河道修防工技能培训讲义-高级工技能操作1-4

河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）1/57高级工操作技能1工程运行检查本章主要介绍堤防、堤岸防护工程及防洪（防浪）墙、防渗及排水设施、穿（跨）堤建筑物与堤防结合部、管护设施、防汛抢险设施及物料、防护林及草皮检查。11堤防检查111查找浸润线出逸点在高水位、长时间作用下，水沿土体内的连通孔隙产生的流动现象称为渗流（渗透），渗透水流在堤内的水面与堤身横断面的交线称为浸润线，浸润线与堤防背水坡或坡脚以外地面的交点称为出逸点，即浸润线为自临河洪水位至背河出逸点之间的堤内水面线，见图GC11。图GC11浸润线及出逸点示意图浸润线以下的土壤为饱和状态，背水坡上的出逸点是最高出水点，对应出逸点以下的背水坡是饱和湿土区，出逸点以上的一定范围仍有因水的毛细作用而形成的洇湿现象（潮湿带）；如果出逸点在坡脚以外的地面上，则出逸点周围是湿土区。一般采用直接观察的方法在偎水堤段的背水坡脚附近及其以外附近地面查找出逸点的位置，晴天条件下先观察查找含水量明显增大的区域，如果该区域处在或部分处在堤坡上，还要注意查找干、湿土分界线。然后对含水量明显增大的区域或干湿土分界线附近再仔细进行排查，以直接查找出水点或逆水流动方向找到出水点，当出水点在堤坡上时，最高的出水点就是出逸点；当出逸点在坡脚以外的地面上时，该出水点就是出逸点或是众多出逸点当中的一个，一般取距坡脚最近的出水点为出逸点；如果出水点淹没在水下，则要注意观察有无鼓水、翻花、冒泡的现象，其对应的2/57河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）位置很可能就是出逸点。雨天时，增加了查找、判断出逸点的难度，首先要在可能的渗水区域（如堤坡下部或堤脚附近）查找流水点，然后再从出水颜色和水温差别上对流水点加以分析、判断，以确定是雨水径流点或是渗水出逸点。112混凝土护坡检查由于施工质量、不均匀沉陷、温度变化等原因，混凝土护坡易出现分缝处位移（前倾或后仰的水平位移及垂直沉降位移）或坡面凹陷隆起等变形、坡面裂缝或断裂等破损。检查混凝土护坡有无变形或裂缝可直接进行观察，发现变形或裂缝处再进行细致检查和检测记录相关数据。（1）变形检查在巡查或全面排查的基础上，对选设的固定断面或标志点、尤其是分缝两侧、凹陷或隆起等位置进行更加细致的检查，以查看分缝处两侧是否有明显的位移、错动，坡面是否有明显的凸凹不顺，并就检查发现的情况与原标准断面进行比较以确认是否有变形和变形程度；对检查发现的变形进行检测，如可用钢尺直接丈量位移的水平距离和垂直距离（沉降值）、用长直尺和钢尺量测（等同于堤顶平整度的检测方法）坡面的最大凹陷深度或最大凸出高度、用钢尺或皮尺丈量凹陷或隆起凸出的范围、对于渐变式的沉降可用水准仪进行高差测量。（2）裂缝检查先采用直观法仔细观察混凝土护坡有无裂缝；发现裂缝后应确定裂缝的位置、走向、尺度（直接丈量长度、最大宽度、平均宽度，缝宽很小时可用卡尺量测，采用金属丝或细杆探试、凿挖探坑、钻孔探视或取样、超声波探伤仪探测等方法测定裂缝深度），并判定是表层裂缝还是断裂裂缝。113害堤动物检查河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）3/57（1）害堤动物的种类及危害常见害堤动物有獾、狐、鼠和白蚁，北方堤防以獾、狐、鼢鼠为最多，白蚁在南方堤防出现较多。害堤动物以在堤内掏挖洞穴（打洞）、甚至能打成贯通性洞穴而严重危害堤防安全，所以有“千里之堤、溃于蚁穴”的说法。1）獾是一种夜行动物，毛灰色、灰褐色或灰黄色，头长、耳短，头部有宽白纵纹，耳缘也是白色，胸腹部和四肢黑色，体长0507M，尾长1420厘米；獾前肢发达，爪子很长，适于和善于掘洞，多在山坡的树林、灌木丛、荒地、坟墓、土丘、溪流近旁、堤坝等人迹罕到的地方挖洞而居，堤防獾洞多在堤坡不顺、偏僻、好隐蔽（如树丛、高秆杂草、旧房台、石垛等部位）、靠近水源的堤段堤坡中部，洞口位于背风朝阳的地方，洞径一般0307M，洞道甚长，一处洞穴可能有多个洞口，几个洞互相连通，巢位于穴道末端。獾亦称猪獾，在我国不同地域分布有不同体型的獾，如产于我国北方的狗獾，分布于我国长江以南的鼬獾，各地均有分布的猪獾等。獾在立冬至惊蛰冬眠，45月份生育，产仔后觅食（肉）频繁，易被发现。2000年8月，獾被列入国家保护的有益或者有重要经济、科学研究价值的陆生野生动物名录。捕捉獾的方法有踩夹夹捕法、开挖捕捉法、烟熏网捕法、灌浆法等。2）狐体长约70厘米，尾长约45厘米。毛色变化很大，一般呈赤褐、黄褐、灰褐色；耳背上部及四肢前外侧均成黑色，尾尖白色。尾基部有一小孔，能分泌恶臭。常居于树洞、土穴、旧獾洞中。3）鼠体形小、多为灰色，常见鼠类为鼢鼠（也叫盲鼠或地羊），身体粗短肥胖；鼠洞穴直径一般1OCM左右，鼢鼠洞穴一般在地表层（地表下深0102M）或堤防表层、并形成土垄。捕4/57河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）捉鼠的方法有人工捕杀、器械捕捉、毒饵诱灭、熏蒸洞道、化学绝育等。4）白蚁也称白蚂蚁，是一种群性生活的昆虫，幼蚁白色、工蚁和兵蚁的颜色也较浅；白蚁活动非常隐蔽，一般活动在靠近水源、比较潮湿、阴暗、通风不好、食物集中、偏僻不被惊动的地方，巢穴不易被发现，洞穴口小、洞大、洞长（甚至纵贯堤身），严重危害堤防安全。一般在36月或911月大量外出觅食期间普查白蚁，可直接查找白蚁外出留下的泥线、泥被、移殖孔等迹象。捕捉白蚁的方法有地表普查法、铲挖法、引诱法。由此可见，獾及白蚁对堤防危害更大。獾洞口大、洞道长、洞深，减小了堤防断面，削弱了抗洪强度；白蚁洞具有隐蔽性，且洞内部大、洞长（甚至纵贯堤身），威胁巨大。检查工程时应注意检查有无害堤动物活动痕迹，发现害堤动物时按以上特征进行辨别分类。（2）害堤动物活动痕迹检查检查堤防有无害堤动物时，首先注意观察有无洞穴；其次是对观察发现的洞穴进行细致地查看、分析，如附近有没有贯通的洞口（獾洞往往一处洞穴可能有多个洞口，如进出口、通气孔）；再次是注意查找洞口周围有没有动物活动痕迹，如打洞期间洞外有新鲜土壤、动物进出洞时有蹄爪印、摩擦痕迹、爬行痕迹、粪便、掉下的毛绒、白蚁外出留下的泥线、泥被、移殖孔等，还可在洞口周边铺撒一层新鲜的细颗粒虚土以便观察有无新增爬行痕迹或爪蹄印，如发现害堤动物仍在洞中则要捕捉或铲除。发现动物洞穴，要检测记录洞穴类别、洞口位置、洞口直径和洞穴深度等情况，并分析判断洞穴危害程度。对难以判定的洞穴可请有经验的人员确认。12堤岸防护工程及防洪（防浪）墙检查121堤岸防护工程基础、护脚及水下抛石检查河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）5/57堤岸防护工程的基础一般都在水下或坐落在散抛石基础上、并靠散抛石护脚护根工程维持稳定，所以对堤岸防护工程基础、护脚及水下抛石的检查实际就是对散抛石的检查，分为水上抛石检查和水下抛石检查。（1）水上抛石检查堤岸防护工程基础被淘刷、护脚被冲动都可能导致水上散抛石坡面沉陷、坍塌（包括边壁立陡的陷坑及前沿处的倒塌）或坡度变陡，对水上抛石的检查首先是采用巡查或排查的方式直接进行全面观察，重点查看坡面是否规顺、有无沉陷、坍塌或坡度明显变陡的现象，对观察发现的问题再逐一进行细致检查记录如正在沉陷或坍塌可能有“轰隆轰隆”或“咯吱咯吱”的异常声音；对沉陷处要确定沉陷位置（工程、坝岸号、距某特征位置的距离）、并丈量沉陷范围和最大沉陷深度；对坍塌处要确定坍塌位置、丈量坍塌长度和宽度、并约估已坍塌厚度（深度）；对坡度变陡处要通过丈量高差和水平距离的方法计算实际坡度值，以判断是否满足设计坡度要求。（2）水下抛石检查对水下抛石是否有淘刷、冲动现象的检查方法很多，如在坝岸顶部用摸水杆探摸、在水面附近用探水杆探摸（见图GC12，凭感觉判断）、在水面上用船探摸、用声纳技术或其他探测仪器探测等，目前常用船在水面上探摸。通过水下探摸可基本了解水下抛石的局部淘刷、冲动（走失）及坍塌范围和尺度，并约估缺失工程量；也可通过探测记录各个测量点的水平距离及至抛石坡面的垂直高度（或深度）而绘制出水下抛石的实际坡面线，将实际坡面线与设计6/57河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）坡度线比较便可判断是否满足设计要求。当坡度变陡或局部缺失时，则工程基础已被淘刷、护脚或水图GC12探水杆探摸方法下抛石已被冲动，应及时采取补充抛石或其它加固措施。另外，对不靠水坝岸的根石可采用锥探法进行探测。122堤岸防护工程位移、坍塌检查（1）位移检查堤岸防护工程的位移主要表现为垂直位移（沉降），整体性强的浆砌石和混凝土工程可能还有水平位移（如顶部的前倾、后仰，根部的前移等）。1）垂直位移检查一般采用直接观察的方法查看有无位移的迹象，如分缝处的两侧顶部出现上下错台、某范围顶部比填土面下沉、顶部高程明显降低等；对观察发现的垂直位移迹象处再进行丈量、检测或水准高程测量，并记录垂直位移所在工程名称、工程的里程桩号或编号（如坝岸号）、位移在工程上的位置、位移量。为便于分析比较，对沉降量可能比较大的堤岸防护工程应进行沉降观测选设观测断面和观测点（设有固定标志），定期测量各观测点的高程，分析计算位移量。2）水平位移检查采用直接观察的方法查看有无水平位移的迹象，如分缝处的两侧顶部出现前后错位（前倾后仰）、某范围顶部离靠填土前倾（与填土之间有较宽的裂缝）、某范围顶部明显后仰而挤压填土隆起、顶部或根部与某些固定参照物之间的水平距离明显变化等；对观察发现的水平位移迹象再进行细致的检查、丈量或测量，并做好记录。（2）坍塌及坍塌迹象检查对于堤岸防护工程的水上部分，可直接观察有无坍塌或坍塌迹象（如某范围有沉陷趋向、其周边已出现裂缝、边缘处立陡悬空等），对观察发现的问题要细致检查、丈量、记录；对于堤岸防护工程的水下部分，可通过观察水上部分的明显变化（如已出现坍塌、河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）7/57坍塌范围可能涉及水下）而分析判断水下是否有坍塌现象，也可注意观察水下坍塌时的水面异常迹象（如短暂的局部回流旋涡或局部水浑现象）；对观察判断可能有水下坍塌的位置可借助探摸工具或仪器进行探测确定，并做好探测记录和计算坍塌工程量。123混凝土裂缝及碳化程度检查（1混凝土裂缝检查首先采用直观检查的方法查看有无裂缝，发现裂缝后再仔细检查，以分析确定裂缝的类型（沉陷裂缝、温度裂缝、应力裂缝等）、判定裂缝的位置和方向、丈量裂缝尺度（长度、宽度、深度）。对于裂缝宽度的测量，较宽的裂缝可用钢尺直接丈量，较窄的裂缝可用卡尺或塞尺进行测量，裂缝往往不是等宽的，一般应多量测几个宽度，如最大宽度、一般或平均宽度等。（2）混凝土碳化程度检查混凝土碳化，是空气中的二氧化碳（2）与混凝土内的碱性物质反应生成中性的碳酸盐和水，从而使混凝土碱度降低的过程（现象），又称作中性化。对于钢筋混凝土来说，水泥在水化过程中生成的碱性介质（氢氧化钙）对钢筋有良好的保护作用。而混凝土的碳化会使其碱度降低、对钢筋的保护作用减弱，当碳化深度超过保护层厚度时钢筋开始生锈，锈蚀后的钢筋其体积膨胀又可能导致混凝土开裂而形成顺筋裂缝，裂缝的产生又使更多的二氧化碳进入从而加速了混凝土碳化和钢筋的锈蚀。影响混凝土碳化的因素很多，主要有原材料因素、环境因素、施工质量因素等，如水泥品种、周围介质中二氧化碳浓度、湿度大小（干燥或饱和水条件下碳化反应几乎终止）、混凝土的密实和完整情况（密实无缝二氧化碳不易进入）、渗透系数、渗透压力、结构尺寸等。检查混凝土有无碳化现象和碳化程度时，首先注意观察在配有钢筋处的附近表面有没有顺筋裂缝；其次是对顺筋裂缝处或虽未裂缝但有碳化可能之处进行碳化深度检测，目前主要采用酚酞试剂法进行检测在砼表面凿小洞；清洗干净洞内灰尘碎屑；在洞内喷1的酚酞试剂，未碳化的混凝土遇酚酞试剂变成红色；用游标卡尺测定没有变色的混凝土层厚度即可测定已碳化深度（已碳化混凝土呈中性，遇酚酞试剂不变色）。也可用碳化深度测定仪直接进行检测。124防洪墙地基渗流破坏迹象检查8/57河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）防洪墙地基发生渗流时，对于土地基来说，随着渗透压力和渗流速度的加大，有可能发生管涌或流土的渗流破坏而出现冒水冒沙现象；对于混凝土或岩石地基来说，则可能因遭受渗水的冲蚀或侵蚀溶解而在出逸处出现游离石灰及黄锈现象，或在地基表面出现冲磨光滑、剥蚀粗糙、溶蚀麻坑或孔洞等现象。检查防洪墙地基有无渗流破坏时，首先注意观察有无渗水现象（如防洪墙的背水侧墙脚或其附近地基表面是否有流水、低洼处冒水、积水、潮湿、生长青苔等现象），发现有渗水现象后再仔细查找是否有渗流破坏的迹象（冒水冒沙、流出游离石灰、地基表面光滑、粗糙、麻坑、孔洞等），并根据渗流破坏迹象划分渗流破坏形式。13防渗及排水设施检查131排渗沟和减压井的水色、水量、含沙量检查（1）水色检查通过效果可靠的排渗沟或排水减压井反滤流出的渗水应该比较清澈（经由堤基的渗水更清），在排渗沟或排水减压井运行期间，应注意直接观察出水的清澈程度（水色）或将出水盛在容器内进行透明度检查（见渗流观测），并注意将不同时间的透明度进行对比分析，以确定水色是否有明显的变化和及时发现水色的变化。当水色过于浑浊时，应注意检查反滤设施的反滤效果。（2）水量检查在排渗沟或排水减压井运行期间应注意观察、量测出水量（出水量计量方法有容积法、量水堰法、测流速法，见渗流观测），对不同时间的观测结果结合当时的水情（水位、持续时间等）进行对比分析，以便发现水量的变化和判定这种变化是否符合正常规律。当出水量存在违背正常规律的急剧加大或突然减小时，要注意检查反滤排水效果（失去反滤作用，渗透变形加剧，出水量加大，水色浑；反滤材料被淤积堵塞，出水量减小）。（3）出水含沙量检查检查反滤排水设施出水含沙量一般采用烘干法进行测验（用已知容积的容器取水样、沉淀后倒出清水、对湿土沙烘干、称取干土沙重量、计算含沙量）；通过对不同时间所测含沙量值进行比较，可发现有无明显变化或分析变化是否正常，含沙量过于加大或过于减小都不正常，可能是失去反滤作用或反滤材料被淤积堵塞所致。河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）9/57132铺盖及斜墙的水下塌坑检查当通过对铺盖或斜墙的水上部分观察发现塌坑已涉及水下或水下可能有塌坑时，应对水下塌坑采用探测（探杆、铅鱼或其它工具仪器）、潜水探摸等方法进行检查（1）用探杆或铅鱼探测确定检查（探测）断面或检查范围，先沿断面均匀布设测点；测量各测点的起点距（如以岸顶边沿为起点）及水深（由水位推算底部高程），探测到铺盖或斜墙上有塌坑时应加密探测断面和探测点；根据探测成果（各组数据）绘制断面图；比较探测断面图与设计断面图可知有无塌坑及塌坑的范围和深度。2简易工具检查若塌坑处在静水深小于20M的平坦区域、或坡度较缓的斜坡部位，可采用水下检查筒进行检查（将检查筒沉放至待检查处直接观察）。3潜水检查由潜水员直接下水探摸检查或携带工具仪器进行观察。4水下摄影由潜水人员将水下摄影机带入水下，观察塌坑时还可扫描或拍片。14穿（跨）堤建筑物与堤防接合部检查141穿堤建筑物与堤防接合部的渗水、变形、塌坑检查（1）穿堤建筑物与堤防接合部渗水检查直接对穿堤建筑物与堤防接合部的背水侧进行观察，重点观察土石结合部、穿堤建筑物基础与堤基的结合处及穿堤建筑物下游的低洼处，要注意查看有无流水、低洼处冒水、积水、潮湿、石面或混凝土表面生长青苔等现象；观察发现有渗水现象后再仔细检查、丈量、记录渗水位置、渗水范围、水色、水量等情况，并注意观察是否有发展成渗流破坏的迹象或可能。当穿堤建筑物与堤防接合部附近有渗流观测断面和渗流观测设施（测压管）时，也可通过测压管水位观测成果协助分析判断渗水情况。（2）穿堤建筑物与堤防接合部变形或塌坑的检查由于荷载、沉陷等差异和集中排水等影响，穿堤建筑物与堤防接合部易出现裂缝、局部沉陷、塌坑、水沟浪窝等变形和缺陷，观察发现以上变形或缺陷时应逐一进行检查记录确定裂缝位置、丈量裂缝长度和宽度、丈量或探测裂缝深度，确定沉陷或塌坑位置、丈量沉陷或塌坑的平面尺寸和深度、计算沉陷或塌坑的工程量，确定水沟浪窝的位置、丈量水沟浪窝的长度和宽度及深度、计算水沟浪窝工程量。10/57河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）当穿堤建筑物与堤防接合部有渗水现象时，还要注意观察有无渗透变形（管涌、流土）、溶蚀现象（如游离石灰浸出）及因渗透变形而导致的坍塌等变形，必要时可对内部隐患进行探测或开挖探查，对观察的变形和探测的隐患逐一进行详细记录。142穿堤建筑物与土质堤防接合部反滤排水设施检查穿堤建筑物与土质堤防接合部背水侧排水设施主要有反滤层、贴坡排水、排渗沟、反滤井等，对反滤排水设施观察检查时首先注意外观是否完整，如保护层是否有破损、残缺，反滤排水设施周围是否有冲坑、塌陷等；其次注意查看反滤排水效果，有没有出水水色过浑的反滤失效现象、出水量过小的反滤料（层）淤积堵塞现象；当观察分析粗在淤积堵塞可能时，应进行仔细查看、伸手探摸、探杆插捣探测、或局部拆除探视，以确定淤积堵塞位置（堵塞处在工程上的位置；堵塞处在设施上的结构位置，如保护层缝隙堵塞、反滤料堵塞）、堵塞范围和堵塞程度。如果反滤排水设施附近有渗流观测断面，也可通过分析各测压管水位是否符合由上游到下游依次降低的正常趋势而判断排水设施是否有淤堵现象。15管护设施检查河道工程上设置的各种观测设施主要有测量设施（水准点）、位移观测设施（主要是垂直位移观测，如沉陷点）、水位或潮位观测设施（水位尺、自记水位计）、渗流渗压观测设施（测压管）、滩岸坍塌观测设施（滩岸桩）、堤岸防护工程观测断面位置桩等。对以上观测设施的检查，注意观察观测设施周围是否清洁和安全，如有没有影响面貌和观测使用的障碍物（影响通行到达、影响视线通视等）或不安全因素（包括对检查观测人员不安全或工程变形对观测设施的不安全）；注意观察观测设施及其保护设施是否完好，如护栏和井壁井盖等是否完好、有没有遭受破坏的迹象、观测设施有没有损坏或锈蚀及淤积堵塞现象，观测标志点是否完好无损、尺面有没有褪色或脱漆现象、刻度是否明显清晰和完整、数量是否充足（如水尺的总高度是否满足水位变化的需求）、位置是否合理、方向是否正确、安设是否牢固、基点或河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）11/57管口高程是否准确、自动观测设施的运行或运用是否正常可靠、滩岸桩是否满足位置、数量及标志醒目等要求。16防汛抢险设施及物料检查161防汛物料检查检查防汛物料时，要注意识别物料的类别（品种）、性能（如透水与不透水、截渗与反滤、柔软与刚度等）、规格型号（大小、厚薄、粗细、长短），以便正确使用；要分类清点物料数量，并与储备定额或计划指标要求进行比照，以便及时发现储备数量的不足；对于有储存期限要求的物料要查看各物料的储存时间，以判断是否超期；要细致检查物料质量和储存状况，如物料有没有破损、残缺、霉变、生锈、虫蛀、腐烂、老化等现象，堆放储存是否规则、整齐、清洁，库房及储存设施是否完备和安全；每次检查要有形成完整、准确的检查记录。162防汛抢险设施检查防汛抢险常用工具有锤、斧（月牙斧、木工斧）、锯、硪（手硪、云硪）、橇杠、手钳、打桩和抛投工具，常用设备有运输设备（拖拉机、汽车等）、机械设备（推土机、铲运机、挖掘机、装载机、专用机械）、照明设备、救生设备等。对工具设备进行检查时，要分类（品名、型号、规格、功率或马力）统计数量，查对数量是否满足要求；要检查评判工具设备完好状况（购进或制造年限、外观是否完好、安装是否牢固、锐器是否锋利、钝器是否坚固、使用是否方便灵活可靠、设备运转是否正常安全等），以便确定是否满足使用要求；还要检查管理状况，查找管理方面存在的问题；每次检查都要形成完整、准确的检查记录。17防护林及草皮检查12/57河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）171防护林及草皮生长状态检查为加强对防护林及防护草皮的管理，要了解每个区域内所种植林草的品种、对环境条件的适应能力和对生长条件的要求、正常生长特征和特点、种植时间等，要经常对林草的生长状态进行巡查或排查观察，掌握树草的密度、生长时间（树草龄）和长势（颜色、分蘖情况、年均高度、树径、树冠大小、枝叶茂密情况等），能对照正常情况及时发现生长状态不良的现象（枝叶稀疏、落叶早、枯死、树干锈斑或流水、枝叶干枯、叶片干黄、叶片萎缩、生长速度慢等），并要对存在的问题逐一进行细致检查、分析、记录生长状态不良的区域、程度、表现特征，枯死树草的根、茎、叶的特征和痕迹，种植情况（树草品种、树株的大小、种植密度、种植深浅），田间条件和管理情况（土质、土壤含水量、灌溉和排水条件、保墒、施肥、病虫害防治），必要时请专家会诊或对土壤和树草样本化验检查。172林草缺失检查对树草种植区域的成活或存活数量进行检查统计，根据种植面积和拟定的种植密度计算应种植数量，从而可计算树草缺失量和缺失率。当缺失率过大时应分析查找缺失原因如没抓好栽植环节（苗弱、移栽脱节、根小、坑小、培土过深或过浅、透气、水分不适宜等）造成死亡，看护不到位造成人为破坏或盗伐丢失，管理不善（旱、涝、病虫害、缺肥等）造成死亡，超出树草的适应能力或遭遇自然灾害死亡等。针对分析确定的树草缺失原因应提出相应的对策如抓好栽植环节，加强巡查看护，加强科学管理，优化选择适宜树草品种，预防或减轻自然灾害等。河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）13/572工程观测本章包括堤身沉降观测、水位或潮位观测、堤身表面观测、渗透观测、堤岸防护工程观测、近岸河床冲淤变化观测。21堤身沉降观测211堤身沉降观测通过对沉降观测点定期进行高程测量，可由同一观测点在不同时期的高程值计算自上次观测到本次观测期间的阶段沉降量和自开始观测到本次观测以来的累积沉降量，也可由各点的沉降量计算不同观测点之间的沉降差。测量沉降点高程一般采用三（四）等水准高程测量，精度要求不高时也可采用普通水准测量，普通水准测量的方法与步骤如下观测人员要提前熟悉仪器、检查仪器的准确性（在相距100150M的两点上竖水准尺，先将仪器支设在两尺中间，测得两点之间的高差；再将仪器支设在一个水准尺附近，重新测得两点之间的高差，比较两次测得的高差，如果两者相同或相近，则该仪器准确，如果两者相差较大，则说明仪器不够准确），如果仪器不够准确可更换或校正；还应提前熟悉水准尺的标注和刻度，以使测量中读数快速、准确。测量前，要识别确定水准点和沉降观测标点，获取水准点高程，并根据水准点和观测点的分布确定施测路线（附合水准路线、闭合水准路线和支水准路线）。要选择干扰少、视线通达且距离适中（尽量使两水准尺到仪器的距离相等或相近、仪器到水准尺的距离一般不宜超过150M）、平坦、便于稳固支设支架的场地支设仪器，支设仪器时要蹬14/57河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）踩支架腿入土以使其稳定，仪器的高度要能对两水准尺进行测读并尽量使观测者操作舒适，要反复调整脚螺旋和转动仪器方向以将其较准确地整平。进行测量时，转动仪器粗略瞄准目标后扳下制动螺旋，通过微动螺旋准确对准目标，每次读数前都要整平长水准气泡，读数时要快速准确并在读数中再次观察长水准气泡是否居中，普通水准高程测量只读取中丝读数（先按由小到大读取中丝所在位置附近的米和分米数字，再按刻度从小往大读取厘米数，最后约估读取毫米数），读数要反复多次，读数要大声和表达清楚，记录员要边记录边回读，以保证测记准确无误，有关水准高程测量的记录内容和格式见表ZC21。为满足堤身沉降观测成果的精度要求，应尽可能固定观测人员和使用固定仪器及测尺，转点处使用尺垫，在前后尺中间支设仪器，保持前后视距相等或满足误差要求；尽量选择在外界条件相近的情况下观测，测量闭合差满足规定要求（一般不大于14N1/2，单位为，其中N为测站数）。212沉降量计算（1）根据测量数据计算本次测得的各测点高程已知高程后视读数本站仪器的视线高程（视线高）视线高前视读数或间视读数测点高程（2）根据本次测量高程和以前测量高程可计算各测点的阶段沉降量和累计沉降量之前最近一次观测高程本次测量高程近期（阶段）沉降量初始高程本次测量高程累计沉降量（3）根据各点沉降量可计算不同点之间的沉降量之差，也称为不均匀沉降值。河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）15/5722水位或潮位观测221水情及其涨落变化监测河道水情主要包括水位、流量、含沙量等。水情预报一般是结合流域天气预报、实测降雨、降雨径流关系、河道水流的水位流量关系和传播时间等资料进行分析预测；水情涨落变化监测主要是通过沿河道布设的水文观测站，对水位、流量、含沙量等进行观测，以反映其动态变化。（1）水位及其涨落变化的监测1）水位观测利用水尺和自记水位计观测水位已在初级工、中级工关于水位或潮位观测内容中介绍，这里不再重复。另外，观测水位时还需注意对附属项目的观测和记录要注意观测和标记风向，顺水流方向的风记为“顺风”、逆水流方向的风记为“逆风”、从左岸吹向右岸的风记为“左岸风”、从右岸吹向左岸的风记为“右岸风”；风力可根据风速仪观测结果、天气预报或凭经验确定；水面起伏度以水尺附近的波浪幅度分级记载，波浪变幅2CM为0级、31OCM为1级、1130CM为2级、3160CM为3级、60CM为4级，当水面起伏度达到或超过4级时应加测波高；要注意观测水尺附近的水流方向，顺流、逆流或回流、停滞三种情况分别用、符号表示；当发生风暴潮、漫滩、分流串沟、回水顶托、流冰、冰塞、阻塞水流、建筑物修建或损坏、人工改道、引水、分洪、决口、河岸坍塌、滑坡、泥石流等现象时应在水位观测记录表中予以详细记载。2）堤防沿线水位涨落变化的监测根据本测站在不同时间的水位观测结果分析本站的实际变化情况，也可结合河势察看结果（涨水或落水迹象）分析预测水位的可能涨落变化，但该方法预见期短甚至有滞后性；利用各测站的水位观测结果可分析堤防沿线水位的实际变化，各测站16/57河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）在同一时间的水位反映了其动态变化，还可根据上下游测站之间的水位关系及传播时间分析预测下游测站水位的可能涨落变化；结合流域雨情、河道水情预报可分析预测各测站水位的可能涨落变化。（2）流量及其涨落变化监测1）流量测量测定河道某过水断面上的流量一般只在固定测流断面上进行，测定断面流量常采用垂线测流法（也称流速面积法，主要步骤有断面测量、流速测量、流量计算），具体测量方法见基础知识第四章有关内容。2）堤防沿线流量涨落变化监测根据本测站在不同时间的流量观测结果分析本站的实际变化，结合河势察看情况（涨水或落水迹象）预测流量的可能涨落变化；利用各测站的流量观测结果分析堤防沿线流量的实际变化，各测站在同一时间的流量反映了其动态变化，还可根据上下游测站之间的流量关系及传播时间分析预测下游测站流量的可能涨落变化；也可由上游测站水位推算下游测站水位，再根据本测站的水位流量关系分析预测流量的变化；结合河道水雨情预报分析预测各测站流量的可能涨落变化。（3）含沙量测量及其变化监测1）测定含沙量测定含沙量一般与流量测算同时进行，主要步骤有断面测量、流速测量、流量计算、点含沙量测算、平均含沙量计算，详见基础知识第四章有关内容。2）含沙量变化监测根据各测站的含沙量实测结果可分析其实际变化；根据上游测站的实测结果，结合水情、泥沙等具体情况，可分析预测下游测站含沙量可能变化。222凌情观测河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）17/57江河冰凌根据其发展分为结冰期、封河期、开河期，对于凌情的观测一般采用目测法或测量法；通过对堤防沿线冰凌的连续观测或对各观测断面凌情的观测可实现对凌情的动态监测；根据本河段的观测结果、结合上下游河段的凌情及最近的水情和气温预报等有关情况可分析预测凌情的发展变化。下面重点介绍冰凌观测（1）日常观测结冰期，应注意观测冰针、冰凇、棉冰、岸冰、水内冰等冰情现象；淌凌期间，应注意观测淌凌密度（一般以冰块宽度占水面宽度的百分比来表示）、最大冰块面积、冰块厚度、平均淌凌速度、岸冰位置和尺度（长度、宽度、厚度）等情况；封河期间，应注意观测封河位置、冰面宽度、冰厚、冰塞（积聚在冰盖下面的水内冰、碎冰、冰花等）、清沟（封河后的局部敞露水面）位置及面积；解冻期（即将开河和开河期间），应注意观测冰色、冰质、冰盖变薄、清沟面积增大或再生清沟、冰裂、冰堆、冰坝等现象。对以上各项观测要按要求观察记录各种现象的出现时间及其变化，要观察记录开河形式（武开河、文开河），对日常观测成果要及时上报。对于冰厚的观测和测量，在未封河及封河初期的日常观测中，可目估岸冰或淌凌冰块厚度、量测岸冰厚度、或破冰丈量靠近岸边的冰层厚度；在冰凌普查时应沿河宽冰面布设诸多测点，用冰穿或冰钻凿（钻）冰孔，分别测量冰厚。（2）冰凌普查封河后并能在冰上安全行走时，可按照统一部署与要求进行冰凌普查，即沿河段布设诸多观测断面，丈量每个断面的冰面宽度，用冰穿或冰钻凿（钻）冰孔后测量断面上各点处的冰厚、冰下冰花厚、水深，以准确掌握封河情况并计算河段内的总冰量和槽蓄水量。223潮情及海浪的涨落变化监测潮情及海浪的观测和涨落变化监测与水位的观测和变化监测有许多相似，不同在于应结合潮18/57河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）汐变化规律和海洋气象预报而具体部署和分析。23堤身表面观测231滑坡体观测与判断堤岸及其他岩土体的斜坡（有时连同一部分地基），由于土质构造、水文地质、渗水压力等原因，使土体内部潜在薄弱层带抗剪强度不足，难以保持稳定，部分土体沿某贯通剪切面（又称“滑裂面”）发生向下、往外滑坠的变形破坏。（1）滑坡特征滑动前一般先发生两端低、中间高的弧形裂缝；滑动后，裂缝加宽、扩大，滑动面两侧的土体有明显的上下错位，产生坎台及在滑动体的下部发生堆积或隆起外移现象。根据滑动位置的不同将其分为只有局部堤坡的滑动（临河滑坡或背河滑坡）及部分堤坡连同堤肩或部分堤基的一起滑动（也分为临河滑坡或背河滑坡）。（2）滑坡体观测滑坡体位置，以其在堤防轴线上的段落位置（里程桩号范围）、在横断面上的位置（如临河、背河）、以及起滑点距某特征位置的距离来定位；滑坡体的大小规模，以其某些特征数据表示，如滑坡体长度、宽度、厚度及滑坡体体积，量测滑坡体时常采用割补法直接量取平均值，或量测多个点次的数值再取其算术平均值，根据长、宽、高的平均值按近似矩形计算滑坡体体积；滑坡体垂直滑落（错位）高度和水平滑动距离，是指同一观测点在滑动前后所形成的垂直降落高度和水平滑动距离，不同观测点可能有不同的数值，丈量或测量时可根据滑裂面情况选择多个观测点，分别量测后再取其平均值。（3）滑坡发展趋势分析诱发滑坡的因素很多，如高水位作用时间长、水位骤降、持续暴雨、春季解冻、坡度陡、附加荷载大、抗滑能力差（土料抗剪强度低、施工质量差、含水量增加等）、河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）19/57震动影响（尤其是中细砂或粉砂的震动液化）、顺堤走溜、风浪淘刷等。分析滑坡发展趋势应从确定诱发因素、检查诱发因素及其他运行条件的变化（如诱发因素是否消除或缓解、还是加剧，运行条件是改善了还是恶化）、观测滑坡迹象及其发展变化等方面入手，结合以往工程资料，综合各种情况进行全面分析和预测。1）当裂缝两端有向边坡下部逐渐弯曲延伸趋势、主缝两侧分布有与其平行的众多小缝、裂缝宽度和长度有发展或发展较快时易形成滑动。2）当堤身在短时间内出现持续而显著的位移、特别是伴随着裂缝出现连续性的位移、裂缝两侧有上下错位、边坡下部陆续出现隆起现象时易出现滑坡。3）当诱发因素加剧或运行条件恶化，如高水位浸泡时间长、堤身内浸润线高、高水位骤降、震动影响、外荷载过大时易导致滑坡。232渗透变形引起的局部塌陷监视在高水位运行期间，因局部填土受浸泡沉陷或因土颗粒被渗透水流带出而造成内部架空，当架空部位支撑不住上部土体时可能引起堤防局部塌陷现象。当发现堤防有局部塌陷现象时，应观察和用皮尺或钢尺丈量确定塌陷位置、平面尺寸、深度，计算塌陷体积，对观测情况进行详细记录。为监视堤防塌陷部位的发展变化，可在塌陷处及塌陷周围设置一些固定观测标志，对这些固定观测标志进行定期观察和测量，通过有关数据的分析比较以及时判定塌陷部位的发展变化情况，如塌陷范围的扩大，塌陷深度的增加等。同时，要对工程情况及其运行条件进行调查，详细了解工程历史、现状，结合河道水位、流量、天气及预报等情况，分析判断可能出现的各种情况，进20/57河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）一步分析预测局部塌陷的发展变化趋势。根据监测和分析预测结果，对危害严重的塌陷应及时采取处理措施。24渗透观测241渗流水体透明度观察对于渗透水流的观测主要包括出水流量和出水颜色观测，渗流量观测方法（容积法、量水堰法或测流速法）已在中级工有关部分介绍；渗出水流的颜色（浑与清）可用其透明度（标准实验条件下，能从水面透过水体看清水体下规定标志时所对应的以CM计量的水体最大高度值）表示。（1）渗流水体透明度测定方法在渗水出逸处用玻璃瓶取水样，摇匀后注入透明管（常采用高35、直径3、管壁有刻度、下部设有放水控制阀门的平底玻璃管）中；从透明管上端透过水体观看放置在管底以下4处、白色底板上印有5号铅印字体汉语拼音字母的纸片，如看不清字体则打开放水阀门慢慢降低管中水柱高度，直到刚好看清字体时立即关闭阀门，此时从管壁刻度上读出的水柱高度（CM）即为渗流水体的透明度。根据实测透明度值判断水的透明情况，一般将透明度大于30CM的水定性为清水。对于渗出水流的含泥量，可在观测透明度后将浑水沉淀，取出泥沙后烘干、称重、计算；也可根据已测定的透明度，由透明度与含泥量关系线查出相应的含泥量。（2）渗流水体透明度实验的操作要求透明度观测应尽可能固定专人，以免因视力差而引起误差；透明度观测应在同等光亮条件下进行，并避免阳光照射字板；透明度观测次数可根据需要确定，同一水样的两次观测值相差不得超过LCM。242浸润线绘制河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）21/57绘制浸润线有近似绘制法和准确绘制法两种。（1）均质堤防的浸润线，以临河水面与堤坡的交点为起点，以背河出逸点或背河水面为终点、在起点与终点之间以平滑渐变的曲线连接，从而大约绘制出浸润线。（2）对于非均质堤防（坝），为了较准确地绘制浸润线，应在堤身（或坝体）内埋设测压管，根据稳定渗流（临河水位起升和降落的短时间内或临河水位剧烈升降期间所对应的测压管水位不用）期间的测压管水位观测结果，由临河水位、各测压管水位、背河出逸点或背河水面可准确绘制出浸润线。243内部埋设仪器的观测数据记录和整理随着观测或试验目的不同，堤坝内埋设的常见仪器（设施）有渗流观测设施、应力应变观测设施、位移观测设施等。现仅介绍渗流观测设施（测压管）的数据记录和整理（1）测压管水位的观测与记录已在中级工有关章节中介绍，不再重复。（2）测压管水位观测资料的选用观测临河水位及各测压管水位几乎是在同时完成的，这就忽视了测压管水位的滞后现象，使得以上水位之间的对应性不够严谨，尤其是在临河水位急剧升降期间甚至使各水位之间的关系不够合理；另外，测压管水位也容易受降雨影响。所以应对测压管水位观测资料进行分析、筛选1）若由观测数据绘制出的水位过程线上有突起的小峰，且小峰的出现与雨情相吻合，则可能是受降雨影响，此段资料应不予选用。2）水位过程线上偶尔出现突升或突降，则可能观测、记录或计算错误，可舍去不用。3）某根测压管水位始终偏高，可能是测压管本身的问题（如局部腐蚀透进水），此后的观测22/57河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）资料都不应采用，应另设新测压管。4）测压管进水段被淤积堵塞其观测的资料不予采用。5）临河水位有变化或急剧变化，而测压管水位基本不变，这种资料不选用。6）测压管水位出现峰、谷的时间应比临河水位的峰谷时间滞后，不符合这一规律的资料不能选用，应选取已达稳定渗流条件的观测资料当临河水位的稳定时间较长时可选用测压管水位过程线中较平缓或水平段所对应的资料；当变幅不超过5、持续时间在L5天以上时，可取该时段的平均值作为上游水位，使之与该时段最后一天的测压管水位相对应；可在临河水位和各测压管水位过程线上都取峰值水位作为对应水位。（3）渗流量观测资料的选用原则受降雨影响的观测资料应不予采用；一般可在渗流量过程线上取降雨停止后出现的最小值作为不受降雨影响的观测值。25堤岸防护工程变位观测251抛石护脚（护根）工程探测对抛石护脚（护根）工程的探测一般是在预先选设的固定观测断面上进行，探测方法主要有船上探测、探水杆探测、旱地锥探探测、专用机械设备探测、声呐技术探测等，其探测成果包括数据记录表、探测断面图、缺石量计算及探测报告等。2511探测方法（1）船上探测对水下护脚（护根）工程可利用船只进行探测，见图GC21，探测时将测船定位在测量断面上，使其只能在测量断面上移动，然后依次测量出各测点到岸边某固定点的水平距离X和自水面到护脚（护根）工程表面的深度H，根据各测点的X和H值可绘制出护脚（护根）工程坡度线，由水位可推算出各测河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）23/57点的高程。根据探测时用船多少和船的定位方法分为单船垂直水流定位探测法（船头或船尾探测）、单船顺水流方向定位探测法（船两侧探测）、双船探测法（在绑扎连接的两船之间进行探测），缺少船时也可采用木筏探测法。（2）探水杆探测在坝岸或平台顶部水平支设较长的标有距离刻度或标志的探水杆，利用标有长度标志的绳索将铅鱼悬垂在探水杆上，可依次测量出各测点到坝岸顶某固定点的水平距离X和自探水杆到护脚（护根）工程表面的总长度（高度）H，根据各点的X和H值可绘制出工程坡度线。（3）旱地锥探法对于不靠水且埋于土下的护脚（护根）工程可采用锥探的方法进行探测，即在距固定点某水平距离处进行人工锥探，凭手感判定护脚（护根）工程石块的位置（测得土下深度），根据各测点的水平距离和土下深度可绘制出坡度线。（4）专用机械设备探测利用具有长悬臂的专制机械（相当于探水杆的作用）或其他探测设备对护脚（护根）工程进行探测，以测得水平距离及对应深度。（5）浅地层剖面仪探测法在岸顶插花杆标定探测断面位置，探测设备沿探测断面在水面发射声波进行探测，由于河水、沉积泥砂、护脚抛石界面之间存在着很大的波阻抗差异，仪器将接收到不同的反射波（信号），通过仪器对这些反射信号的记录、识别、处理而得到水下根石的分布信息，结合GPS定位系统测量的三维坐标，在对探测数据处理后可绘制出护脚断面图。其原理见图GC22。该项技术正在含沙量和河床地质结构不同的水域陆续进图GC22浅地层剖面仪探测图行实验应用或推广应用。2512探测记录图GC21用船探测根石24/57河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）对护脚（护根）工程进行探测时，要及时清楚地填写探测记录表，探测数据的记录一般有“起点距/高差”和“间距/高差”两种形式。（1）“起点距/高差”记录形式探测时先选择某固定点为起点（记为0/0），其它各测点的位置均以与起点之间的水平距离和高差表示，即水平距离和高差都是对起点而言的，当测点比起点低时应在高差前加“”，当单趋势降低时也可省略“”而在备注栏内注明“降低”，该记录形式见表GC21。表GC21护脚（护根）工程探测记录表记录人断面情况坝号时间断面起点高程起点距M/高差M备注010406086105120140160180某坝某时SK71800182244637788112133降低（2）“间距/高差”记录形式探测时先选择某固定点为起点（记为0/0），其它各测点的位置分别以与前一相邻点之间的水平距离和高差表示，即水平距离和高差都是与前一点的差值，当测点比起点及相邻前一点低时应在高差前加“”，当单趋势降低时也可省略“”而在备注栏内注明“降低”，该记录形式见表GC22。表GC22护脚（护根）工程探测记录表记录人河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）25/57断面情况坝号时间断面起点高程间距M/高差M备注01030202619154202某坝某时SK718001804221914112421降低2513根石断面图绘制根石断面图时，首先分清根石探测数据的记录形式，估算出根石断面的大致尺寸范围；其次是根据图幅大小和根石探测断面的尺寸范围选择适宜的作图比例；然后在图上标定出起点位置，并根据每组数据所代表的与起点之间的关系或与前一相邻点之间的关系依次将各测点绘在图纸上，连接各测点即得到探测的根石断面图，见图GC23。每一个断面图都必须标注工程名称、坝岸编号、断面位置及编号、图GC23根石断面图坝顶高程、根石台顶高程、河床床面高程、探测日期、水位等。若探测发现根石坡度不满足稳定安全要求或某要求的坡度，应及时抛石补根。252抛石护脚（护根）工程探测注意事项（1）测点定位准确在坝岸顶用花杆标定探测断面位置，使探测在选定的断面上进行；测点尽量均匀分布，发现有突变现象时应加密测点；量测水平距离和垂直高度（深度）的探杆及测绳刻度要准确、标志要醒目（如拴系不同颜色的布条）、并易于准确读数。根石台高程71探测大河水位65实际冲刷底高程909326/57河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）（2）下锥垂直水中锥探时可先将锥杆深入水中一部分，使尾部适当向上游倾斜，当锥尖接触到石块时立即竖直锥杆并快速准确地读数。（3）用绳索拴系铅鱼进行探测时，应准确掌握绳索的松紧度，否则将因水流冲击使绳索弯曲而导致探测水深偏大；还要考虑铅鱼的冲距，如根据经验在适当偏上游的位置开始探测、或根据锥探与绳测的误差关系对绳测结果进行修正。（4）注意安全在船上进行探测时注意在探测操作位置的另一侧加石配重，以保持船体平衡；所有探测人员必须配带救生衣和安全绳；在水深溜急的水面上探测应选用大船，并用有丰富经验、操作熟练的人员进行操作。（5）注意准确判断采用人工锥探探测根石时全凭感觉经验做出判断，如遇到石块时有叮当的响声、震手感觉；遇到石缝时有摩擦、扭锥的感觉；当为沙层时有摩擦感，进锥与拔锥较容易；当为淤泥层时进锥有柔软光滑感、但拔锥困难，探锥拔出后常带有淤泥。26近岸河床冲淤变化观测261判定主流线位置主流（也称主溜、大溜）是河流中水面流速最大的流带，可根据以下特征判断确定主流线的位置主流处流速大或流动态势凶猛，并常伴有波浪；涨水期间主流处水面高（涨水河心高），落水期间主流处水面低（落水河心低）；遇顺河风时主流处发亮，遇逆河风时主流处浪大；对于多泥沙河流，主流处浑浊、颜色更黄，非主流处水清些、颜色发蓝；若有断面测量成果，可按深泓线对应的平面位置确定主流线位置。对于判断确定的主流线位置应用文字详细记录描述（如从哪流向哪，偏左岸、偏右岸、居中，在哪顶冲、在哪转向等），最好将其标注在河道地形图上，主流线是构成河势图的主要部分，为便于比较分析，可选用不同的线型或颜色在河势图中标绘出不同时期或不同流量的主流线。河势图反映了河道水流在某种水沙条件下的平面情势，一般是直接绘制在河道地形图上，河道地形图应将主要工程（如某险工或某号坝岸）、主要观测断面和常用固定标志物标注清楚，绘图河势图时要求内容表达清楚、位置标示准确，在河势图上要注明图名、查勘时间、当时对应水情、绘图时间、绘图人等内容。河道修防工技能培训讲义（高级工技能操作）27/57识读河势图时，首先识读图例、说明，弄清各种线型、颜色所代表的意义；然后识读主流线、水边线、滩岸位置、局部水流现象等；再次是对同流量级或每年同期的河势进行比较，以发现变化情况、分析变化原因、预测变化趋势。262查勘主流摆动变化情况对于主流的摆动情况可在查勘现场做出主观分析判断，这需要熟悉和掌握以前相同条件的主流线情况；为更全面、更系统、更准确地查找主流线是否存在变化和具体变化