及时作了处理。首先在两个管口处砌砖抹面堵死,又在池后按設計标准补做一段后戧。但跟着又出現了新的問題,后戧表面和边緣处透堤水位升高,外层松軟,在砖房后面做有局部塌方現象,情况比較严重。当日(9月9日)检查后即进行了导渗工程,在一日內完成了砂石开沟导渗六道計40多米,砂石滤井一座,砖房后和出水池西側采用貼坡导渗52米,后經覌察效果良好。
  (四)凤河故道第二道排水閘:該閘在今年汛前竣工,7月份大量搶还土方时,除閘墙背后加夯外,其余土方均未夯打,此外,因竣工仓促,尚未驗收,有些工作还未全部完成。如原設計中除背水側閘門外,在迎水側尚有五块木閘板,但在汛前未能作好;新作閘門事先亦未試下,閘板本身与閘槽不合,止水亦不起作用。因而在洪水来临时閉閘,閉閘后漏水十分严重。搶护时先决定作柴排塡堵,但在施工中途,物料供应不上,漏水情况日益严重,又改在閘后排水渠沟距閘70米处筑拦河坦一道,始挡隹洪水。但因閘身处于洪水之中,造成津垻公路沉陷塌方,閘側浆砌片石翼墙全部发生散裂,津垻公路上发生断堤裂縫两道,閘身亦有严重裂縫。涵閘两側水面一直是随洪水涨落。(見图9—27)
  根据情况分析漏水与塌陷原因如下:
  1.风河故道与子牙河交口处,有第一道排水閘,此处閘門为二道排水閘,其目的在調剂洩量,保护二閘之間土地不因宣洩瀝涝而損失农田作物,故本身无防洪要求,止水在背水坡側閘門的上游,对洪水也不起止水作用。
  2.閘門在施工时未作好,与閘槽不合,据說在下閘門时,曾临时在現場修理,因而估計閘門与閘槽中間孔隙較大,也不能止水。
  3.迎水側原設計有木閘板,但未作好;临时采用柴排及拋塡草袋土搶堵,肯定中間有孔隙,造成大量过水。
  4.关于土坍塌及路面(堤身)开裂問題,主要由于还土不实所致。对照原設計图,由閘頂向上虛填土厚度达3.2米(閘頂高程約为5.8米,初期还土后路面高程为9.0米左右),經过洪水浸泡当然会有一定沉降,但实际沉陷过多(目力覌察达60毫米)以致路面干裂,裂縫寬者达5厘米,查对其裂縫位置,正好是新旧土接触部位。所幸內側連成围埝,垻內外水面相平,无水压力,否則将出大险。
  (五)第六堡附近南运河下游改道分洪閘 該閘修建于1951年,共二孔,每孔净寬6米。閘极因往年腐蝕稍有漏水。胸墙上部汛前驗查时也发現裂紋。幷据原設計人員介紹,該閘胸墙为鋼筋混凝土,两側接素混凝土,施工时曾在接連处发生裂縫。当时已灌浆处理。
  由于以上原因加以今年水位高,超过設計保証水位,閘前后水位差达6米左右故决定在其后修筑土垻,增高下游水位,平衡閘前水压,确保閘体安全。施工方案根据情况分为二期进行,第一期筑垻垻頂高程6.0米,寬3米,迎水坡1∶1.5,背水坡1∶2,垻位选于閘基外南运河河床上。8月28日第二次加高,壩頂高程达9.0米,頂寬及边坡如前。(見图9—28)。
  关于胸墙裂紋,現場錘敲声音晌亮无空洞,幷考虑水头淹沒裂紋均不足0.7米,水压不大,故当时只加强观測,未做处理。
  裂紋是汛前旧有,8月14日开始渗水,9月5日停止,渗水处均为水平方向短縫,共11处,其中5处較严重,渗水面积500~1600平方厘米。
  自八月二十七日对裂縫观測記录以来,至九月十九日裂紋均有所增长。一般增长5~10厘米,最长达到21厘米。
  四、几点建議
  (一)規划和管理方面
  1.郊区小型排灌点应全面規划統一布署。审批要有健全程序。个別管綫过密的地方应調正。
  2.过堤管道閘涵的建筑、管理、維修要設专人,分片負責。
  3.汛前要认眞检修各涵閘閘門。根据今年情况,閘門关閉不严,大都由于閘槽存有积物所致。閘門不严,在高水头下易形成閘后射流,对閘板的高頻率震动以及閘板后底部的冲刷均极为不利。今后除在設計中改进外,汛前检查維修,也十分必要。今年还发現有些閘門的止水胶皮被切割破坏,应加强維护。
  4.抽水房建筑現离堤埝一般太近,有碍堤埝稳固及汛期搶护,故应規定一定距离。
  (二)設計和施工方面
  穿过堤身的管道涵閘如設計施工得当,汛前加以检查維护,汛期险情是可以避免的。針对今年汛期涵閘发生的問題須应全面检查,重点反修。对新建改建閘涵,建議:
  1.閘涵的閘門启閉設备要求安全灵活不漏水,故新建閘涵閘門最好采用鉄閘板,閘外应設木叠樑閘。其优点:是坚固可靠,不易損坏;汛前便于填堵,止漏效果好;拆除比較簡便,易于彻底淸除。
  2.破堤开槽应有較大的边坡(1∶2~1∶3)幷开成阶梯形。回填土要确保质量。尤其是土质与密度更要严格控制;必要时应采用灰土。
  3.修建閘涵时应对邻近堤段进行检查加固,翼墙外最好作一段护坡,使近閘处稳固可靠。
  4.穿堤管道应加設防水隔墙延长渗径。
  5.建筑物附近堤埝背水坡必要时加設永久性导渗設施。
  总之,閘涵的設計施工,从生产需要及防洪要求都必須确保质量。子牙河、独流减河沿堤閘涵首先要滿足防洪要求。結构要根据条件,但符合規划的正式閘涵,标准应該高些。目前已經有不少砖砌閘涵,表面剝落,加以汛期搶护,損坏甚重。中小型閘涵,如条件許可,也应尽可能考虑石料,或鋼筋混凝土等結构。
  (三)汛期防护方面
  1.根据气象水文資料,对排水、用水、防洪要統一安排管理。对閘涵防护,不論是启閉閘門,堵砌管口,或汛前加固維护,均应有专人負責,使防护措施落实。
  2.汛期根据閘垻情况,,应提前作好分期防护方案,儲备必要的物資,加强巡視查险,注意观察記录。检查要强調管基与槽底,胸墙与閘台、閘体与堤埝等交接的地方。对閘門漏水,如原因明确,情况又不严重,可不作处理。
  汛期在迎水坡搶堵閘涵,采用筑草袋月牙壩中間塡土的方法,在防止漏水、抗击风浪及垻身稳固性上均較平垻好。只作草袋土壩,不能起止水作用。
  4.背水坡加筑月牙垻是个搶堵閘涵漏洞行之有效的成熟經驗,設計时要洼意断面的选定和导渗措施。施工应注意月牙塥和原堤接触的紧密。
  第五节 堤身隐患处理
  天津市各河堤防,在今年特大洪水的严峻考驗下,都发在了一些程度不同的隐患,其中以子牙河下游左岸千里堤最为突出。但是由于广泛开展了調查研究和經常进行了巡堤查险工作,因而广大防汛大軍,很快掌握了旧堤状况,比較及时地处理了隐患,有力地把险工消灭在萌芽时期,确保了抗洪的彻底胜利。
  按照今年汛期堤身所发現的隐患,除閘涵护岸及其所引起的問題以外,大致可以分为墓穴、窖坑、鼠穴、獾洞、历史决口口門和废工事等。其中鼠穴比較普遍,獾洞发現在北运河及金钟河的杂草丛生的荒僻堤段;墓穴发現在千里堤南运河等老堤上。千里堤原为大淸、子牙的分河堤,大淸河改道后,故道已被多年积沙和永定河泛区泥沙淤平成为农田,沿堤耕作的农民居仕堤上,逐漸形成村庄。由于历年发展,目前村庄占該段堤身的67%,村与村之間的堤埝破坏严重,几不成形。故其隐患較多,沿堤窖坑亦出現于此。
  一、隐患情况
  (一)墓穴:一般在老堤附近有村庄者,居民往往沿堤埋坟。据調查了解,原千里堤上的坟墓远在六十年前即开始有了。其分布面极广,一般都分布在村与村之間的堤埝上,全段估計坟墓达1,500座以上。千里堤的刘家碼头东到津壩公路一段間,堤长588米,坟墓密到基本上沒有空隙,且有上下三层之多。有些坟上已經盖上了房屋,如李家房子村东300米一段及村西100米一段皆是。今年洪水来的迅速,原有堤埝不能滿足要求,为了搶时間加高加寬堤埝,新培堤身有的修筑在坟墓上面,造成了隐患。
  南运河右堤王庄附近50—60米一段,据农民介紹过去也在堤身內側埋有坟墓,形成隐患。
  汛期这种隐患的特点是:問題不易及早发現,更不容易彻底查淸。今年汛期由于墓穴所造成的堤埝严重渗漏共四处。其中在子牙河千里堤发現三起,即李家房子西头6+000后坡脚的管涌;李家房子东头7+500处房后管涌;刘家碼头东9+800处堤身飽和出現管涌。南运河发生一起,即王庄附近4+720-4+750一处30米严重渗水。由于发現及时,做采取措施,均未造成大的险工。
  (二)窖坑:子牙河千里堤后土质一般为粉砂土,适宜于种植花生。山芋及各种豆类作物。为了冬季貯存山芋蔬菜等物,依堤为家的农民,便在堤上挖窖。根据調查結果,沿堤村民居民差不多每戶都有一屯二窖(即粮食屯、山芋窖菜窖)。这些窖类,根据这次防汛回填的結果,仅千里堤西段白滩寺、东沟子、沟尾巴、鉄鍋店四个村即达663处,全綫回塡土方1,000立米以上。对堤身影响較大者是山芋窖,一般山芋窖上口直径为50~60厘米,下底直径为1.5米,深度可达3~4米。由于挖掘比較困难,常多年使用,每年不予回填。有的窖坑距水边較近,最近一处仅三米左右,其危害性更大。这些窖坑在汛期若仍未加以处理,非常容易出险。今年防汛期間白滩寺村有些已經回塡的山芋窖仍出現严重渗透,回塡較晚的山芋窖,发現积聚渗水达一米之多。白滩寺东头1+350处,由于山芋窖塡土塌陷,哈近房屋初期发生裂縫,后来引起倒塌。
  (三)鼠类寄居的巢穴:由于在堤后种植庄稼,对庄稼为害的一些鼠类如“地羊”“地排子”,大眼賊”就聚居在堤身周围,穿堤打洞,威胁堤身。根据調查这类隐患分布比較普遍,北运河左岸屈家店閘上,南运河南分洪导堤,独流减河左堤进洪閘至鉄路桥一带,千里堤全綫,中亭堤大柳滩附近及子牙河右岸南运河下游改道分洪閘下300~500米,西河閘下2~3公里处,今年都发現了上列鼠类为患。其中尤以千里堤最为严重,过去曾因这类隐患引起决口。鼠类在堤上窜串之洞穴,一般有地羊洞、地排子洞、大眼賊洞和地鼠洞等数种。根据当地老农介紹,对堤身威胁最大者为地羊、地排子两种。大眼賊与地鼠多有固定巢穴,不甚移动,且洞身长仅2.0~3.0米左右,大多出現在坟墓、土堆、树边等隐蔽地方,当地下水位較高时避居河堤上,不易造成大的隐患。而地羊和地排子則沒有固定巢穴,到处窜串,攻土能力甚强,每小时可打洞10~15米,对堤身造成的隐患特別严重。就汛期所发現的隐患和造成的险工来看,由地羊洞所产生的計有較大险工一处,較严重的管漏两处。今年汛期中,共計填堵地羊、排子洞2000多处,捕捉地羊、地排子500余只。
  据老农介紹地羊、地排子的生活情况与习性如下:
  1.地羊为农害之一。形状如鼠,尾較短,毛呈灰黄色,头部偏平,眼睛米粒大小,身形园粗肥大,前脚短,做带有較长的鷹爪。活动时用头攻土,前爪松土,后脚蹬土,多活动在砂质土壤中。在洞中行走极为敏捷,出土后行动稍迟緩,很易捕捉。生活中以花生、山芋、洋薑等瘤根植物为主要食物,对农作物有极大破坏力。根說一只地羊一年可以損坏数亩花生。其一生中多在地下活动,很少出土。且沒有固定巢穴,到处攻窜,喜欢在潮湿地带中活动。怕水、怕风、怕光,活动深度一般在地面以下0.5~1米左右。地羊洞口有二,洞內又分两三个岔路,往返各走一条。这种动物一般在耕地附近活动,村庄內較少发現。根据千里堤情况来看,地羊活动較多的地段,亦多是种植花生、山芋地带。該处又因为村庄居民在堤上打場,堤頂留有粮食,所以地羊在堤上活动較为頻繁。汛期堤后地下水位提高,地羊在堤上活动更为活跃。
  2.地排子基本与地羊相同。毛呈紅褐色,头部三角形,前脚短,两掌呈扇形向外,沒有长爪,活动情况、范围与地羊相同,只是其深度較地羊洞为浅,一般在地面以下0.3~0.4米左右。除吃一般植物外,尚吃小的昆虫,其破坏力仅次于地羊。地羊与地排子对堤身的危险大致相同,所窜洞穴形成严重管涌漏洞,如不能及早发現,經河水浸泡,渗流过久,就容易从洞穴四周坍塌扩大变成管流,以致造咸大的决口。由于千里堤及中亭堤一段,堤身多为砂性土壤筑成,土壤潮湿松軟,且多邻近耕作地边,这就为地羊、地排子提供活动有利条件。
  据挖掘的情况来看,一般地羊均自堤脚开始挖洞,然后沿坡面傾斜向上,到距迎水坡0.5米左右时,則向上从堤頂攻土开出洞口,洞外筑成凸起的松土堆。然后另开新洞返回,形成两洞两口。
  地羊因为具有喜潮怕水的特性,故在堤上穿洞的位置多沿当时土堤浸潤綫0.2~0.5米以上的部位挖掘。从挖开的洞口証实这种規律十分明显。因而这种隐患在水继續上升时,会在洞穴处形成大的管漏。在这次防汛中由于地羊洞所造成的险工,子牙河千里堤鉄鍋店村东的排水渠口5+825处即为典型例子,幸好发現及时,立即搶救,沒有造成潰决。仅此一处即用木桩10余顆,草袋5000条,搶险用工400多个。其他尚有子牙河千里堤刘家碼头村东9+500处的严重管涌,也为旧地羊洞造成。因此,根据地羊、地排子的生活习性来活动范围,大力捕捉,实为保証堤身安全,消灭隐患的主要工作之一。 (四)獾洞:獾喜居于坟地葦地,环境荒僻人不常去的地方,故堤埝的獾洞也发現在上列地区,均隐蔽在荒草很深的堤坡上,市郊区管理的堤防中,北运河左岸及金钟河旧溫家花园附近的付堤上都发現过。过去北运河獾多的地段,屈家店閘上以郎园村北、张家湾村东、赵庄北最为显著,由于历年堤身錐探,农民捕獾,近年来獾洞逐漸减少。今年汛期閘上只在张家湾村东发現獾洞二处,洞身很短,后經灌泥浆处理了。屈家店閘以下獾最多的地方是周家庄到閻家庄一段和窑窝村庄前后。今年在周家庄以下发現獾洞二处,內有四个獾,一处一个洞,一处二个洞。另外今年汛前在窑窝村北100米处,30米距离中就发現比較集中的十个洞,錐探洞穴很不規則,堤身中空很严重,汛前挖过三次,但至汛期,又出現二个洞,却未見獾。过去窑窝村南200米处是獾集居的地方,据农民介紹,解放后挖填的老獾洞有20~30年者。近儿年由于堤旁开辟道路,獾不宜藏身,故今年沒有发現。
  獾洞是堤防的較大隐患,一般洞口30~40厘米大小,洞的深浅不一,老洞或老獾筑洞較深。1962年在赵庄以北,由于該段堤頂积水,曾发現一处獾洞坍塌,順流水方向洞口直到迎水坡。今年春在窑窝村北的獾洞中,亦发現二处深至迎水坡,距坡仅留土层30~40厘米。据捕捉有經驗的农民介紹,迎水坡向阳时,老獾多深挖洞穴以备冬天取暖。獾洞深度,据錐探开挖情况来看,多不規則,一般在堤身湿土以上,走向曲折,新洞多在背水坡范围以內。獾洞一般是一个主洞,在主洞变化方向时,都有岔路,岔路很短,俗称假洞。洞穴一般有隔墙。老的獾洞走向負更为复杂多变,故其对堤身的危害更大。
  (五)历史险工决口口門:天津市外围堤防,以子牙河、南运河、北运河历史較长,也是历次防汛重点防守的地段。这些堤防,历史上曾出現过多次决口。复堤以后,由于地形及冲刷等关系和复堤质量等因素,以后每次洪水袭击,都是防守的重要险工地段。此外敌伪时期遺留下来的废工事也是蒲弱地段。
  为此,今年汛期不但对它作了調查了解,而且作了重点检查和儲备了搶险的物料,做設专人防守,严密覌察。現为了便于今后工作中参考,特将初步統計的資料录后。(見表9—13、至9—15)
  二、处理措施
  (一)墓穴:坟墓因埋葬多年,棺木腐朽,一时不易彻底查淸。由于腐朽程度不同,对堤身的危害也各不相同。据老农介紹,当地坟墓五年以后即腐朽塌落;十年以后空穴已經填滿,但土质比較松軟;六十年后土质基本恢复与原地层一样密实,对堤身沒有任何危害。目前对十年以內的坟墓一般均可以查淸,对有这类坟墓的段应拥强防守,注意覌查其变化,发現問題及时处理。对10年至60年之間的坟墓,由于在坟墓內土质松軟,容易产生管洞发生险情,对于这些坟墓所引起的险情,子牙河左堤采用下列做法:
  1.对散浸严重地段加后戧,做設导滤沟。
  2.对堤脚散浸严重,已有脫坡迹象者,用块石固脚,加碼草袋土撐。
  3.坟頂上小型渗漏者,应淸除坟墓做用草袋土填实上加戧台。
  (二)窖坑:各种窖类的分布,根据子牙河左堤的調查結果,均在村庄內靠近河岸边一带。村头堤頂較窄(10~12米寬),窖坑設置在房前;在村的中部堤頂較寬(20~40米)窖坑一般都設在院內,个别也有設在屋內的。菜窖一般較浅,且寬大明显,居民多在秋末挖窖,春初填窖,做在其上种植蔬菜,故汛期影响不大。而山芋窖一般較深,上口亦小,由于挖掘比較困难,常多年使用,不予填塞,因此,其危害性亦較大。所以对于这些窖类必須在汛前作一全面的調查,分析研究,根据各种窖类临水距离的远近,窖底高程与堤身浸潤綫的关不,确定其危害程度大小。分別輕重緩急,加以处理。这次防汛系按照三种不同情况加以处理的:
  1.有洇水或渗水現象之窖坑必須塡堵
  2.有洇水但不发展或发展非常緩慢者,按照水情变化加强观察暫緩填堵。
  3.窖底高程在浸潤綫以上者,可以暫时不予回填。
  在回填时应注意踩实,如果发現窖內已經积水,則最好用灰土填堵。堵塞以后应該在該处設立准志,加强观察,以便及时发現問題加以处理。
  (三)捕捉地羊等鼠类和堵塞地羊洞:要消除堤身的隐患,除了查淸坟墓和蓄坑外,还必須查淸和根絕那些寄居在堤上的鼠类和它們的洞穴。子牙河左岸千里堤捕捉地羊,一般采用两种方法,即挖掘捕捉法和等待捕捉法。但不論用那种方法,主要关鍵是找出兽类經常出入在什么地方。根据今年捕捉的經驗,地羊洞口多在堤脚附近,巡堤人員应特別注意堤坡脚附近的情况检查有沒有变化,如果发現有碗口大(約10厘米)的鮮土堆,則多为地羊的洞穴所在(地羊洞进口)。如果在其附近的堤頂上或迎水坡找到有相同土堆(地羊洞出口),則情况更可确定,即可着手进行捕捉。
  1.挖掘捕捉法;根据发現的洞穴,可以两洞口同时进行挖掘,也可以在上口挖掘,下口监視待捕。如果发現洞穴在浸潤綫以上,且距水面較远时,可以大胆开挖,沿洞前进。如果发現岔道时,人多可以同肘进行挖掘,人少时先进行一道的挖掘,将另一道暫时踏实,洞口插立标志,俟第一道沒有发現地羊后再挖。如此直至挖出地羊为止。但在开挖时应特別注意,地羊如发現有人捕捉时,就立即用头松土在洞內修筑土墙,局部堵死洞穴(俗名叫隔斗)。因此,在开挖中途发現沒有洞穴时,应洼意观察或用手四边探摸,見有松土,再继續挖掘。地羊的土墙一般厚約0.3~0.4米,这样的墙在挖掘中可遇到四至五处,不应輕易放过,否則会全功尽弃。另外也可以在挖掘一段后,如果发現洞穴向下,可用水猛灌。这样可以使洞內土壤泥擰,使地羊活动困难,便于挖掘捕捉。做可以帮助识別洞穴去向,便于开挖寻找。一般每个洞內只有一只,挖完則应将洞回填夯实。
  2.等待捕捉法;这种办法就是在洞口等地羊出来捕捉。这一方法比較費时間,要有耐心。据今年汛期捕捉的情况,有等60小时之久者。但这种方法效果較好。一般的方法是在地地羊洞上洞口(堤頂面上的洞口),先将松土堆剷平,在洞口外挖一个深0.3~0.4米的小坑。然后順着洞穴的走向将其洞頂土剷薄,(洞頂上留2~3厘米厚的土层,注意勿使洞頂坍塌)以使地羊經过时能看出土动为止,其长度約一米左右(見图9—29)。最后将洞口打开使空气流通。这时,地羊发現洞口空气暢通,一般会立即出来推土堵洞。捕捉人如发現洞頂剷薄部分土动等其离洞口0.3~0.4米,即迅速用銑剷入其后,以堵死回路,这时地羊急速前冲而掉入事前挖好的小坑內,即可馬上捕获。如果坑內幷未发現地羊跳出,則地羊一定是向后退縮至鉄銑处,捕捉人可猛踏鉄銑,挖出一銑土来,这时地羊即随土翻出。在等的时候应洼意不宜喧嘩,以免惊动地羊不敢外出,同时,也应避免站在小坑前,这样不易发現洞身的变化,最好站在洞頂上。地羊捕捉后,可根据水位变化情况,决定如何夯实回填。但为了安全計,最好沿洞开槽回填,还土要夯实,以免造成后患。
  (四)捕獾及堵洞:据捕獾有經驗人介紹,獾有二种,一叫狗獾,一叫狐獾,两种体型一样,要从爪上区別。獾多和狐同居,有时在一个洞中同时捉到。捕捉獾类多在冬春之交。捕捉方法一种是挖掘鈎捕,一种是用綫枪射击。挖鈎拘捕的方法,大体上和錐探同。先探好洞的走向,然后沿獾洞在堤身上打一些鉛錘方向的探洞。探洞由背水坡起間距1~2米,深度直达獾洞中。獾一般听到动靜后,退縮至洞底,捕捉人用长鉄鈎自探洞口垂直向下用力錐鈎即可捕获。洞身較长而曲折多变者,捕獾人常設綫枪,这种捕捉方法是先识別獾走的洞口,然后在洞側架土枪,枪的搬机栓綫橫于洞口下部,獾出洞碰动綫时,枪立即射击,即可捕获。
  堵塞獾洞一般采取挖还或錐探灌浆二种方法。挖还方法簡单,施工快。其缺点是,往往不易处理彻底或夯±不实,新旧土結合不好。錐探灌泥浆方法,根据多年施工及处理后的效果来看,质量很好,应該提倡推广。其处理方法是先錐出獾洞的走向,然后按洞的高度变化分段打眼。每段距离不宜过长,如超过2米时应在中間加打眼。每段打眼一排,其寬度以超过洞寬为度。然后向各眼灌注泥浆,其次序是先灌堤脚的眼,再逐級灌注堤身上的眼。一般第一次灌浆后第二天再补灌其沉降空隙,达到完全密实。
  三、搶护地羊洞酿成的險工
  今年汛期共发生較大地羊洞险工二处,其搶护方法均按堤埝漏洞处理。由于其严重情况不同处理方法也不同,現分述如下:
  (一)鉄鍋店东5+825处。該处位于排水渠口,由于堤身地羊穿洞,于8月29日4时发生管涌。发現时仅水流涌出,而瞬刻即扩大。当时检查迎水坡进水洞口位于水面下0.8米左右,洞口約20~30厘米,是时出水洞口亦发展至10~20厘米。检查同时立即搶护,首先用稻草紮捆搶堵进水洞口,稻草直接順洞从堤后冲出。洞口也逐漸扩大,出水洞口达20~30厘米,堵口未果。第二次搶堵先用稻草两捆塞堵进水洞口,后用鉄鍋反扣,才基本截住水流。随即又用草袋土将洞口周围碼实。該处从发現至搶堵截流,先后仅20分钟,当时洞口已发展至0.5~0.7米。由此可見其发展之迅速。堵住洞口后,立即又組織人力搶作了前戧,长15米,高出水面0.5米。其作法采取了外打短桩碼草袋土中間填土的方法。前戧修筑后随即将地羊洞分段破堤开槽夯还,消除了险工。
  (二)刘家碼头东9+500处。該处正是旧堤轉弯处,因老地羊洞未曾发現,故在堤身加高培寬时埋入堤中。加固工程完成后,由于当时水位上升,浸潤綫超过旧洞以上,背水坡开始出現渗水,很快发展成管涌,涌水很严重。发現后迎水坡检查无洞口,遂及时采取了背水坡作反滤井,幷用竹管引出水流,管涌沒再发展。后在背水坡后加作后戧幷設导渗沟,施工后情况良好,直到汛期以后未发生其他不正常迹象。
  (三)由于地羊洞引起的小管漏在千里堤是比較多的,因其漏水不严重,一般都采取把洞自下向上挑开,边挖边填的方法处理。另外有些老地羊洞,洞的出口位居堤中,洞穴距堤頂較深,在高水位时破堤挖还不便,遂采取临时措施,将其浸潤綫以下的洞穴挖填,浸潤綫以上洞口用四个草袋分两层填堵。后因堤身加作后戧,原所堵之洞均在土戧以下,所以这类地段也沒有再发現渗水情况。
  四、几点建譏
  (一)应大力加强堤防的管理,严禁在堤埝上埋置坟墓、进行耕作及挖掘坑窖。
  (二)对堤身內現有的坟墓应进行全面錐探处理或淸理迁移。
  (三)积极提倡奖励捕捉獾、鼠,以根除危害。
  (四)各河堤埝要全面彻底进行检查及錐探。消除隐患漏洞,加固堤身。
  第六节 堤岸坍陷、脫坡及裂縫維护
  天津市外围各河堤埝多是老堤,显著薄弱地段經解放后几次整修加固,堤身已基本完好;市內各河,沿岸及主溜冲刷的地方也都先后作了护岸;今年汛期又进一步加强了堤岸。因此,在今年特大洪水及高水位长期浸泡下,各河堤埝基本上沒有出現大的崩坍、脫坡等险工。但是由于近几年来維修管理工作不够,亦出現了不少堤岸局部坍塌沉陷及个別脫坡情况。
  一、堤岸坍陷
  (一)坍陷原因 堤埝的坍塌沉陷,原因比較复杂,一般有以下几种:
  1.由于水溜的冲刷。土堤迎湾頂溜的地方經水溜的冲刷,风浪的袭击,使堤埝的坡脚或迎水坡上淘空,形成陡峻的浪坎。严重的陡坎,使堤岸失去了稳定,发生坍塌。护岸一般存有縫隙,經风浪冲刷振盪,岸后土壤流失,亦会造成局部坍陷。
  2.由于土堤浸湿后,抗剪强度减弱。土堤长期泡水,水近飽和时土壤內摩擦力和粘結力减低,在边坡較陡的地方就容易发生坍塌。
  3.由于堤埝經历冻融,表面松裂,或土堤不实,堤身隐患,經凤浪振盪发生坍塌沉陷。
  4.退水时期,堤埝驟然失去了河水的頂托力,已經渗到土堤內的水分又反向河中渗流,产生动水压力,增加了堤岸向河內滑动的力量,促使堤埝的坍塌。
  (二)今年汛期堤岸坍陷的情况
  堤埝坍陷,根据一般經驗,时常伴随主溜发生。其发生发展,以堤岸条件护坡状况等因素有关。根据今年发生的情况,大体可以分为以下几种:
  1.由于旧护坡空洞引起的堤身坍陷
  这种情况在子牙河右岸上段出現較多。該段堤埝迎水坡一般下部为灰土坡,上部为砖砌护坡。由于历經多年风浪的淘刷,堤坡淘空很多,后作拋石护坡,空洞埋盖其中。淘空的地方,一般位于灰土坡的頂部和砖坡的中部。灰土坡頂部孔穴,深度約0.5~1.0米。砖坡中部的孔穴,系沿砖砌体后面的水平方向形成孔道。其高程一般为8.7米左右,直径約为0.2~0.3米。另外,在灰土坡下亦有个別較大的孔穴。这些孔穴,今年汛期經风浪继續淘刷后,首先在地面沿堤出現纵向裂縫,而后,形成堤頂局部坍陷。
  2.由于迎水坡及其坡脚淘刷造成的坍陷
  (1)河流迎弯頂溜的地方,一般流速大,河槽深,幷引起橫向环流。环流由于水质点离心力关系,使水压向凹岸,做使水流的上层变成下降水流,以极大的流速冲刷凹岸,使其坡脚变陡或淘空。子牙河上段,虽弯曲不多,俱是几处凹岸主流集中的地方,如右堤黄家房子29号汛房一带,均因受主溜冲刷也造成土坡流失片石护坡架空而产生沉陷。子牙河右岸下游21+000~21+070处,由于前滩及护坡坡脚被水淘空也造成下陷。另外,有些河槽被建筑物束窄的地方,亦发生冲刷坍陷。如新开河右岸耳閘下游,汛期木护岸上部被淘空。又如北运河右岸西沽小学至废桥墩地段(长290米),由于迎溜冲刷,迎水坡坡脚造成坍塌。(北运河今年水量小,冲刷也不严重,已采用拋石处理。)海河右岸楊庄子渡口上,局部受冲,也发生二处坍塌。
  (2)堤岸浸泡后,边坡抗剪强度减弱,加以风浪长期振盪,迎水坡淘空。如独流减河左堤,曾因过去蓄洪,坡脚及临低水位坡面常經淘刷,今年汛前检查,淘空深1~1.5米,形成立坎虎口。又如海河右岸紹兴道至浮桥段(760米)土坡冲刷严重,造成迎水坡坍陷。浮桥至田家渡口坡脚也出現被水冲刷現象。
  (3)南运河堤埝自25孔桥至上游改道段迎水坡边坡較陡(一般为1∶1),在风浪和水流冲刷下,右堤在水面上下各0.5米范围內土壤被淘空形成立坎。严重的堤下出現空洞。堤頂出現月牙形裂縫,继而坍陷。尤其是左堤,原堤頂寬4~5米,賈口洼分洪后两水夹堤,9月1日在独流鎮南800米处发現迎水坡坍陷,堤頂冲刷后仅剩1~2米,2日风浪較大,坍塌继續发展,堤頂出現大量裂縫。許多地段堤頂只剩0.5~1米,幷有25米曾漫溢过水。
  3.由于簡易护岸或木护岸損坏朽裂岸后发生的坍塌
  如海河右岸北洋閘上游至染化車間(长180米),在土坡河岸部分地段,发生了坍陷;染化总厂木护岸桩后也出現了空洞。在海河右岸老河口上游鉄路小学后,冲刷比較严重,桩后土岸曾刷去10米,其上游桩后也发生坍窝四处,每处約为1米×4米。海河右岸陈家台大成后木护岸被水淘空,深1米,长110米,故岸后坍陷。
  子牙河右岸大紅桥上500米处,由于河水上涨,急流冲刷木护岸,挡土板腐朽,內部出現孔洞,其中严重的下陷1米以上。
  4.由于护岸縫隙淘洗岸后局部造成坍陷
  如海河右岸胜利桥至馬家口渡口,堤岸先后沉陷20处,錦州道至徐州道15处,沉陷坑一般为1米×1米。海河左岸河东儲油所一段(浆砌片石护坡),岸后地面发現沉陷3处。水产公司至六緯路鋼筋混凝土板桩立式护岸,板桩縫經水流淘洗,水下2米深处被水淘空,岸后地面也出現下陷。
  (三)堤岸坍陷的搶护处理
  处理土堤坍塌沉陷方法,当以預防性的工程为主。一般可分为三类,一是增强堤岸的稳定性,一是加强堤岸的抗冲能力,一是局部减緩流速或挑溜外移。今年汛期虽然沒有发生較大的坍陷,但为了确保安全,也作了不少預防工程及局部处理。其維护处理方法分为以下几种:
  1.夯填复坡
  (1)对旧护坡坍陷的处理,系根据其原有結构型式,采取局部补修和加固的方法。子牙河右岸上游多用此法局部填补。
  ①对于砖坡坍陷严重陷坑处于水面以下时,先拆除已破坏的砖砌体,剷除松土,将坡修平,然后貼葦蓆或草袋,再碼草袋土。其次再鋪蓆一层,下拋片石护坡。当陷坑处于水面以上时,可在淸理好的土坡前碼草袋土垻,其后部用素土回填夯实,外护葦蓆一层,再拋石护坡。
  ②对砖坡沉陷下部破坏而上部尚完整者,維持砌体原状,揭开块石,将下部已破坏的部分拆除,向孔洞內填塞空草袋,外舖蓆一层,再拋石护坡。
  ③对砖砌体出現裂縫,靠近堤頂处有空洞,砖砌体后堤肩沉陷或堤頂表面有裂縫者,保留砖砌体的完整,尽量不拆,在堤頂开槽,回填素土分层夯实。
  (2)对水面寬风浪大冲刷严重的地段。如南运河左堤,25孔桥至上游改道段,汛期多采用短桩葦蓆草袋土方法复坡。为了加强抗冲能力,桩后就地取材填有柴草軟料。
  (3)对严重淘冲,水深2米以上者,采用木桩草墙法。外加防浪措施。桩长一般4米以上,入土一半。桩后放置編結的柳枝或綁扎的柳把、葦把、秫楷把。今年汛期不少地方桩后散填秫楷,就地取材,效果也好。
  (4)对一般堤埝下部淘刷采用草袋土复坡,独流减河左堤多用此法。
  2.稳基护脚
  今年汛期对冲刷严重水深不便夯填的地方,采用了拋片石、沉石籠,或沉柳枕的方法,稳固基础。这种方法便于搶护,效果很好。独流减河、子牙河多用拋石。25孔桥桥头及导流堤因水流較大,采用拋片石及石籠。中亭堤因运輸不便,就地取材采用了拋砖或拋草袋装砖。
  3.桩柳护岸
  华北地区及我省各地在历年防汛当中,就地取材,利用树木枝干或楊柳枝条柴草等物,对巩固堤岸,抗击冲刷曾积累很多經驗,桩柳护岸就是其中之一。这种方法具有操作簡单搶救迅速的优点。其作法是先用树干作短桩,其后散放或編織树木枝条。厚度一般20~30厘米,高度可按需要而定。一般只作一排,如迎水坡較高而树木短桩小时也可以作上下两排。今年汛期子牙河左岸千里堤及中亭堤上段均曾采用。这种方法一般使用于堤坡沒有护坡,河道有滩地或水浅的地方。
  4.减緩溜势
  减緩溜势的方法很多,主要是减緩流速或支溜外移。我国河工上多用柳类做透水性工程。因为柳树枝叶繁茂孔隙多,柔靱而富有弹性,可以增长水的流径,緩溜促淤,幷可减低水的冲击力。操作上一般使用挂柳、沉柳,或柳垻等方法。
  今年汛期各河均用挂柳,防止风浪振盪(見本章第三节),兼收减緩流速之效。子牙河右岸下游原有三合土护坡,过去曾发生裂縫二、三道,今年汛期由于水流冲刷故先后发現坡脚淘空41处,除大部分拋石处理外,另有19处采用沉柳。共用柳树556棵,沉柳长度1453米,測量其效果,可使流速减緩(沉树前1米/秒左右,沉树后0.5米/秒左右)。經潜水检查,沉柳地区一般挂淤0.3~0.4米。目力覌查上游漂浮秫稭經常停留在沉树附近。
  沉树的方法
  (1)截取較大的柳树树帽(树嵋約4.5米左右)連带1~1.5米树干。
  (2)預制石籠。石籠尺寸可根据需要而定。今年汛期采用者,为直径0.65米,长1.5米。內装片石約0.5立米。每个鉛絲籠用8号鉛絲5公斤,机編10厘米×10厘米的菱形网格。
  (3)在船上将預制的石籠2个,分別系在树干末端与树帽中部。
  (4)定好船位,将柳树拋于坡脚,于河岸成30°交角。树梢斜向下游。
  (5)树距4.5~5米。沉树时宜由下游往上游連續拋入。
  二、堤埝捻脫坡
  (一)脫坡原因
  堤埝发生脫坡的原因概括为以下四种:
  1.高水位长期持續,散浸继續发展,浸潤綫以下土壤飽和,抗剪强度减小,造成堤坡滑动脫坡。特別是在背水坡上,由于动水压力,更易促成了堤的滑动,造成脫坡。
  2.堤身的迎水坡和內部是透水性大的土质,而背水坡的表层区为透水性不良的土质,在高水位下,从迎水坡渗入堤身的水,不易从背水坡排出,于是抬高了浸潤綫,也加大了动水压力,降低了土壤的抗剪强度而造成脫坡。
  3.堤防靠近水塘,背水坡堤脚浸入水中,或新加堤身及后戧基础下有淤泥,則堤脚或堤基抗剪强度甚小,遇高水位时便容易脫坡。
  4.高水位时堤頂堤坡堆放重物料,或因做子埝、堆土牛加重了堤身上部的重量,当重量超过土壤的抗剪强度时,往往造成堤身开裂和脫坡。
  (二)今年汛期土堤脫坡的情况及其搶护
  今年由于处理散浸及时,退水平稳,故汛期出現严重脫坡仅一处,即子牙河左岸下游千里堤7+875~7+915处,后戧长达40米全部脫坡,滑动后堤坡脚外移7米左右。
  另外,子牙河右岸上游,今年汛期加作后戧,不少地段堤后恰近水塘。后戧筑于水坑之中。水中填土,未經夯实,由于淤泥滑动故于4+100处也出現了后戧脫坡长40米。
  搶护脫坡的基本原則是:“消除动水压水,恢复堤坡稳定”。具体方法,首先进行导渗还坡,稳固堤身。其后結合险情、水情及堤防状况,因地制宜因时制宜地处理。如迎水坡滩地平坦,水不太深,溜不很大,又有条件运土,在搶背水坡的同时还可以进行外帮,以减少堤身中的渗流。今年汛期搶护千里堤脫坡时即用此法,背水坡碼石做滤水后戧,迎水坡加碼草袋土护堤外帮。如果脫坡由于基础不好,如子牙河右岸上游处,后戧脚临水塘,必須采用填塘固基。这次处理該处脫坡,用草袋土填复水塘中的后戧坡脚,效果很好。
  三、堤身裂縫
  堤身裂縫的原因很多,往往是伴随坍塌脫坡、閘涵沉陷、傾斜等等而产生。在今年汛期也有一些裂縫,經过观察,后期稳定,为了防止其发展当时又作了处理,故择其突出者以作紀要。这些裂縫发生在:
  沿河建筑物的內側;
  护坡与堤頂交接地方;
  过去决口口門及排洪道口門;
  閘涵、蓄水池两側及其附近。
  (一)形成这类裂縫的原因
  1.堤埝长期經溫度变化和风雨的剝蝕,土体內自然发生了裂隙破坏,經过冻融以后,土堤表面变松,因而輕者經汛期泡水风浪振盪而开裂,重者直接就产生裂縫。
  2.粘性土壤筑堤培埝,当水分蒸发后,經常出現干縮裂縫。
  3.土堤被水溜冲击堤坡形成陡峻的浪坎,堤頂也会发生裂縫。
  4.堤岸有隐患,筑堤质量不好,經过河水长期浸泡,堤身沉降和堤頂硬层裂縫更容易出現。
  今年汛期所发生者,多属后一种沉陷裂縫。
  (二)裂縫发生的情况及其发展过程 为了便于記述,先将今年汛期主要发生裂縫地段分类叙述如下:
  1.由于施工质量不良,回塡物料混杂不一,做間有空隙,經高水位长期浸泡而局部下沉,产生纵向裂縫。
  (1)子牙河右岸当城附近。該段曾于1959年修筑浆砌片石护坡,堤頂同时修建砖砌防水墙,全段长約700米(3+340~4+100)。其中在4+008~4+100一段,于8月31日发現沿堤靠近防水墙基础一米附近,产生大致与墙平行的裂縫一道,裂縫断續共14段,总长度达90余米,最长的达13米,最短的为1.5米。裂縫寬度为1~2毫米。次日又向南发展50米。經灌石灰水刨驗观察,裂縫深度为30厘米左右。地面下40厘米处有另星块石,其間有較大空隙。后經覌察,一般至9月4日停止发展,用石灰浆灌縫处理。
  (2)子牙河右岸当城北崗楼旧址,进洪閘下3+905处于9月3日发現裂縫。裂縫长12.7米;寬15毫米。裂縫发生后,对該范围进行了检查。背水坡坡脚情况正常,迎水坡潜水检查片石护坡也无坍陷迹象,河床横断測量,河坡較緩,堤坡均大于1∶2。幷經試探裂縫是和水平方向垂直,与脫坡情况不同,故决定停止交通加强观察。裂縫自3日至7日不断斜向迎水坡伸延。至9月7日,裂縫已发展至长20米,寬15~20毫米。其后,裂縫发展很慢。經灌石灰水开挖刨驗,裂縫深度1.13米,刨驗时地面下70厘米以下土层松軟,1米左右土松,用手即可刨动。由此可見裂縫主要是由于土质松軟,局部地基下沉而产生(見图9-31)。
  根据了解,此段堤位于弯道,背水坡脚又临水坑。解放前每年由于迎水坡冲刷,村民均在背水坡填土加固,故堤身逐年向水坑內移。日伪时期,該处建北崗楼,崗楼废除后有张姓用坑土填坡盖房一間。历年汛期此处即为严重渗漏的险工地段,曾于1952年、1954年二次出現背水坡脫坡,其中以1954年汛期情况較为严重。曾打桩二次。第一次打短桩80余根(桩长4~5米;桩距33厘米),做用葦把挡土,后填草袋土加固。次日短桩又向前傾斜,草袋土下溜,堤頂发現纵裂,再打桩39根(桩长8米),桩后釘挡土板做填草袋土,坡脚又拋砖四、五万块。险情才告消失。
  自1955年开始,該段历經多次整修加固,迎水坡作了浆砌片石护坡,幷用拋石护脚。近几年来汛期均未出現問題,今年則在堤身出現裂縫。
  以上情况說明,裂縫显然和1954年险工有关。汛期搶险,施工不良,背水堤身又落于水坑之中,木桩、葦把、乱砖、草袋必然留有空隙,故九年以来沉陷幷未終了,今年河水水位高,堤身浸泡时間长,因而堤身局部产生沉陷,堤身出現裂縫。加以今年汛期又新培了后戧。使堤后平均塡土增高1米,背水坡增加重量,也会促进和加速沉陷的发生。
  (3)独流减河右岸第二口門至大台出現断續裂縫
  該段今年汛期由于团泊洼蓄洪形成两水夹堤,8月25日发現堤頂有纵、橫裂縫。纵向裂縫一般有三道,堤頂中綫一道,堤頂南北三分之一处各一道。裂縫靠减河岸最寬。堤中次之,靠团泊洼者最小。裂縫較多的是平行于堤身的直縫。但也有不少的向团泊洼方向呈月牙形的弯縫,纵向裂縫长由数米至数十米不等,最长者达300米左右。橫向裂縫从靠团泊洼的堤肩开始,垂直于堤身向减河方向发展,一般裂縫长至堤中,最长者延及堤頂三分之二。裂縫寬度一般为20~30毫米,最寬达50~60米,深度0.5~1米。这些裂縫一般在发生后二、三日內发展最快,其后逐漸稳定。
  分析原因认为:减河右堤背水坡临团泊洼,該坡从未受过河水浸泡,减河历年洩洪时,該坡頂亦高于浸潤綫及毛細水层以上,故裂縫产生的原因估計是由于团泊洼蓄洪內外淘刷,土堤不够密实,經高水位长期浸泡后堤身沉陷,故在堤頂硬土层上出現了裂縫。
  2.由于开挖老堤,回填土不实,而造成不均勻下沉,产生横向裂縫。
  今年这种裂縫多在沿堤閘涵及穿堤管道处发生,其中有些裂縫发生后,几日內即趋向稳定。情况如下:
  (1)子牙河右堤当城南进洪閘下3+050处小型电力抽水点过堤管两側裂縫。
  經当城公社同志介紹,此抽水点系1962年5月建成,过堤管用双排40厘米的缸瓦管,管基較高,管底高程为8.2米,管下单层平砖基。管壁周围塡白灰土,幷有3处24厘米厚砖砌防水隔墙。施工时破堤深度約2.5~3米,施工时回填土沒經夯实。进水池周围基础,均用松土及片石回填,质量更差,故在当年7月降雨后,堤身全部下陷10~20厘米,事后仍以松土回填。
  今年汛期,該处即将进水口用水泥砌砖封堵。8月14日第一次洪峰前夕該处經受大风浪侵袭,进水池附近堤身施工开挖处即出現严重淘刷,当时用草袋土3200个填堵复坡做拋石护脚。15日发現漏水,經检查是由于管口止水不良所致。9月1日过堤管处子埝发現橫向裂縫,2、3两日迎水坡堤身也出現裂縫,做不断发展一直連貫至背水坡肩。子埝頂裂縫寬30毫米,堤身裂縫5~1毫米,迎水坡处稍寬,至背水坡处消失。經灌白灰水开挖后检查,裂縫最深达39厘米。9月6日采用素土回填,未見发展。
  裂縫产生原因,主要是开挖老堤回填土质量不良,过堤管回填土虽經一年自然沉降,但未終了;今年經高水位浸泡,渗流量增大,形成不均匀沉陷,因而造成頂部开裂。
  (2)中亭堤大柳滩放水口門
  1962年为了排除瀝水,曾在中亭堤7+500处破堤洩水。口門上寬30米,下寬10米,洩水后立即夯实堵閉。今年汛期检查复堤断面单薄,堤頂高程較低(8.5米),背水坡較陡(1∶2),迎水坡因放水时口門外滩被冲刷。故堤脚高程也低于两側。当洪水浸及堤身时发現口門边緣出現垂直于堤身的裂縫。縫隙很小,做于口門边緣处发現有較大土块。分析其原因主要是由于回填土夯实质量差,新旧結合不密实而产生的沉陷裂縫。
  当时采取处理措施,主要是加固迎水坡。在迎水坡加碼草袋土蔴袋土,做拋石护脚。同时在背水坡用草袋加作了后戧,做打桩两排共17根,桩长6米,直径16~18厘米。前排8根,后排9根,桩距1米,两排相距3米。
  (3)子牙河下游西河自来水厂过河管处,8月16日两岸迎水坡均发生裂縫。右堤裂縫是月牙形,縫寬10~20厘米,半径1.5米。后将裂縫灌浆填石膏幷在右岸增作后戧,裂縫未再发展。
  (4)新筑堤埝,密实度不好,更容易发生裂縫。子牙河左岸2号、3号小型电力抽水点一带新堤夯填不实,迎水坡及堤頂均发生裂縫。京津公路新开河大桥工地附近,新筑的堤埝迎水坡也发生裂縫,背水坡渗水。
  3.由于迎水坡受河水冲刷,风浪袭击,坡脚淘空而产生的堤頂裂縫。如:
  (1)独流减河进洪閘至陈家台子0+000~17+500地段,原系土坡,汛期发現前坡淘空深1~1.5米,高度延至堤頂下2米左右。当时采用草袋土填堵做拋石加固。水位上升时,堤頂仍普遍出現纵向裂縫,以后未再发展。另外陈家台以下,原为三合土护坡,坡脚因破坏加拋砖。經第一次洪峰高水位浸泡及风浪冲刷砖护坡随水位降落下滑,原以紅砖填堵的空洞亦随即外露共158处,最大空洞长20~30米,深1米以上。虽經及时用片石及原有紅砖填实堵严,但因留有空隙,堤頂也出現了沉陷裂縫。
  (2)子牙河右岸下游,西河閘下13+563处,第二次洪峰洩洪期間迎水坡脚局部被水冲刷,发現大浪窝。堤頂出現裂紋,即时拋石护脚。
  (3)新开河右堤22号鉄路桥下游,由于堤岸冲刷8月24日在堤頂发生断續裂縫长100米,縫寬30毫米;深30厘米左右。后逐漸稳定,灌入石灰浆。
  (4)海河左岸楊庄子村棉紡三厂后門附近,由于水溜冲刷,8月26日亦出現25米长的裂縫。
   4.由于迎水坡长期受河水浸泡,堤頂局部沉降,或在退水时期产生的堤頂纵向裂縫及沉陷。
   (1)子牙河右堤上段,当城下4 + 100r 8 + 130一带,堤內原有砌砖防浪墙,据了解防浪墙修筑年代較久,历年出現局部沉陷,俱岁修时多就原砌体增高。今年汛期,除部分护坡內部被水淘空而出現沉陷外,由于防浪墙沉陷而造成土堤发裂或防浪墙与土堤裂縫达50余处。
   (2)子牙河右堤下段。三合土护坡頂部与土堤堤肩交接处,今年汛期出現了很多細小裂縫。裂縫初期寬度2 --' 10毫米,8月30日雨后裂縫有扩大,最大寬度达25毫米,裂縫很浅,一般深度20-30厘米。初步分析,裂縫是由于堤埝浸泡沉陷而产生;堤頂加作子埝后促使了裂縫发展。
  (3)子牙河右堤西河閘下12+563附近,退水时期堤頂发生纵向裂縫,裂縫长50米,寬2~5毫米。經拆除子埝减載后未继續发展。
  (4)海河右岸,河西染料厂仓庫北墙角下游32米处,庫墙凹入地段新筑堤埝,由于新堤断面大,堤岸增加重量后影响原地基軟土层下沉。8月17日开始出現裂縫长9米。后經削减新堤断面,达到卸荷要求,裂縫未再发展。
   (三)裂縫的鑑別
  裂縫的鑑別,十分必要。不要把坍塌脫坡和局部沉陷裂縫混淆,以致延誤时間造成大险。根据今年汛期情况,鑑別裂縫性质应注意以下几个問題:
  1.裂縫发現后要及时检查裂縫范围內的情况,包括河床情况,迎水坡背水坡的坡度,堤身断面,护坡稳定情况,堤埝土质及密实度等等。幷停止該地段的交通。同时記录裂縫現况,观查其发展变化。在可能的范围內,要了解該段的过去情况及历史沿革。
  2.裂縫发生后,現場在探測裂縫深度时,要注意辨别裂縫的走向。沉陷裂縫一般垂直地面,堤坡滑动呈圓弧状。
  3.裂縫中灌入石灰水,是一种有助于覌查刨驗的好方法。裂縫发生时灌石灰水,表面明显,长度起迄淸楚,易于识别发展迹象;裂縫刨驗前灌石灰水,容易看出裂縫深度和走向,不致因挖掘而混淆。
  4.裂縫发生后,不論处理与否,一定要設专人現察,定时記录。尤其是裂縫发生初期,或当一时不能找出裂縫发生的原因,而情况允許观察时,更要密切注意。一般情况,沉陷裂縫后期变化緩慢,土坡滑动裂縫則日漸发展。
  (四)裂縫处理
  堤身纵裂,一般危险性比較小,如仅系表面裂縫經判明不致导致崩塌或造成滑动脫坡时,在裂縫不过深过寬的情况下,可以暫时不作处理。但应加强观察注意发展变化,做堵塞縫口以防雨水流入。較寬較深的纵裂縫或纵裂伴随脫坡发生时,則应及时处理。橫裂縫不論大小都必須处理。因为它橫貫堤身,河水容易侵入或减短渗透流径,由于漏水,将引起堤身破坏。
  裂縫的处理方法。根据今年汛期采用情况有以下几种:
  1.灌堵裂口,裂縫寬度在30~40毫米以下,深度在1米以內,經观察情况稳定,不会继續发展时,可以用土、石灰浆或石膏灌堵。今年汛期采用这种方法处理的地方很多,如子牙河右岸西河閘下游三合土护坡与堤頂間的裂縫即采用土灌,当城附近裂縫采用石灰浆灌,西河自来水厂过堤管处裂縫即采用石膏灌縫,其效果均好。
  (1)作法:
  ①用干而細的土壤,由縫口灌入,再用板条或薄竹片搗塞坚实。用石灰灌浆时,石灰要篩去灰碴石块,最好用灰膏加水調合,以便于灌入为度。
  ②灌塞后再沿裂縫作寬5~10厘米、高3~5厘米的小土埂,压隹裂縫,以防雨水流入。如果裂縫在子埝外,培土面积可适当加大,防止兜洼积水。灌入石灰浆的裂縫一般一次灌滿后,灰浆要脫水沉降,故俟补填后再作土埂。
  ③处理后应专人检查,如裂縫仍在发展,应仔細判明原因,另选方法重新处理。
  (2)适用范围和优缺点
  ①本方法仅适用于經观察已經稳定而又不甚严重的纵向裂縫。
  ②优点:处理簡单。
  ③缺点:只能防止雨水流入,难以彻底填塞坚实。
  2.开挖回填。纵裂在30~40毫米,深度超过1米时应作开槽填实。今年汛期采用开挖回填处理者較为普遍。一般均用素土回填,市內沿河护岸处有用灰土、碎砖还填者。
  (1)作法:
  ①沿裂縫开挖一条沟槽,深度以挖到不見裂縫为止,寬度視深度适当規定,以不致坍塌幷便于施工为度。沟的两端須比縫縫每端长2米左右。
  ②回塡土料应当选和原堤土质相同,含水量相近似的土壤。每层厚度約0.15~0.3米,逐层用細夯搗筑坚实。頂部应当稍高出堤頂留沉落土,幷作成穹形,以防雨水灌入。
  ③裂縫較长时可分段处理,或分段后間隔处理,避免施工中引起不良現象。
  (2)适用范围及优缺点:
  ①这种方法仅适用于无滑动或有发生脫坡可能但检查已趋稳定者。
  ②碎砖三合土(白灰、黄土、碎砖)及碎砖,只能用于市內碼头河岸,岸后地势較高者。
  ③本方法比灌堵处理彻底,如开挖填土后已稳定,則汛期后不用重新处理。
  ④缺点:比較費工,若开挖較深容易引起坍塌。
  3.横墙隔断:(俗称打土釘)与堤防垂直的横向裂縫应当作橫墙隔断裂縫,以防河水侵入。今年汛期在独流减河左堤2号房附近发生的横向裂縫,即采用此法处理,观察至汛后土堤毫无变化。
  (1)作法:
  ①其作法基本与前法相同。但除沿裂縫开槽外,每隔3~5米与裂縫垂直方向挖一橫槽,深度以不見裂縫为止,然后再分层夯打密实(独流减河橫槽間隔采用3米,槽寬0.3~0.4米)。
  ②裂縫串通堤身,可分段处理。
  (2)适用范围
  本方法适用于任何橫向裂縫。但橫向裂縫的临河一端已与河水通連或有通連可能,做已作前戧或围埝时,汛期对此裂縫可暫不处理,只作土埂防止雨水浸入。
  第七节 探測工作
  一、回声測深仪运用
  (一)回声測深仪汛期运用情况及其优点
  今年汛期曾使用M.S26型回声測深仪測量各河道的纵橫断面、碼头护岸的前沿、分洪口門的地形、桥樑附近的河床冲刷、桥墩水下形状以及拦河閘上下游护担的冲刷情况。从測量結果看来,比重錘法的效果好,工作效率也高。在流速大、水面深的地方优越性更为显著。根据今年施測海河、子牙河的情况統計,平均每天可以完成40~50个橫断面的測量工作。回声測深仪有以下几个优点:
  1.精度比較准确。今年在每秒2米的流速条件下,使用回声測深仪,精度可达5厘米以內,远比重錘法測量准确。
  2.不受水深限制。在一般河道的任何深度以內,均可滿足精度要求。(仪器測深范围,高速(500轉/分)測深3~90米;低速(250轉/分)測深3~180米)。
  3.不易发生人为錯誤。由于仪器設有自动記录装置,故可大大减少人为的錯誤。
  4.减輕劳动强度因为在具体施測操作时,人只是控制仪器上的各种按鈕,这样可大大节省人力,减輕劳动强度。
  5.黑夜也可以进行測量。仪器是以自动操作为主,人只是做一些輔助工作,故可不分昼夜施測。
  (二)回声測深仪的构造及簡单原理
  1.仪器构造主要配件共分六部分:
  (1)記录器;(2)电力器;(3)振盪器;(4)电池;(5)計速器;(6)定点器。(見图9—32及9—33)。
  2.仪器工作原理
  (1)当接通电源以后,使发声振盪器(A)(見图9—34)因磁伸縮現象产生超声波,这种声波以每秒約1,500米的速度传播出去,碰到水底后产生回声。这种回声又被接收振盪器(B)所接收,再根据磁伸縮的可逆性把声变成电能,在放大器內經放大后传至自动記录笔尖,而立即在記录紙上記下回声訊号,再用特制比例板尺量知予測的水深。
  (2)知道水中传播振动的速度V,发出超声波信号与收到它的間隔时間△t,即可求出声音自发送点至接收点所經的
  Ho表示施測某点的水深;
  H表示自振盪器平面至河底的距离;
  L表示发声振盪器至接收振盪器的間距;
  D表示由振盪器至水面的垂直距离
  (3)为了量出发声振盪器发出信号与接收振盪器接收信号之間的时間間隔,要在回声仪中装一电动机构,在記录紙条上印出所量的发送与接受之間时間△t的綫段。因为紙条运动的速度相当于声音在水中的速度,所以記录紙条上的綫段距离,应該与所量的水流深度成比例的关系(見图9—35)。
  (三)仪器安装及施測的准备
  1.安裝
  (1)先将振盪器放入水中,用鉄支架联装于船舷上,幷使其与水面垂直。
  (2)将仪器主体(包括:記录器、电力器、蓄电池、計速器、定点器)放于船內平稳淸洁之处,然后連接各电纜插头(不包括电源綫)。
  (3)检查蓄电池电量。
  (4)检查仪器各部操纵鈕是否符合測量的需要。
  (5)装記录卷紙。
  (6)接通电源电纜。此部仪器电源为24伏,接通經复查无誤后再开总开关。
  (7)开动仪器試行运轉,主要检驗:
  ①标尺零尺的标号是否准确;
  ②定点器是否有定点綫出現;
  ③电力器上面圓孔內有紅光。
  2.操纵
  (1)仪器的安装和校正工作都沒有問題以后,測量人員按分工各守崗位,即可开动仪器进行測量操作。
  (2)仪器連續工作了2~2.5小时后必需休息,使仪器冷却半小时。
  (3)測深的校正每天在測前測后各进行一次,可用杆測比較。
  (4)河內流速过大时,在桥樑上游100米以內,最好不做断面測量,防止安全事故。
  (四)施測方法
  在一般河道測量中需要4人。即行船司机1人負責船只行駛;船向定綫1人負責指引行船方向,依岸上的标志保証船体按予定的方向行駛;掌握仪器1人負責仪器的开关、定点、定位等具体操作;
  机动工作一人。(見图9—36)
  現将具体施測方法分述如下:
  1.河道断面測量从8月下旬至10月上旬共施測了河道的各种断面704个。其中測海河解放桥至子牙河胜芳碼头間河道断面二次,海河小孙庄至子牙河胜芳碼头間碼头护岸前沿水深三次,独流减河进洪閘至大紅桥間河道断面一次,子牙河右堤进洪閘至大紅桥間险工断面一次,解放桥下游河道纵断二次。
  在施測方法上一般分两种情况。
  (1)較寬的河道
  如独流减河的橫断除用回声仪測深外,还配合六分仪进行定位,求出水平距离,这样就保証了測量的精度。
  具体操作方法是:
  ①首先在堤上里程桩A点插一紅旗,沿堤埝前进500米处的B点再插一紅旗,然后在堤坡下C处(距A点約30米)再插一紅旗。
  ②予先量好β角,測船从C点出发,对准A、C二旗緩緩向对岸直綫駛測,幷在施測期間,随时使用六分仪測得a角。
  ③根据固定的L及β和不同的α角,依三角学定理即可求出不同的X距离(見图37)
   (2)較窄的河道
  在海河、子牙河等較窄的河道上施測横断时,根据流速的大小,也使用了两种測量方法:
  ①在河水低流速的情况下,可使用无动力的船只。为了做好水平定位,可在河两岸拉好过河绳纜,在绳纜上面每5米做一标記,測船即可沿绳纜上所标的距离前进(見图9—38)。
  ②在每秒2米左右的流速情况下,最好使用有动力的船只,兼用过河绳纜决定水平距离。如只測岸前水深,可首先在河流的任意一側岸上插两支紅旗做为航向,船只沿二旗直綫前进。绳纜扎在船上,岸上有专人負責放绳定距,船每前进5米,即做一手式,船上即按定点器,定出水平距离(見图9—39)。
  2.桥下河床断面及桥墩形式的測量这次主要对解放桥、胜利桥、金湯桥、獅子林桥、金鋼桥、大紅桥等进行了施測。由于汛期桥下水流湍急,无法使用船只,故采用了桥上測量方法。
  (1)桥下河床断面的測量 将振盪器 图9—39 直綫定距示意图(活动绳纜)悬挂于桥面上,把仪器装在小車內即可操作。如系定点測量,可每隔5米測一次。如需連續測量,亦可掌握振盪器在水內徐徐移动,則出現連續測点,而得到与在船上相同的測量效果。
  (2)桥墩沒水部分形状的測量使振盪器在桥墩附近水內徐徐移动,将仪器主体置于桥面上操作,这样就可把水下露出土面的桥台形状測量出来。这次汛期由于大紅桥桥墩沒有技术資料,用回声仪測量后,得知桥台附近冲刷严重,經过研究,及时进行了拋石加固。
  3.护坦及护岸险工的測量,汛期除測量了海河閘下游及西河閘上下游护坦外,做配合潜水人員对獅子林桥护岸及子牙河护岸等险工加固地段也进行了重点測量。通过实际工作証明,在測深方面比潜水探模的結果更为准确。在这次配合探測中,先以仪器施測为主,发現有空洞或护坡不平整等間題后,再进行潜水探摸,旣节省了人力又突出了重点。例如海河閘下游护坦如全部用潜水員探摸情况,估計需六天以上的时間,才能掌握。而用回声仪只用了一天时間就可測出全貌,然后重点地区再由潜水員具体探摸,达到又快又准。
  具体的方法步驟是:如护岸的险工測量,可首先用仪器与測橫断相同的方法測知岸前冲刷情况,如发現冲刷过深时,即指定潜水員在較严重的地段进行摸探,确定有无碎砖碎石等防护材料,发現冲走,則应研究加固措施。在拋石或拋碎砖过程中,仍可使用回声仪施測其平整程度。发現不平时,可再指定潜水員下水查实情况,再进行补拋或找平。
  4.分洪口門測量,10月上旬在独流减河共施測三处分洪口門,測量方法与橫断測量相同。該段口門曾用重錘法施測过,經与回声仪測量的結果比較,在水深8米流速每秒1米的情况下,两个測量結果相差50至60厘米。証明重錘法是不够可靠的。
  二、潜水作业
  为了及时掌握各河的水下情况,今年汛期,曾組織了六个潜水小組共50余名潜水人員,在水位高、流速大的困难条件下,重点检查了23,496米护岸、碼头,1,950米土堤和探摸了28处閘涵、揚水站。通过检查,为防汛搶险措施提供了可靠的水下技术資料。
  (一)汛期潜水作业的一般操作程序
  1.組織分工。汛期作业以每組7~8人較适宜。其中潜水員三人,輔助工作人員4~5人。根据今年汛期作业情况,一个潜水組每天可以完成300~400米护岸、碼头或2~3处閘門、涵洞的探摸检查工作。
  2.作业前准备
  (1)汛期检查最好准备5~10吨木船一只,木梯一个,使潜水員旣可安全下水又便于移动。
  (2)严格检查有关使用机具如接通压泵的打气胶管,試驗是否通气良好,检查电話通訊是否正常,等等。
  (3)工具設备准备妥当之后,潜水員即可根据操作規定穿戴做拴好信号绳及通天绳,站在梯子上,由組长通知开始压气,由另一潜水員将銅帽戴好,即可开始潜水作业。
  3.通訊联絡,潜水員下水后,除用电話通訊外,今年还使用了信号绳联系,用拉绳次数确定通話內容,以保証与潜水員的密切配合。
  4.輔助人員的操作分工
  (1)供气工作不可中断,每班安排两人輪換操作。
  (2)由組长或专人听电話,做随时向記录人員报告作业情况。
  (3)有一人負責信号绳,随时掌握潜水員的要求。
  (4)指定一人专門負責給气胶管,保証挂牢,供气通暢。
  (二)对流速較大地区作业的技术措施
  今年汛期潜水作业地区最大流速曾达2米/秒以上(按規定超过0.5米即不能进行潜水)。为了保証高流速下潜水作业的順利完成。潜水人員提出了下列一些簡单有效的措施:
  1.潜水員本身加重,一般更換加重鉛砣,更換加重鉛靴,必要时在脚后加鉄、在腰上和腿下纏鉄练子,这样旣保証了潜水員的水下稳定性,不致因水流而影响工作,又能保护潜水員的安全。
  2.加設拉錨纜绳 此法适合于定点探摸,先将鉄錨用纜绳拴好,抓住河底,纜绳上端拴在船上,使潜水員順着纜绳潜水操作。
  3.小区探摸时,潜水員可在腰部拴小型鉄錨,或潜水員手持鉄錨进行工作,保証操作安全。
  (三)沿河出水口的水下堵塞措施
  过去对沿河出水口都采用堵塞或打壩的方法修理閘門,在今年汛期,河东十經路出水口閘門不严,出現河水倒灌現象,当时采用了用木堵在水下将管口塡塞的方法,效果很好。具体措施是:
  1.按出水口1.2米的管径,制作塞形木堵(长1米、大头1.4米,小头0.9米),周围釘好胶皮,小头中間用螺栓固定十字鉄环,以备栓鋼絲绳。
  2.从靠近河岸的閘井用竹片将1/2吋鋼絲绳引至出水口,由潜水員負責把木堵运至出水口,幷将鋼絲绳穿入鉄卡固定卡好。
  3.在閘井处設一台捲揚机,逐步拉紧鋼絲绳,潜水員在出水口处再用手錘輕輕敲打木堵,使木堵紧紧堵住管口,較小縫隙应再用蔴袋片塞严,不使漏水。堵塞后,将管內水位降低,检查有无漏水現象。
  (四)汛期潜水作业注意事項。
  1.在检查涵洞、閘門,漏水情况时,不要很快就到漏水地点进行探摸,要慢慢試探前进,防止潜水員被水流吸住或吸进洞內。
  探摸护岸,潜水員一定要抓住岸壁后再进行工作,防止水流过大造成事故。探摸前幷应准备长80厘米的鉄鈎以便探測縫洞深度用。
  2.潜水衣及其他工具、設备,事先要进行周密检查試驗,否則坚决不用。
  3.使用船只要有专人負責,用绳纜在岸上固定,幷听从潜水指揮人員的統一指揮,根据要求移动。潜水員一定要在船下游順水流工作,以保証安全。
  4.潜水指揮人員应經常与潜水員联系,幷随时观察潜水員的排气水花,以便掌握潜水作业位置和操作进行情况。
  5.潜水人水下作业每次以3~4小时較好,不得时間过长。在潜水前应向潜水員詳細交待探摸要求。如条件可能,最好提前安排作业計划。
  6.現場作业,在探摸地段标明基点,以便按距离記录探摸情况,記載发現問題。探摸情况以电話联系,位置距离再以通天绳及水花核对。图紙要注明桩号,应繪制平面断面图幷填写探摸記录表。
  三、口門測流
  今年汛期为了迅速导洪入海,在25孔桥、独流减河右岸、馬厂减河和北大港东南围堤上开了很多的口門。由于口門数量很多,水流湍急,不能对每个口門每天都实測流量。因此,采用了实測与推算相結合的方法,分述如下:
  (一)实測流量的方法
  流量的計算公式为Q=VA,因此断面的选择和平均流速的測定都直接影响流量的正确性,現分述如下:
  1.断面位置选择由于口門大部都是爆破的,形成口門底面凹凸不平,有些地方留有小土堆,有的却是个很深的坑(如减河右岸一个口門有深达7米左右的坑),因此在选择断面上必須十分細致,根据当地实行情况,考虑各种有利条件进行选择。如:
  (1)25孔桥口門測流断面就选在津浦鉄路25孔桥下,利用桥面測流,比較方便。
  (2)馬厂减河的一些断面則选在靠近口門上游的大堤边上,这是因为此处口門原先是人工挖的,比較平坦,而堤中心在爆破时却往往形成深坑。
  (3)有些断面选在口門上游5~10米处,在此断面上流速較口門处为低,便于停船,測流操作方便而且安全,断面面积变大,但断面上实測流速較低,对整个流量而言影响不大,同时此处距口門中心較远,底面比較平坦,对于計算流量可較精确。
  2.垂綫間距和測点的选定。一般先在断面內測定若干水深后,再决定垂綫位置,狹的口門最少有三个垂綫,寬的口門适当放寬垂綫間距。北大港东围堤的口門一般垂綫間隔为50米左右,垂綫距离用绳尺或經緯仪視距測定,垂綫点上立以竹杆,作为測流标誌。
  3.測流方法 此次所有口門大都采用水深0.6处測一点流速,代表垂綫內平均流速。測流工具主要是流速仪。将木船停在已选定的垂綫位置上,进行流速測定。由于口門水流很急,木船固定的方法大体上有下列三种:
  (1)双錨法 用二根长达100米左右的大绳,各系鉄錨一个,把它远远拋在上游,两錨相隔距离以口門寬度来决定。然后把船順流放送到口門处,改变两根绳的不同长度,使船在断面內左右摆动,到垂綫点为止。
  (2)单錨法 当口門水流不急,或断面选在口門上游5~10米处时,則可用一个錨,每次将船划到上游,下錨后船随水飘到垂綫处(已立有竹杆),紧錨绳,固定船后測流。
  (3)纜绳法 在口門两側各打木桩一个,在木桩上挂上纜绳,船順纜绳行走,此法只适用于寬度較小的口門。此外若測流断面在桥樑之下即可利用桥樑,不用木船,人站在桥上即可測流。
  4.水尺的設置 有些口門設立水尺比較困难,問題在于无法引測眞高,因此只能在口門上下游各設水尺一根,根据上下游水位差数估算流量,有些口門則用較远处的水尺讀数来代表此口門的水位。
  (二)估算和推算流量
  对于开始过流的口門先行估算。俟正式实測后,一面修正估計数值,一面将实測流量及当时口門落差等已知条件代入寬頂堰公式中,再用試算法反求堰頂平均水深及相应的沉溺系数,从而繪出落差水位与流量关系曲綫,以作为推算流量的依据。每当口門疏浚后在高程及寬度有改变时,通过实測重新修訂关秉曲綫。具体作法如下:
  1.寬頂堰公式及其系数的选定
  口門过流后开始为非潜流状态,后期下游水位上升轉为潜流,故选用下列計算公式
  非潜流公式:Q=MbHo3/2.........(1)
  潜流公式:Q=MbHo〓......(2)
  式中:
  (1)Q为流量(单位:秒/立米),
  (2)b为堰口寬度,以实际水寬代表。(单位:米)
  (3)M为流量系数,其值通过实測流量修訂后取1.3,
  (4)Ho为包括流速在內的堰頂水头(单位:米),由于口門底部高低不平,无法測量,采用簡单的推算法推出,具体步驟如下:
  ①在口門上选一个断面,用流速仪測定流量Q,
  ②选定流量系数M=1.3,
  ③实測过水寬度b及口門落差Z,
  ④将Q、M、b三值代入公式(2)
  (5)〓为沉溺系数,自(3)式可見〓与Ho为相关变数,〓值在Ho决定后才能肯定,故先用試算法求出Ho,做相应的定出〓值。
  ①先假設若干不同的近似Ho值,幷求出Ho3/2值,代入公式(3)求出合适的〓值。
  ②仍采用同样假設的Ho值,按Ho-2/Ho的数值,从水工手册查出不同〓值。
  ③当〓值与〓值相等时,其相应假設的Ho即为堰頂水头。举例見表9—16。
  2.繪制出流曲綫通过上述計算办法,先求出实測流量的相应Ho值后,即可定出堰頂平均高程;再依不同水位减去堰頂高程,得出不同的Ho值,分別代入公式(1)及(2)后,即可得出相应水位时的流量。更依靠落差参变关系,以流量为橫坐标,以水位为纵坐标繪出各口門在一定情况下不同落差时的洪水出流曲綫(見图9—40)。
  为了便于計算,把馬厂减河的35个口門分为三个組,組內各口門曲綫合併为一个曲綫以便查算。
  3.修訂曲綫由于口門不断浚深,因此寬度及平均高程也不断变化,因此,过一时期后,将口門断面及流量重新測量,用以修訂原有曲綫关系。
  (三)人員組織
  此次測流,作业按小組进行,各小組的人員配备不等,有的3~4人,有的为8~9人,負責的口門少的为3至4个,多的达10余个,口門相距最远的有10多公里,測流后通过电訊上报成果。
  (四)工作中的体会
  1.在口門上探測水深比較困难,由于口門处水流很急,船的位置很难固定,因此难以測得口門底部的实际情况,对流量的实測和推算都有一定影响。今后应改用机动舢板,或用架設过河纜的方法来測水深。
  2.在垂綫內选择測点数的意見、此次选用了一点法測流(即水面下水深0.6处測流),实践說明在口門处測流用一点法計算流量精度較低,由于口門底部很不平整,因此水的流速幷不是很規律的。例如有一个口門有深坑,当选用水面下水深0.6处測流时,发現流速仪幷不轉动,說明这个深度已在深坑內,水在坑內成为死水,影响了流量計算的正确性。
  3.风的影响,团泊洼、北大港等水面辽闊,基本上是一个大面积的湖泊。因此当刮較大西北风时,流速較快,流量增加,水尺讀数也增大,口門上下的落差也大(口門下因受大堤阻挡,水尺讀数受风的影响小)。事实上起风的时間早晚不一致,而观測落差时間及測流的时間基本上是固定不变的;因此根据一个时間內所求得的流量,来代表全日的平均情况,是有出入的。在团泊洼就曾出現过水位在风后降落很大,而与当日洩量不相适应的情况,因此今年在推算和实測流量时,应該考虑到风的影响。
  4.实測和推算应有統一的时間,由于口門多,測流队分散,如果实測和推算相結合的办法进行工作,应規定相隔一定日期有一天統一实測流量,其余日期推算流量,这样在全面計算洪水流量上可以比較准确。另外还应規定統一时間上报流量,以免参差不齐。

知识出处

天津市防汛技术资料

《天津市防汛技术资料》

本文记述了天津市防汛技术资料的情况。其中包括庆祝抗洪斗爭的伟大胜利、海河流域概况、1963年雨情水情、堤防加固及辅助工程、尾闾分洪、海河洩洪及冲淤、市区护岸、碼头及桥梁的防护、市区排水、西河闸、海河闸汛期运用施工经验和护堤抢险等。

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