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【中国水利报】长江科学院堤防管涌应急抢险与处置技术在堤防险情整治中示范推广

[稿件来源]:信息中心 [作者]:杨莹 雷蕾 [发布时间]:2022-09-22

编者按:2022年全国科普日活动于9月15日至21日在全国各地集中展开。作为2022年全国科普日18家发起部门之一,水利部在全国科普日活动期间,通过水利主场活动、水利微视频展播、科普讲解大赛、水利科普“五进”活动,举办科普讲座,组织参观水利优秀科技成果,普及水科学知识,传播科学精神,提升公民节水护水意识和全民水科学素养。20项优秀水利科技成果被集中展示,长科院堤防管涌应急抢险与处置技术为其中之一。

 

       2022年,长江科学院科研团队在汉江堤防天门市遥堤李家洲险工段顺利完成8口过滤器可拆换式减压井安装;2021年,在九江长江干堤中新建该类减压井9口;2017年黄石阳新长江干堤险工段新建该类减压井23口……近年来,堤防管涌应急抢险与处置技术在堤防险情整治中得到大力示范推广。

       “十三五”期间,依托国家重点研发计划项目“堤防险情演化机制与隐患快速探测及应急抢险技术装备”,长江科学院研发了背包便携式充水围井、可拆换式减压井以及减压井汛期洗井技术等一系列新技术与新产品,防治结合,提高了我国堤防险情的应急抢险与处置技术水平。

根治管涌险情隐患

       长江中下游汛期堤防管涌占总险情80%以上,减压井是消除管涌最有效手段。“传统减压井运行两三年之后即发生淤堵,甚至完全丧失排渗减压功能。”长江科学院土工所副所长崔皓东介绍,长江科学院自主研发过滤器可拆换式新型减压井,采用双滤层结构,引导减压井机械、化学及生物等淤堵发生在可拆换过滤器滤层,阻止淤堵向滤层深部发展,大幅延缓减压井淤堵进程。可通过清洗或更换过滤器,立即恢复减压井功效,保证长效运行,可永久发挥防洪减灾效益。该项技术经鉴定达到国际领先水平,荣获国家科技进步二等奖。

       2002年在荆南长江干堤整险加固工程中,新型减压井在堤防上首次应用。2007年,对滤芯进行清洗更换,9口试验井历经多次洪水考验,至今依然发挥着良好的排水减压效果。2017年,在阳新海口堤段汛后险情整治项目中,长江科学院新建23口过滤器可拆换式减压井。此后,以往管涌频发堤段再无险情发生,截至目前连续运行6年。

       伴随着过滤器可拆换式减压井的研发,减压井汛期快速洗井技术研发成功。在传统活塞洗井技术基础上,研发了适用于塑料材质井管的轻型活塞洗井等技术。

       崔皓东说,“轻型活塞洗井装置中主要的活塞体结构包括泵管、辊滚管、尼龙丝束等部件组成,活塞体下井过程中,尼龙丝束不断摩擦井管边壁,洗刷管壁、花管孔及纱网上淤堵物,活塞体上提过程中,在其本身及其下部形成真空负压,形成压差驱动清除淤堵物。”

       通过快速洗井,可快速减压井排水量恢复至原80%以上,降低管涌隐患堤段的水头,解决管涌群的应急抢险难题。

提高险情处置效率

       在没有减压井的堤段出现的管涌险情,如何进行应急抢险呢?背包便携式充水围井技术便是好方法,采用充气和充水方式,利用重力和浮力将水囊、气囊和侧壁组成具有整体刚度的围井结构,同时利用底部阻水层防止管涌出水从底部侧面流走,具有良好的整体性、密闭性和稳定性。

       充水围井雍水高度可达1.8米,30分钟即可完成管涌抢险,重量仅20公斤,可单人背包携带。长江科学院土工所副所长程永辉说,充水围井的优势是抢险效果好、效率高、便携化,与采用砂土袋砌筑围井或装配式围井相比,充水围井投资成本从几万元可降到几千元。成型速度快,抢险效率高,汛期结束后可回收,不会造成浪费和污染,仅需2人即可完成,大大提高了机动性和效率。

       2021年6月至8月,武汉市友谊大道快速化改造工程施工第五标段部分基坑发生管涌险情,应用背包便携式充水围井进行了抢护,有效控制了管涌险情的发展,并安全运行90天后渡过了汛期。

       新型减压井技术在其他流域也同样适用。汛期,轻型活塞洗井和充水围井技术可有效提高管涌险情的处置效率;在汛前和汛后,安装过滤器可拆换式新型减压井,则可以真正实现根治管涌。

(刊发于《中国水利报》第5159期8版)

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责任编辑:陈琴