程 永 輝，陳 航，熊 勇

(長江科學(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，我國南方持續(xù)降雨，長江漢口至九江流域降雨量超過800 mm，超過1998年同期。受強(qiáng)降水和上游來水共同影響，鄱陽湖主體及附近水域面積擴(kuò)大，水位快速上漲。7月12日，鄱陽湖標(biāo)志性星子站水位已達(dá)22.74 m，超過1998年最高水位(22.52 m)。鄱陽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)情的種類與成因、發(fā)展過程、致潰機(jī)理以及搶險(xiǎn)方法，國內(nèi)外學(xué)者開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)管涌問題的研究發(fā)展過程進(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]。

本文以鄱陽湖圩堤防汛搶險(xiǎn)實(shí)踐為基礎(chǔ)，綜合介紹鄱陽湖圩堤出險(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，種類包括滲漏、管涌(當(dāng)?shù)匾卜Q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90%的險(xiǎn)情發(fā)生在水位超過警戒水位后，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)，種類涉及所有險(xiǎn)情類型，超過50 m距離的險(xiǎn)情占比為29.4%，超過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年鄱陽湖區(qū)圩堤險(xiǎn)情數(shù)量多，類型幾乎全覆蓋。雖然其規(guī)模、位置、發(fā)生時(shí)間等有所差異，但相同類型的險(xiǎn)情其成因及搶險(xiǎn)手段基本類似。本節(jié)依據(jù)險(xiǎn)情類型和搶險(xiǎn)救援實(shí)踐，選擇圩堤險(xiǎn)情中較為常見的管涌、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。此次鄱陽湖圩堤管涌險(xiǎn)情發(fā)生的主要原因是水位過高、上漲過快，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年鄱陽湖圩堤受高水位影響，浸潤線太高，散浸險(xiǎn)情多有發(fā)生，約占險(xiǎn)情總數(shù)的17%。鄱陽湖散浸險(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，降低浸潤線，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，鄱陽湖圩堤搶險(xiǎn)中采用開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)際洪水位超過現(xiàn)有堤頂高程，或風(fēng)浪翻過堤頂，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年鄱陽湖圩堤中珠湖聯(lián)圩珠湖段、新橋湖圩、長溪圩堤副壩、昌江圩、三門圩、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。

子堤長度短則幾百米，長則幾千米，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)部浸潤線上升，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)過程中，當(dāng)?shù)毓餐度牍こ虣C(jī)械3臺(tái)，運(yùn)輸車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，造成口門過流的險(xiǎn)情。2020年鄱陽湖圩堤中有多處堤防發(fā)生潰口險(xiǎn)情，包括問桂道圩、三角聯(lián)圩、中洲圩、雙港鎮(zhèn)圩堤等。本節(jié)以問桂道圩為例，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)問桂道圩(樁號(hào)4+018～4+149)坍塌的堤頂過水，隨后堤頂決口，洪水涌入圩內(nèi)，潰口長度達(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 問桂道圩潰口Fig.11 Dyke breach at Wenguidao dyke

問桂道圩潰口險(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)過程共使用180臺(tái)自卸車、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(見圖13)。

現(xiàn)有的潰口搶險(xiǎn)和封堵技術(shù)都是在口門處水流平緩后進(jìn)行搶護(hù)，此時(shí)潰口長度、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年鄱陽湖圩堤巡堤查險(xiǎn)方法和搶險(xiǎn)救援技術(shù)來看，目前的搶險(xiǎn)救援主要還是依賴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)以及頻次上的問題，可以通過標(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)出水是否來自地層深部來判斷，即水由深部透水層滲透經(jīng)過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)的通過體感判斷和溫度計(jì)判斷，通過紅外熱成像進(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，由長條形水袋、水袋連接頭和L型固定結(jié)構(gòu)組成。長條形水袋截面形狀類似圓角梯形，上小下大，首尾相連，組成防汛子堤。長條形水袋壓在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)的豎向板為長條形水袋提供抗側(cè)力。每道長條形水袋長度可根據(jù)子堤構(gòu)筑場(chǎng)地及堤防線形進(jìn)行設(shè)置，單個(gè)長度可達(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)情口門流速過快無法進(jìn)行搶護(hù)的問題，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中部方向通過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)問題

在此次鄱陽湖圩堤險(xiǎn)情搶險(xiǎn)實(shí)踐中，還存在著搶險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)不一致的問題。對(duì)于散浸險(xiǎn)情，一般采用開挖導(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)。從鄱陽湖圩堤險(xiǎn)情應(yīng)急搶險(xiǎn)實(shí)踐來看，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)過程中人員能力差別大、工具傳統(tǒng)、人為因素影響較大的問題，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)不一致的問題，可分別針對(duì)滲漏、管涌、脫坡和潰口等險(xiǎn)情開展搶險(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。