管涌，作為一種堤防隱患，其嚴重性不容忽視。管涌之所以被視為堤防的“殺手”，是因為其一旦發(fā)生，往往會對堤防造成迅速而嚴重的破壞，甚至導致決口等嚴重后果。什么是管涌？它為何是聞之色變的堤防殺手？管涌如何處置？本文擬結(jié)合實際案例，為您一一解密。 

引 言  

管涌，是一種土質(zhì)堤壩最常見的險情。

在洞庭湖邊，有人稱之為“沙眼”。在鄱陽湖畔，它被形象地稱為“泡泉”。

每到汛期，泡泉在鄱陽湖區(qū)頻頻出鏡，談之色變。

翻開地方水利志和有關文獻，江湖圩區(qū)百姓簡直是一部與管涌的斗爭史。

20世紀90年代以來，洞庭湖區(qū)發(fā)生多處特大管涌險情。1996年長春垸、錢糧湖垸、共雙茶垸，1998年南漢垸、安造垸，1999年民主垸，2014年善卷垸，2017年爛泥湖垸特大管涌險情，均嚴重威脅堤垸安全。其中，安造垸、錢糧湖垸、共雙茶垸、民主垸潰堤，造成重大經(jīng)濟損失。

一、何為管涌

圩堤都修筑在河流中下游，或三角洲的河漫灘上。洪水期河流斷面擴大，河漫灘洪水流速減小，挾帶的細粒泥沙沉積并覆蓋在河床上，形成下部為粗砂和礫石組成的河床沉積物，上部為細砂或粘土組成的河漫灘沉積物。這種下粗上細的沉積結(jié)構(gòu)，稱為“二元結(jié)構(gòu)”。

圩堤修筑時就地取材，堤身由細砂或粘性土組成，簡稱“均質(zhì)土堤”。當河湖的水位升高時，圩堤開始臨水，水體慢慢洇滲進入堤身，在壓力的作用下，整個滲入過程從高到低，一直持續(xù)到背水面的堤腳。

這個時候把堤壩垂直壩軸線橫向切開，可以分成上干下濕兩部分，干濕交替的分界線稱為“浸潤線”。

浸潤線以下，土體被完全浸透，持水量已達到飽和，力學性質(zhì)變差，浸泡軟化、抗剪力下降，稱為“完全飽和土體”。

浸潤線以上為較干部分，含水量尚未達到飽和狀態(tài)，稱為“非飽和土體”，故浸潤線越低堤防越安全。

浸潤線的起點，是外河水位和圩堤的接觸點，終點為背水面的堤腳附近，稱為“出逸點”或出逸高程。

水從堤腳出逸點以下開始慢慢滲出，這種現(xiàn)象俗稱“堤出汗”，學名“散浸”。散浸是非常普遍的堤防險情，河湖水位越高、出逸點越高，滲水量越大，土的力學性質(zhì)越差，甚至造成淤泥“軟腳”現(xiàn)象，對堤壩越危險。

由于堤防都修筑在二元結(jié)構(gòu)上面，上層是細砂或粘土，下層是更粗的砂礫石層。當河湖水位繼續(xù)上漲，堤內(nèi)上下水位壓力差繼續(xù)加大，堤身或者堤基礎內(nèi)部的細顆粒砂土在水壓的推動作用下，會順著水流方向被移動、帶走，形成管狀通道。

從堤腳甚至更遠的薄弱地段，如堤身、池塘、稻田、人工水井、腐殖土層、房前屋后，持續(xù)將含有泥砂的渾水涌出地面，出水時涌口上下翻滾并形成明顯的砂環(huán)，這種現(xiàn)象就是管涌。

當其出口處于粘性土時，表象為土體局部表面隆起，浮動或大塊土體移動流失，此時也稱為流土。管涌的危害非常大，由于挾砂帶土，管涌通道會越來越大。如果處置不及時，管涌發(fā)展非常迅速，當?shù)躺砘虻袒罅可巴帘粠ё吆?，形成空洞，堤壩會突然塌陷，甚至潰決。

▼ 管涌決堤實驗

2024年華容縣團洲垸管涌決口實例

2024年7月3日15時30分許，迎水側(cè)岸邊出現(xiàn)漩渦，表明管狀通道已經(jīng)形成。

堤防堤頂塌陷下挫1m有余。

表明已有大量堤身砂土被帶走，形成空洞，造成壩體變形。

17時48分，緊急封堵失敗后，隨著砂土繼續(xù)帶走，堤垸潰決。

7月8日22時33分，決堤近77小時后，經(jīng)過全力搶險，軍民合力，團洲垸成功合龍。

1998年長江九江大堤決口實例

1998年，震驚全國的長江九江城防堤管涌，從發(fā)現(xiàn)到?jīng)Q口不到1小時。

決口過程：8月7日中午12時45分，該堤4～5號閘之間，內(nèi)側(cè)堤腳處發(fā)現(xiàn)小泡泉，13時出現(xiàn)3個泡泉噴水點并夾有泥塊，高度達30cm。時隔半小時，出水點擴大，因大量堤身土體被帶走，堤頂出現(xiàn)直徑約2m的塌陷洞，十分鐘后大堤決口，最終口門寬度擴大到50米。

經(jīng)過數(shù)萬軍民五天五夜的英勇奮戰(zhàn)，最終堵口成功。

二、上堵下排

管涌必須盡早發(fā)現(xiàn)，第一時間處置，把險情控制在萌芽階段，這也是汛期要求人員拉網(wǎng)式巡堤的原因。

為了減少滲水量，堤防迎水面通常采用透水性差的粘土材料，為使?jié)B水順利排出，背水面坡腳采用透水性好的反濾材料，保護出口，也就是常說的“上堵下排”。

管涌發(fā)現(xiàn)以后，用得最多的處置措施是“反濾圍井”。根據(jù)泡泉的大小，用不透水的粘土裝袋圍一井圈，稱為“圍井”。利用連通器原理，抬高井內(nèi)水位，減小上下游水位差，這種方式稱為“養(yǎng)水盆”。

同時，在圍井內(nèi)泡泉口依次鋪填粒徑由細到粗的粗砂、礫砂、卵砂。把滲水中的泥沙反向過濾，在鋪填的砂石層中滲水自由流出。滲清水，是泡泉險情處置成功的金標志， 這種措施稱為“反濾 ”。反濾也被廣泛用于堤腳導滲溝出口保護。

根據(jù)險情的現(xiàn)狀，反濾圍井或大或小，有時甚至像“錘地鼠游戲”，處理好一個，邊上又冒出一個，形成管涌群。這時，需要將圍井盡量圈大。

反濾圍井屬于堤防管涌險情的應急搶險措施。為了減小或消除管涌隱患，在修筑堤防時，需要反復碾壓土層，提高堤身的密實度，減小細顆粒在水壓的作用下被帶走，在迎水面鋪筑不透水的粘土層，降低浸潤線， 這種措施稱為“粘土斜墻 ”。

沿堤軸線，選擇適宜的施工方法，增加一層垂直防滲體，降低浸潤線，提高堤身防滲性，統(tǒng)稱“垂直防滲 ”。常用的方法有：垂直鋪膜、 噴射注水泥漿、 射水成墻、 深層攪拌樁 等。這種措施施工方便，效果良好，大量用于堤防的除險加固。

由于很多堤防都是就地取材，使背水面堤腳不遠處會形成大量因取土產(chǎn)生的溝塘，成為養(yǎng)殖魚塘、藕塘或長滿水草。高水位時極易成為土體的薄弱環(huán)節(jié)，產(chǎn)生管涌且巡查難度很大。常用的措施是：將河道里的砂質(zhì)土利用機械方式吹填，填平溝塘，形成透水性好的“壓浸平臺 ”，保護浸潤線出口，以上措施簡稱為“填塘壓浸 ”。

三、洪水之眼

在江湖堤防的內(nèi)側(cè)，每當一場大洪水退去， 會留下各種各樣的反濾圍井沙袋圈， 這是人類和洪水奮戰(zhàn)的記憶。

老水利人講， 一個管涌就是一個驚心動魄的故事。新水利人說， 每個管涌圍井， 都是一個值得學習的成功案例。

有的遠在堤壩內(nèi)側(cè)的稻田里。

有的散落在池塘中。

有的在房前屋后。

有的緊靠堤腳。

有的三五成群。

有的體型龐大，土圈圍上可站幾十人。

有的被插上三角旗以示警。

有的氣泡翻滾， 甚至一點就著， 被戲稱為“火泡泉”。

有人稱之為“ 大地潰瘍 ”。

也有人稱之為“洪水之眼 ”。

更有人稱之為“堤壩殺手 ”。

管涌作為一類常見的堤防工程險情，各地圩區(qū)人民在實踐中，積累了豐富的搶險經(jīng)驗。

本文僅對管涌機理和常見處置原則進行了簡單介紹，在險情處置過程中，需要結(jié)合實際情況綜合確定適合的措施。