程 永 輝，陳 航，熊 勇

(長(zhǎng)江科學(xué)院 水利部巖土力學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430010)

2020年6月以來(lái)，我國(guó)南方持續(xù)降雨，長(zhǎng)江漢口至九江流域降雨量超過(guò)800 mm，超過(guò)1998年同期。受強(qiáng)降水和上游來(lái)水共同影響，鄱陽(yáng)湖主體及附近水域面積擴(kuò)大，水位快速上漲。7月12日，鄱陽(yáng)湖標(biāo)志性星子站水位已達(dá)22.74 m，超過(guò)1998年最高水位(22.52 m)。鄱陽(yáng)湖水位超歷史極值的上漲，導(dǎo)致多處圩堤發(fā)生險(xiǎn)情，險(xiǎn)情數(shù)量多、種類(lèi)繁、危害大，搶險(xiǎn)救援任務(wù)重、時(shí)間緊，對(duì)現(xiàn)有應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

關(guān)于堤防險(xiǎn)情的種類(lèi)與成因、發(fā)展過(guò)程、致潰機(jī)理以及搶險(xiǎn)方法，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了大量的研究與實(shí)踐。在險(xiǎn)情成因與發(fā)展方面，毛昶熙[1]、吳慶華等[2]對(duì)管涌問(wèn)題的研究發(fā)展過(guò)程進(jìn)行了綜述與評(píng)論。陳建生等[3]對(duì)堤防滲流管涌發(fā)生后產(chǎn)生集中滲漏通道的機(jī)理進(jìn)行了研究，確定了險(xiǎn)情的發(fā)展過(guò)程。吳昌瑜和丁金華[4]根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、勘探和試驗(yàn)成果，分析了1998年九江市堤防潰口段的破壞機(jī)理。在搶險(xiǎn)技術(shù)方面，李士森等[5]介紹了堤防漫溢和脫坡險(xiǎn)情的搶護(hù)方法，楊光煦[6]回顧了九江干堤堵口的過(guò)程和方法，熊勇等[7]對(duì)潰口的搶險(xiǎn)方法進(jìn)行了總結(jié)和評(píng)價(jià)。許多學(xué)者結(jié)合防汛搶險(xiǎn)實(shí)踐，總結(jié)了汛期堤防各種險(xiǎn)情的搶險(xiǎn)關(guān)鍵技術(shù)和方法，并對(duì)堤防建設(shè)、監(jiān)測(cè)預(yù)警、運(yùn)行管理等方面提出了建議[8-13]。

本文以鄱陽(yáng)湖圩堤防汛搶險(xiǎn)實(shí)踐為基礎(chǔ)，綜合介紹鄱陽(yáng)湖圩堤出險(xiǎn)及搶險(xiǎn)的整體情況，然后針對(duì)圩堤發(fā)生的典型險(xiǎn)情。介紹采用的應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)和設(shè)備，歸納其優(yōu)勢(shì)與不足，最后綜合考慮汛前防御和汛后重建的要求，提出防汛應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)的發(fā)展方向，為防汛應(yīng)急搶險(xiǎn)提供智能、便捷、高效的思路和方法。

1 鄱陽(yáng)湖圩堤險(xiǎn)情整體情況介紹

據(jù)江西省防汛抗旱總指揮部全省險(xiǎn)情匯總統(tǒng)計(jì)，2020年7月8日至8月6日，鄱陽(yáng)湖區(qū)堤防(包括上游五大水系堤防)共發(fā)生險(xiǎn)情約1 900處，種類(lèi)包括滲漏、管涌(當(dāng)?shù)匾卜Q(chēng)泡泉)、散浸、穿洞、漫頂、脫坡、塌陷、潰口等，出險(xiǎn)范圍幾乎涉及鄱陽(yáng)湖所有圩堤。根據(jù)險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)的水位統(tǒng)計(jì)，超過(guò)90%的險(xiǎn)情發(fā)生在水位超過(guò)警戒水位后，余下的險(xiǎn)情發(fā)生在水位接近警戒水位時(shí)。根據(jù)險(xiǎn)情發(fā)生在堤防橫斷面的位置統(tǒng)計(jì)，大部分險(xiǎn)情發(fā)生在距堤腳50 m范圍內(nèi)，種類(lèi)涉及所有險(xiǎn)情類(lèi)型，超過(guò)50 m距離的險(xiǎn)情占比為29.4%，超過(guò)100 m距離的險(xiǎn)情占比為8.4%，主要表現(xiàn)為管涌險(xiǎn)情，距堤腳最遠(yuǎn)距離為800 m。

2 典型險(xiǎn)情搶險(xiǎn)技術(shù)回顧與不足

2020年鄱陽(yáng)湖區(qū)圩堤險(xiǎn)情數(shù)量多，類(lèi)型幾乎全覆蓋。雖然其規(guī)模、位置、發(fā)生時(shí)間等有所差異，但相同類(lèi)型的險(xiǎn)情其成因及搶險(xiǎn)手段基本類(lèi)似。本節(jié)依據(jù)險(xiǎn)情類(lèi)型和搶險(xiǎn)救援實(shí)踐，選擇圩堤險(xiǎn)情中較為常見(jiàn)的管涌、散浸、漏洞、漫溢、脫坡和潰口6種險(xiǎn)情，對(duì)其應(yīng)急搶險(xiǎn)方法分別進(jìn)行介紹，并指出存在的不足。

2.1 管 涌

管涌是指在滲流作用下，土體中的細(xì)顆粒被地下水從粗顆粒的空隙中帶走，從而導(dǎo)致土體形成貫通的滲流通道，表現(xiàn)為翻砂鼓水，進(jìn)一步發(fā)展會(huì)造成土體塌陷的險(xiǎn)情。2020年鄱陽(yáng)湖區(qū)圩堤險(xiǎn)情中管涌發(fā)生次數(shù)最多，占比達(dá)到近50%，其出險(xiǎn)位置離堤腳的距離范圍大，最遠(yuǎn)可達(dá)800 m。此次鄱陽(yáng)湖圩堤管涌險(xiǎn)情發(fā)生的主要原因是水位過(guò)高、上漲過(guò)快，部分堤基的薄弱處以及廢棄未封堵的水井出現(xiàn)翻砂涌水；在堤身或地層薄弱處，還易在一定范圍內(nèi)發(fā)生多處管涌，形成管涌群，增加了搶險(xiǎn)的難度。

鄱陽(yáng)湖圩堤管涌險(xiǎn)情的搶險(xiǎn)方法是采用卵石壓蓋和構(gòu)筑反濾圍井，即在管涌口周邊使用土袋壘筑圍井，對(duì)土袋基礎(chǔ)及圍井內(nèi)進(jìn)行清表后將土袋踩實(shí)疊壓，并在井內(nèi)使用粗砂、瓜子片石、碎石由下向上順序填實(shí)，從而壅高井內(nèi)水位，減小水頭差，降低滲透壓力，同時(shí)防止地基下的砂層被掏空、加劇險(xiǎn)情的發(fā)展，達(dá)到穩(wěn)定管涌險(xiǎn)情的目的。鄱陽(yáng)湖圩堤險(xiǎn)情中，九合聯(lián)圩、磯山聯(lián)圩中壩段、共青聯(lián)圩、古埠聯(lián)圩發(fā)生的管涌及泡泉險(xiǎn)情均構(gòu)筑了圍井，并采用砂石進(jìn)行反濾，冒出的清水壅至一定高度后沿導(dǎo)流溝排出，如圖1和圖2所示。反濾圍井構(gòu)筑靈活，能根據(jù)管涌及管涌群的影響范圍和出水情況，因地制宜地改變壅水面積和高度，有效控制管涌及泡泉險(xiǎn)情的發(fā)展。但修筑反濾圍井需要大量的砂石及反濾料，同時(shí)需要人力裝填、搬運(yùn)和堆砌，退水后還原工程量大，效率較低、耗財(cái)耗力。

2.2 散 浸

散浸是指在汛期高水位下，堤壩背水坡及坡腳附近出現(xiàn)土壤潮濕或發(fā)軟并有水滲出的險(xiǎn)情。散浸若不及時(shí)搶護(hù)，容易導(dǎo)致管涌和漏洞產(chǎn)生。2020年鄱陽(yáng)湖圩堤受高水位影響，浸潤(rùn)線(xiàn)太高，散浸險(xiǎn)情多有發(fā)生，約占險(xiǎn)情總數(shù)的17%。鄱陽(yáng)湖散浸險(xiǎn)情的搶護(hù)，以“臨水截滲，背水導(dǎo)滲”為原則，主要以背水導(dǎo)滲為主，在背水坡開(kāi)挖豎溝、“Y”字形或“人”字形導(dǎo)滲溝，鋪設(shè)礫石反濾料，如圖3所示，引導(dǎo)滲水排出，降低浸潤(rùn)線(xiàn)，同時(shí)避免水流帶走土料顆粒。導(dǎo)滲溝水位尺寸和間距應(yīng)根據(jù)具體情況確定，一般順堤坡方向的豎溝每隔6～10 m開(kāi)一條。

圖1 九合聯(lián)圩(樁號(hào)25+300)管涌險(xiǎn)情處置Fig.1 Treatment of piping in Jiuhe dyke (stake 25 + 300)

圖2 古埠聯(lián)圩(樁號(hào)10+850)管涌險(xiǎn)情處置Fig.2 Treatment of piping in Gubu dyke (stake 10 + 850)

圖3 某堤段背坡發(fā)生散浸開(kāi)挖導(dǎo)滲溝Fig.3 Excavation of drainage ditch in back slope of a dyke when dispersed seepage happen

2.3 漏 洞

漏洞是指在堤防內(nèi)部形成漏水通道的險(xiǎn)情。漏洞水流為壓力流，流速大、沖刷力強(qiáng)，若不封堵會(huì)使漏洞不斷擴(kuò)大，最終造成堤壩潰決。2020年鄱陽(yáng)湖圩堤中廿四聯(lián)圩、成朱聯(lián)圩、九合聯(lián)圩等多處圩堤發(fā)生漏洞險(xiǎn)情，主要原因是由于堤身內(nèi)存在動(dòng)物洞穴或白蟻洞，還有少量可能由堤身填筑質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致。漏洞險(xiǎn)情的搶護(hù)首先要找到漏洞位置，對(duì)于堤頂附近可明顯探查到的漏洞，鄱陽(yáng)湖圩堤搶險(xiǎn)中采用開(kāi)挖清孔后黏土回填壓實(shí)進(jìn)行漏洞封堵，同時(shí)在出水口做反濾圍井；對(duì)于暫時(shí)無(wú)法探查到的漏洞，在背水面筑圍井用卵石反濾，時(shí)刻觀察出水情況，待退水后進(jìn)行漏洞探測(cè)和封堵。圖4為碗子圩臨堤民房基礎(chǔ)處由于白蟻洞造成漏洞險(xiǎn)情后，在背水面出水處采用反濾圍井防止堤身填料被沖刷帶走。

圖4 碗子圩漏洞險(xiǎn)情處置情況Fig.4 Treatment of leaks in Wanzi dyke

2.4 漫 溢

漫溢是指實(shí)際洪水位超過(guò)現(xiàn)有堤頂高程，或風(fēng)浪翻過(guò)堤頂，洪水漫堤進(jìn)入堤內(nèi)的險(xiǎn)情。漫溢不僅會(huì)使堤壩后方的田地與城市受到洪水的沖擊，更會(huì)導(dǎo)致堤壩潰決，造成更大的損失。2020年鄱陽(yáng)湖圩堤中珠湖聯(lián)圩珠湖段、新橋湖圩、長(zhǎng)溪圩堤副壩、昌江圩、三門(mén)圩、東湖圩、前進(jìn)圩等多處圩堤發(fā)生漫溢險(xiǎn)情，有些甚至導(dǎo)致漫決，其主要原因是連續(xù)降雨導(dǎo)致水位超歷史快速上漲，超過(guò)圩堤低洼處堤頂高程，且未及時(shí)修筑子堤。漫溢險(xiǎn)情主要采用土袋修筑防洪子堤、提高堤防防洪高度，同時(shí)在內(nèi)坡設(shè)置鋪蓋防止漫頂沖刷進(jìn)行防治，圖5～7為南康堤子堤和東升堤防沖刷鋪蓋。針對(duì)城市堤防臨近市政道路和居民區(qū)的情況(如圖6中的南康堤)，在子堤后構(gòu)筑集水池進(jìn)行防滲處理，減少子堤滲水對(duì)市政道路的影響。

子堤長(zhǎng)度短則幾百米，長(zhǎng)則幾千米，不僅需要大量的砂土料和編織袋，還需人力進(jìn)行裝填、搬運(yùn)和堆砌，退水后拆卸和回收很麻煩，效率較低、資源消耗大，回收不及時(shí)容易造成污染，如圖8所示。

圖5 南康堤子堤Fig.5 Sub-embankment of Nankang dyke

圖6 南康堤子堤防滲處理Fig.6 Anti-seepage treatment for sub-embankment of Nankang dyke

圖7 東升堤漫溢沖刷處置Fig.7 Treatment of overflow erosion of Dongsheng dyke

2.5 脫 坡

脫坡是指堤防汛期擋水時(shí)，堤壩內(nèi)部沿軟弱層開(kāi)裂，并逐漸發(fā)展成縱向裂縫，使土體失穩(wěn)發(fā)生滑動(dòng)變形的險(xiǎn)情。2020年鄱陽(yáng)湖圩堤中有多處堤防發(fā)生脫坡險(xiǎn)情，包括康山大堤、南溪圩堤、樂(lè)豐聯(lián)圩、饒河聯(lián)圩、廿四聯(lián)圩、信西聯(lián)圩等，原因主要是水位上升導(dǎo)致堤身內(nèi)部浸潤(rùn)線(xiàn)上升，堤身土體應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，堤腳軟化造成脫坡。本節(jié)以康山大堤為例，介紹脫坡險(xiǎn)情的搶險(xiǎn)方法。

圖8 子堤拆除后編織袋回收不及時(shí)Fig.8 No recycling woven bags of sub-embankment in time

2020年7月11日上午，余干縣康山大堤康山鄉(xiāng)責(zé)任段(樁號(hào)11+350)內(nèi)側(cè)發(fā)生脫坡，長(zhǎng)度約200 m，脫坡的高度達(dá)到整個(gè)大堤高度的一半，總脫坡面積達(dá)1萬(wàn)多m2，如圖9所示。脫坡險(xiǎn)情發(fā)生后，現(xiàn)場(chǎng)采用導(dǎo)滲溝結(jié)合坡腳壓重的方法進(jìn)行搶險(xiǎn)。導(dǎo)滲溝沿堤方向間距為10 m，里面填設(shè)反濾料，作用是排水導(dǎo)滲，防止水流掏空堤身填筑料；壓重采用沙礫石料，對(duì)堤腳進(jìn)行壓填，作用是固腳，防止堤身發(fā)生下滑，如圖10所示。整個(gè)搶險(xiǎn)過(guò)程中，當(dāng)?shù)毓餐度牍こ虣C(jī)械3臺(tái)，運(yùn)輸車(chē)10余臺(tái)，現(xiàn)役官兵、民兵及當(dāng)?shù)攸h員干部群眾600余人，軍民一起經(jīng)過(guò)10 h的突擊，于當(dāng)日19:00左右完成整個(gè)險(xiǎn)情地段的排水導(dǎo)流、填石固腳工作。整個(gè)搶險(xiǎn)過(guò)程中砂礫石料用量巨大，運(yùn)輸耗時(shí)，后續(xù)隱患探測(cè)和除險(xiǎn)加固時(shí)需要二次破土。

圖9 康山大堤(樁號(hào)11+350)發(fā)生脫坡Fig.9 Falling off slope at Kangshan dyke (stake 11 + 350)

圖10 康山大堤脫坡險(xiǎn)情處置Fig.10 Treatment of falling off slope at Kangshan dyke

2.6 潰 口

潰口是指堤防被洪水或其他因素破壞，造成口門(mén)過(guò)流的險(xiǎn)情。2020年鄱陽(yáng)湖圩堤中有多處堤防發(fā)生潰口險(xiǎn)情，包括問(wèn)桂道圩、三角聯(lián)圩、中洲圩、雙港鎮(zhèn)圩堤等。本節(jié)以問(wèn)桂道圩為例，介紹潰口險(xiǎn)情的搶險(xiǎn)方法。

2020年7月8日晚，巡堤人員發(fā)現(xiàn)問(wèn)桂道圩(樁號(hào)4+018～4+149)坍塌的堤頂過(guò)水，隨后堤頂決口，洪水涌入圩內(nèi)，潰口長(zhǎng)度達(dá)40 m，隨后進(jìn)一步擴(kuò)大至131 m，如圖11所示。潰口發(fā)生的主要原因是潰口堤段堤身斷面未達(dá)到10 a一遇的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，且堤防堤身存在較多隱患及可能的生物洞穴，在超標(biāo)準(zhǔn)洪水作用下形成堤身滲漏通道，發(fā)生涌水后導(dǎo)致堤防潰決，形成潰口。

圖11 問(wèn)桂道圩潰口Fig.11 Dyke breach at Wenguidao dyke

問(wèn)桂道圩潰口險(xiǎn)情的搶險(xiǎn)采用“單向戧堤進(jìn)占，塊石、鋼筋籠封堵，黏土防滲閉氣”的方案，如圖12所示。待潰口處水流平緩后，首先對(duì)決口上下游堤頭拋填大塊石和鋼筋籠進(jìn)行保護(hù)，防止決口進(jìn)一步擴(kuò)大，然后采用水下拋填、水上分層填筑壓實(shí)進(jìn)行戧堤進(jìn)占，待口門(mén)收縮到20 m左右時(shí)分區(qū)拋填大塊石、鋼筋石籠等進(jìn)行單向快速進(jìn)占至合龍。封堵完成后在戧堤迎水側(cè)加寬填筑黏土形成黏土心墻防滲層，心墻外填筑碎石混合料反濾層及石渣料護(hù)面[14]。整個(gè)搶險(xiǎn)過(guò)程共使用180臺(tái)自卸車(chē)、9臺(tái)推土機(jī)、6臺(tái)挖掘機(jī)、3臺(tái)裝載機(jī)和1臺(tái)振動(dòng)碾，經(jīng)過(guò)350人83 h的連續(xù)奮戰(zhàn)，于7月13日晚完成潰口封堵，順利合龍(見(jiàn)圖13)。

現(xiàn)有的潰口搶險(xiǎn)和封堵技術(shù)都是在口門(mén)處水流平緩后進(jìn)行搶護(hù)，此時(shí)潰口長(zhǎng)度、流入水量基本達(dá)到最大，搶險(xiǎn)價(jià)值比潰口流速高時(shí)低。

3 防汛搶險(xiǎn)技術(shù)發(fā)展思考

從2020年鄱陽(yáng)湖圩堤巡堤查險(xiǎn)方法和搶險(xiǎn)救援技術(shù)來(lái)看，目前的搶險(xiǎn)救援主要還是依賴(lài)人力和砂石料等傳統(tǒng)防汛物資儲(chǔ)備。查險(xiǎn)和搶險(xiǎn)過(guò)程中，不僅人力和物力消耗巨大，同時(shí)還存在險(xiǎn)情疏忽遺漏、搶護(hù)不及時(shí)以及物料準(zhǔn)備不充足和調(diào)運(yùn)費(fèi)時(shí)等諸多隱患。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在防汛搶險(xiǎn)領(lǐng)域，應(yīng)吸納材料科學(xué)、信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)與人工智能方面的成果，提高防汛應(yīng)急搶險(xiǎn)的效率，將防汛應(yīng)急搶險(xiǎn)提升到智能化的高度。

圖12 單向戧堤搶險(xiǎn)進(jìn)占Fig.12 Dyke rescue and occupation of single-direction closure

3.1 智能巡堤查險(xiǎn)技術(shù)

目前的巡堤查險(xiǎn)方法基本是依靠人力巡查，隊(duì)伍中不一定每個(gè)人都具有巡堤查險(xiǎn)的經(jīng)驗(yàn)，且配備的木棍也不是每一個(gè)人都能熟練使用，能否正確判斷險(xiǎn)情也因人而異，因此即使在一級(jí)應(yīng)急響應(yīng)下的不間斷巡查也很難保證每一個(gè)險(xiǎn)情都能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)和上報(bào)。對(duì)于人員、經(jīng)驗(yàn)以及頻次上的問(wèn)題，可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化程序化險(xiǎn)情判斷流程，將其與拍攝、感溫、定位、上報(bào)等功能集成到智能化硬件終端，研發(fā)手持式查險(xiǎn)儀或陣列式自動(dòng)智能查險(xiǎn)儀等，代替?zhèn)鹘y(tǒng)木棍，可大大提高巡堤查險(xiǎn)以及險(xiǎn)情判斷與上報(bào)的效率，逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能巡堤查險(xiǎn)。

以汛期最為常見(jiàn)的管涌險(xiǎn)情為例，對(duì)于涌水是否為管涌險(xiǎn)情，可根據(jù)出水是否來(lái)自地層深部來(lái)判斷，即水由深部透水層滲透經(jīng)過(guò)上部不透水層后涌出，其主要特點(diǎn)為水溫明顯低于地表水，可利用紅外熱成像技術(shù)，通過(guò)對(duì)出水點(diǎn)進(jìn)行紅外熱成像，即時(shí)得到出水點(diǎn)水溫分布情況，準(zhǔn)確判斷是否為管涌險(xiǎn)情。圖14為鄱陽(yáng)湖某處管涌險(xiǎn)情圍井內(nèi)水溫的紅外熱成像結(jié)果。從圖中可以看出，管涌口出水處水面溫度為18.8℃，明顯低于周邊。相比于傳統(tǒng)的通過(guò)體感判斷和溫度計(jì)判斷，通過(guò)紅外熱成像進(jìn)行管涌、滲水等險(xiǎn)情巡查，效率和準(zhǔn)確性更高，更易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

圖14 管涌出水點(diǎn)紅外熱成像效果Fig.14 Infrared thermal imaging effect of piping outlet point

3.2 以水治水搶險(xiǎn)技術(shù)

目前的搶險(xiǎn)物資主要是砂石料和塑料編織袋，不僅運(yùn)輸不便、造價(jià)高昂，汛情結(jié)束后清理也很費(fèi)時(shí)費(fèi)力，清理不徹底容易造成污染。在搶險(xiǎn)救援實(shí)踐中，這些物料的作用主要是穩(wěn)定、擋水、壓重等。在實(shí)現(xiàn)相同效果的前提下，充分利用堤防附近水資源充足的優(yōu)勢(shì)，就近取材，以水治水，利用水來(lái)實(shí)現(xiàn)多種險(xiǎn)情的應(yīng)急搶護(hù)。

對(duì)于管涌險(xiǎn)情，可利用一體式充水圍井充水成型后，在圍井中分層填筑反濾料后實(shí)現(xiàn)壅水和反濾功能，完成對(duì)管涌的搶險(xiǎn)[15]。圖15為由柔性PVC材料制作而成的一體式充水圍井，由水囊、氣囊、外壁和底部阻水層組成。水囊充水后起壓重和穩(wěn)定的作用；氣囊在浮力的作用下隨著圍井內(nèi)的水面逐漸抬升并始終保持水平，可方便觀察井內(nèi)水位高度并防止井內(nèi)水溢出；外壁用來(lái)約束圍井的體型，使水位能夠不斷壅高。此外，外壁上設(shè)有出水口，用來(lái)連接排水管，使水位達(dá)到一定高度后將多余的清水排出。退水后，將一體式充水圍井中以及水囊中的水排出后即可回收處理，從使用到回收均十分快捷方便。

對(duì)于漫頂險(xiǎn)情，可利用長(zhǎng)條形的水袋代替沙袋，結(jié)合固定結(jié)構(gòu)構(gòu)筑充水式防汛子堤。圖16為充水式防汛子堤橫斷面示意圖，由長(zhǎng)條形水袋、水袋連接頭和L型固定結(jié)構(gòu)組成。長(zhǎng)條形水袋截面形狀類(lèi)似圓角梯形，上小下大，首尾相連，組成防汛子堤。長(zhǎng)條形水袋壓在L型固定結(jié)構(gòu)的水平板上，為其提供豎向壓力；L型固定結(jié)構(gòu)的豎向板為長(zhǎng)條形水袋提供抗側(cè)力。每道長(zhǎng)條形水袋長(zhǎng)度可根據(jù)子堤構(gòu)筑場(chǎng)地及堤防線(xiàn)形進(jìn)行設(shè)置，單個(gè)長(zhǎng)度可達(dá)20～50 m，相鄰水袋之間采用柔性隔水密封連接，所需人力少、成型迅速，退水后放水即可回收處理，不會(huì)造成污染。

對(duì)于脫坡險(xiǎn)情，充水袋可代替砂石料提供重力進(jìn)行坡腳壓重，僅需運(yùn)輸水袋到搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)后連接水泵即可充水進(jìn)行壓重，運(yùn)輸方便、搶險(xiǎn)效率高。退水后放水即可回收水袋，不影響后續(xù)的堤身隱患探測(cè)與堤身除險(xiǎn)加固。

圖16 充水式防汛子堤斷面示意Fig.16 Cross section diagram of water filled flood prevention sub-embankment

3.3 漏洞險(xiǎn)情抗沖固堤技術(shù)

針對(duì)漏洞險(xiǎn)情易引發(fā)堤身散粒料被沖刷導(dǎo)致潰決的特點(diǎn)，漏洞險(xiǎn)情需快速遏制?？稍谔讲榈铰┒次恢煤?，在堤身近臨水側(cè)連續(xù)打入帶十字翼板的鋼管樁，相鄰翼板之間相互搭接或嵌合(見(jiàn)圖17)，形成連續(xù)鋼板擋水墻降低漏洞水流沖擊能量。同時(shí)帶十字翼板的鋼管樁能有效提高堤身的抗水平承載力，抵抗漏洞水流沖擊力，遏制漏洞發(fā)展并保證堤身抗沖穩(wěn)固。

圖17 樁板結(jié)構(gòu)漏洞搶險(xiǎn)示意Fig.17 Sketch of leak emergency rescue using piles and flange plates

3.4 潰口水流控制技術(shù)

針對(duì)潰口險(xiǎn)情口門(mén)流速過(guò)快無(wú)法進(jìn)行搶護(hù)的問(wèn)題，可利用垂直軸潮汐流發(fā)電機(jī)的原理研發(fā)潰口水流消能降速裝置[16]：在潰口放置后人為降低潰口水流流速，提前進(jìn)行潰口封堵。潰口搶險(xiǎn)時(shí)，在潰口上游處沿裹頭向口門(mén)中部方向通過(guò)樁基依次安裝消能降速裝置。水流沖擊消能降速裝置使其轉(zhuǎn)動(dòng)消能，同時(shí)在裝置后方一定區(qū)域內(nèi)形成紊流區(qū)，消耗水流能量，降低流速，在流速降低區(qū)域內(nèi)拋投填料不會(huì)被水流沖走，為高流速下進(jìn)占堵口提供條件。圖18為潰口快速消能裝置水槽模型試驗(yàn)，水流在裝置后方形成紊流，流速顯著降低，可為高流速下拋投石料防沖提供條件。

3.5 搶險(xiǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題

在此次鄱陽(yáng)湖圩堤險(xiǎn)情搶險(xiǎn)實(shí)踐中，還存在著搶險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)不一致的問(wèn)題。對(duì)于散浸險(xiǎn)情，一般采用開(kāi)挖導(dǎo)滲溝，鋪設(shè)反濾料、土工織物等方法，引導(dǎo)滲水排出。但部分堤段，散浸程度并不嚴(yán)重，不僅開(kāi)挖了導(dǎo)滲溝，還沿堤段間隔修筑了1 m高的碎石壓浸平臺(tái)，雖降低了堤防發(fā)生險(xiǎn)情的概率，但處理標(biāo)準(zhǔn)過(guò)高，造成了一定的資源浪費(fèi)。

圖18 潰口快速消能裝置模型試驗(yàn)Fig.18 Model test of fast energy dissipation device for breach

4 結(jié) 論

2020年鄱陽(yáng)湖遭遇了超歷史的汛情，湖區(qū)圩堤發(fā)生險(xiǎn)情數(shù)量多、種類(lèi)繁、危害大，在黨員干部、人民群眾和部隊(duì)官兵的齊心協(xié)力下取得了抗洪搶險(xiǎn)的決定性勝利，但也付出了巨大的代價(jià)。從鄱陽(yáng)湖圩堤險(xiǎn)情應(yīng)急搶險(xiǎn)實(shí)踐來(lái)看，現(xiàn)有的防汛搶險(xiǎn)能力和現(xiàn)代化水平還有較大的提升空間，可歸納為以下兩個(gè)方向。

(1) 針對(duì)防汛查險(xiǎn)過(guò)程中人員能力差別大、工具傳統(tǒng)、人為因素影響較大的問(wèn)題，可根據(jù)險(xiǎn)情特點(diǎn)，利用圖像識(shí)別技術(shù)、紅外熱成像技術(shù)等，研究不同險(xiǎn)情的判別因素和標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展智能巡堤查險(xiǎn)相關(guān)技術(shù)研究，研發(fā)手持式查險(xiǎn)儀或陣列式自動(dòng)智能查險(xiǎn)儀等，提高巡堤查險(xiǎn)的裝備化和智能化水平，提高查險(xiǎn)效率。

(2) 針對(duì)搶險(xiǎn)技術(shù)和物料耗人耗時(shí)耗力耗材、標(biāo) 準(zhǔn)不一致的問(wèn)題，可分別針對(duì)滲漏、管涌、脫坡和潰口等險(xiǎn)情開(kāi)展搶險(xiǎn)新技術(shù)研究，擺脫依靠人工和物料的搶險(xiǎn)方式，利用先進(jìn)材料工藝并就地取材，提出輕型便捷的實(shí)用技術(shù)和處置標(biāo)準(zhǔn)，為險(xiǎn)情控制和及時(shí)處置提供技術(shù)支撐。