Page 165 - 水库安全运行管理理论与模式研究

第四章 水工建筑物维修加固

周健等利用图像可视化跟踪结合实时数字处理技术，针对性研究了管涌的细
观机理。基于多种土性的管涌实验结果，分析了土体颗粒的运动规律。从土体级
配的角度研究了土壤的内稳定性。结果表明，渗流管道中的流体速度、颗粒运动

和渗漏通道具有相应规律性。对骨架颗粒、颗粒流速和流体的发生作用有很大的
依赖性。土壤和流体的相互作用贯穿整个管道。
罗玉龙等基于未扰动土的真实应力状态，提出了一种新的管涌机制：管道是
一种多阶段、多场耦合现象，涉及大量复杂的机械行为，如孔隙水渗流、流化粒

子侵蚀和迁移以及多孔介质的变形。
管涌的发生具有很大的随机性，对于管涌发展的具体过程，目前主要是通过
模型试验来研究的。大量管涌试验研究表明，管涌的发展过程一般包括颗粒流失、
通道的形成和发展。管涌最终形成的渗流通道常是弯曲的，一般先在顶部形成，

沿渗流方向逐渐向下延伸直到贯穿整个通道。
2. 管涌应急处置技术
管涌的抢护原则是制止涌水带砂，而留有渗水出入。因此，管涌的处置一方
面要用透水性材料阻挡土体微小颗粒流出，提高出水口的强度防止发生渗透破坏。

另一方面应设法降低渗透坡降，减小渗透压力。管涌的处置技术主要有防渗铺盖
法、反滤层压盖法及反滤围井法等。
防渗铺盖是处置管涌险情非常有效的工程措施。铺盖可选用的材料非常广，
黏土、沥青混凝等都可以作为铺盖材料，可以根据当地材料充裕情况具体选取。

当没有黏土或其他材料短缺时，也可采用钢筋混凝土作为铺盖材料。铺盖处置管
涌的原理是降低其出口水力逸出比降，增加出口范围土体抗冲稳定性。所以铺盖
长度的选择以使基础不产生接触冲刷为准，同时控制渗流量在允许范围内，加上
下游排水减压工程，满足出口处达到允许出逸比降的要求，从而有效地控制堤基

渗透稳定。
对于单个或集中少量管涌口发生时，可以采用反滤围井的方法。根据管涌程
度不同，可以选取不同的反滤料。当发生大面积管涌群时，可采用反滤层压盖的
方法。管涌口的压盖要采用透水性好材料。根据材料不同，反滤层压盖包括的砂

石、土工织物、料梢压盖等。压盖的厚度以能够制止涌水携带泥沙、变浑水为清
水、稳定管涌为原则。料梢反滤层压盖、砂石反滤层压盖、土工织物压盖原理一
样。可以依据当地材料的充裕考虑采取何种压盖方法。

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