管涌知识简介
堤防工程中管涌的形成及防治探究
堤防工程中管涌的形成及防治探究【摘要】就我国目前的水利工程来说，提防工程是水利防洪体系的重要的组成部分。
新中国成立以后，国家在防洪方面投入了大量的人力，财力和物力，并且在工程的防洪方面取得了巨大的成就。
但是近几年来由于受到自然条件，经济条件的影响，导致我国江河提防的防洪能力普遍的下降，不少工程达不到国家的相关的标准，当遭遇洪水的时候，时常会发生管涌，漫溢，滑坡等险情，严重者导致堤坝溃决。
本文首先介绍国内外对提防工程中管涌情况的出现进行的研究，其次介绍地方工程中管涌的形成机理以及相关的防治措施。
【关键词】堤防工程：管涌：防治措施0 引言提防工程是江河防洪的主要体系。
提防工程质量的好坏直接影响到下游人民的生命和财产的安全，严重威胁着国家的经济建设。
由于我国的江河较多，所以防洪的主要任务由提防来承担。
我国现有提防大约26万km，遇到洪水的时候，经常发生管涌，漫溢，滑坡等险情，其中发生管涌的概率最大。
管涌是在渗流水的作用下，携带土体骨架中的土壤颗粒而最终导致溃坝现象出现的过程。
管涌现象如果发现不及时处理的话会直接影响到整个坝堤的安全，造成严重的经济损失和财产损失。
1提防工程中管涌形成在堤防工程中，管涌的形成是多方面的。
一般来说，提防的地基基础为二元结构，最下层是与河水相通的强透水层，再上面是一些颗粒比较小的砂石，最上面是透水性能特别差的壤土或者是粘性土，在背河的提防的地基下有强透水层的砂石。
当河流遭遇汛期高水位的时候，由于强透水层的沿程水头损失比较的小，导致渗流的速度和压力增大，渗透的坡降变陡，在没有反过滤层保护的情况下，当渗透坡降大于堤基的允许渗透坡降时，一些堤基当中的砂石会随着水而流出，堤基发生渗透破坏，从而形成管涌。
或者在背水坡脚外面，由于基坑的开挖，取土等原因破坏土层表面的覆盖，在较大的水力冲击的作用下，将底层当中的砂石带出而形成管涌。
管涌可能发生于局部范围，也有可能进一步的扩大其危害范围，最终导致地堤防的溃决，其具体的过程一般来说有土颗粒以及沙石颗粒的流出，通道的形成等。
管涌应急预案
管涌应急预案管涌是指地下水或其他液体自然或人为原因引发的突然大量涌出现象。
管涌事故的发生可能会对城市的道路、建筑物、地下管网和环境造成严重破坏，给人民生命财产安全带来巨大威胁。
为了有效应对管涌事故，保障公众安全和财产，制定并实施管涌应急预案至关重要。
本文将探讨管涌应急预案的核心内容和执行步骤，以便于当事人能够在紧急情况下迅速采取措施。
一、应急组织与指挥为了高效应对管涌事故，必须建立一个完善的应急组织与指挥体系。
该体系应包括各相关部门的代表，如市政府、环保部门、消防部门、水务管理部门等。
应急指挥部需要制定应急预案，并确保全体成员了解任务和职责。
在事故发生时，应急指挥部需立即调动力量，组织救援工作。
二、应急资源准备为了应对管涌事故，应提前准备必要的应急资源。
这些资源包括应急救援队伍、应急设备、应急物资等。
应急救援队伍应由专业救援人员组成，并接受专业培训。
应急设备需要定期维护和检查，确保其正常运行。
应急物资则包括抢险工具、紧急救援器械、应急物资储备等。
在管涌事故发生时，这些资源将起到至关重要的作用。
三、风险评估与预警管涌事故具有突发性和不确定性，因此，风险评估与预警工作十分关键。
相关部门需要依据地质勘测、气象信息、地下水位监测等数据，对潜在管涌点进行风险评估。
同时，应建立预警机制，通过监控设备实时检测地下水位和水压，及时发出预警信号。
四、应急处置措施当管涌事故发生时，需要迅速采取应急处置措施，以最大程度减少伤害和损失。
首先，要迅速制定抢险方案，采取控制涌水点、疏散周边人员、隔离事故区域等措施，以切断事故扩散链条。
其次，应按照应急预案，调派救援队伍和装备，进行紧急救援和抢修工作。
最后，要加强事故现场监测和统计工作，收集事故数据和经验教训，为管涌事故的防范与处理提供依据。
五、事后评估与总结管涌应急工作的后期评估与总结至关重要。
这一阶段，应急指挥部应召开会议，对应急预案的实施情况、处置效果进行评估，并提出改进建议。
管涌
管涌根据多年从事深基础施工的经验，对深基础施工中出现流沙、管涌现象的成因进行了分析，总结了较有实用性的预防流沙、管涌的方法，重点介绍了基础出现管涌、流沙的应急措施，以确保深基础施工的顺利进行。
1.2管涌的成因当深基坑距离河塘较近或基坑底下土层中存在承压含水层时,在水位差的作用下,基坑土体中存在渗透水流,由于土体的不均匀性,土体中某一部位的土颗粒在渗透水流的作用下会发生运动,使填充在土体骨架空隙中的细颗粒被渗水带走而形成涌水通道,即形成管涌(又称翻沙鼓水、泡泉)。
当主渗漏涌水通道上的细颗粒被基本带走后,在较强的水流冲刷下,主通道两侧的细颗粒进入涌水主通道,使涌水主通道逐渐变宽,管涌持续时间越长,通道的宽度越宽,继而发生大量涌水和塌方事故。
2对流沙、管涌的预防措施2.1施工方案的设计与论证1)为保证深基础施工时基坑不积水,在深基础施工之前,首先应根据地质钻探资料和工程实际情况,设计深基础施工的降水方案。
通常采用的基坑降水方法有人工降水、抗渗围护等,无论采用什么方案,方案中应对坑中待挖土中的地下水位变化情况进行必要的验算,使降水措施满足地下水位浸润线低于开挖底标高以下500 mm的施工条件。
2)凡在深基坑开挖施工中,如发现有地下承压水,应事先探明承压水头、不透水层的标高和厚度,并对坑底土体进行抗浮托能力验算。
3)对工程所在地的类似深基础施工情况进行必要的调研,吸取其他工程在深基础施工中的经验与教训。
……2.2深基础施工实施过程的措施2.2.1预防和处理流沙、管涌的原则预防和处理流沙、管涌的原则是“减少或平衡动水压力”。
2.2.2预防流沙、管涌的基本方法1)井点降水法:a.当出现流沙时,应立即停止开挖,并回填深坑将流沙埋没或在深坑中注水,以平衡渗流的动水压力。
然后在深坑周围立即补下二级(或三级)井点,待二级(三级)井点降水使地下水浸润线低于开挖范围以下500 mm后,再继续开挖施工。
b.当深坑接近承压水层时或经计算坑底土体的抗浮不能满足稳定要求时,可采用井点管穿过不透水层直接抽取不透水层下的承压水,以降低承压水头,从而避免因承压水头过大而形成管涌。
大坝管涌的产生原因及处理
大坝管涌的产生原因及处理摘要：管涌是大坝工程的重要问题形式，在渗流作用下，土体中的细颗粒被水流带走，地下水将细颗粒带走，留下粗颗粒，产生土体之间的贯通通道，引发土体塌陷。
管涌问题有着演变发展过程，具有渐进性的特征。
管涌的产生与土质有着很大的关系，尤其是无粘性土壤环境下很容易发生管涌问题，管涌发生的部位较为多变，渗流出处、土体内部均可发生管涌，因此也可将管涌作为一种典型的渗流潜蚀问题。
为了增加管涌的治理，要重点加强大坝管涌问题的防治，本文以某工程为例，找出具体的原因，提出治理措施，关键词：大坝管涌；产生原因；处理措施引言：管涌在坝身或坝基内较为常见，这些部位的土壤颗粒被水流带走，形成大坝管涌。
在汛期发生的情况下，大坝水位较高，堤内平地的流土潜蚀问题较为突出。
当管涌发生后，水面翻花，上游水位持续升高，拉长了持续时间，加大了洪水险情，涌水的时候翻沙较为严重，破坏了堤防水闸地基土壤结构，使得孔道不断被扩大，基土完全流失，引发大坝建筑物倒塌，出现严重事故。
大坝管涌问题是十分严重的，需要重点防治，才能提升大坝的运营质量，保证水利工程运行的稳定性。
1.大坝管涌发生的原因1.1普遍原因大坝地基土壤级配缺少的情况下，大坝地基的粘性土壤较少，当上游水位升高的情况下，出逸点被渗透，当坡降与土壤允许值不平衡的时候，坝基土体中的较细土粒被地下水带走，造成管涌现象。
1.2工程实例分析1.2.1工程介绍通过对土坝进行详细的地质勘探，对钻孔尺寸进行判断，大坝坝基河床上，分布着一段宽为160m的冲积层，冲积层有两层，由上到下分布，通过研究这两层的砂石情况，发现冲积层上层的结构由中砂、粗砂、细砾、砂砾组成，还有部分卵石、漂石，组成明显的砾石层，边部还分布着很多粘土类的土质，此工程周边有开采锡矿的工程项目，部分地质已经被挖掘，上面覆盖着很多的杂土，杂土呈现堆积松散的状态，经过测算，这些杂土由大坝标高0.36~13.72m之间的坝基中产出，土层厚度在3.65~11.10m，中间较厚，两侧非常薄。
慎防“管涌”酿大祸
慎防“管涌”酿大祸管涌是指油井或者地下水井在钻探、开采或者注水、注气等过程中，井底地层压力突然升高，使得油、水、气等大量涌出井口，甚至波及井口附近地面，引发不良后果的现象。
在油气勘探、钻探及开采、地下水注水、注气等领域中，管涌是一种常见的地质灾害和安全事故。
尽管现代技术给井下钻探和采油等作业相关人员提供了各种避免灾害的手段，但仍然需要注意“慎防管涌酿大祸”。
管涌引起的危害是巨大的。
它除了会导致井下设备和工具受损的情况外，更严重的是会威胁人员的生命安全。
一旦管涌正在进行时，采取正确的措施能够避免和控制危害，而不恰当的应对则会使危害滚雪球般扩大。
以下是一些避免管涌酿成大祸的措施。
1. 加压前，必须分析井体管涌的出现并不是偶然，在加压前，地质工程师必须深刻分析井体地质情况，并准确确定地层压力。
这些分析可以通过实验、模拟和现场采样来完成。
遵循正确的操作规范可以控制加压，从而避免管涌。
只要确保在加压之前正确分析井体并采取适当的措施，不会有什么失误发生。
2. 确定井底压力在钻探、开采或注水注气过程中，井底压力的变化是引发管涌的主要原因。
因此，必须确保在加压前，根据实际情况准确地确定井底压力，以便有针对性地执行调整措施。
同时，设备与技术都必须保持在良好状态，以避免加压过程中出现车锁、泄漏、控制失误等问题。
3. 双管柱设备防止管涌酿成大祸的一项措施是使用双管柱设备。
这种设备既可以在快速打破井壁压力时保护操作人员，也可以调整装置，实现连续性作业。
双管柱设备的使用有助于减轻井下装置的作业艰难度，降低维护成本和工作强度，同时还能实现稀释和减压作用，有效防止管涌的锐减。
4. 掌握调整管涌的方法为了应对管涌，作业人员必须熟知处理管涌的方法。
管涌调整主要有以下几种方法：由慢逐渐加密压力，将压力逐渐增加的方法；使用吸压泵和排泥泵，尽量控制别墅期间的井口涌水量，缓解管涌；采用尽可能严密的井口包括，封堵井口前先使用试探法测量造成管涌的压力，在紧急情况下采取现场治理措施等。
管涌应急预案
管涌应急预案一、前言管涌是指在渗流作用下，土体中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动、流失，导致土体孔隙逐渐扩大，形成贯通的渗流通道，从而引发的一种险情。
管涌的发生可能会对水利工程、堤坝、基坑等造成严重的破坏，甚至危及人民生命财产安全。
因此，制定科学有效的管涌应急预案，对于及时处理管涌险情，保障工程安全和社会稳定具有重要意义。
二、适用范围本应急预案适用于_____地区范围内的水利工程、堤坝、基坑等可能发生管涌险情的场所。
三、应急组织机构及职责1、应急指挥中心成立管涌应急指挥中心，负责统一指挥和协调管涌抢险工作。
指挥中心成员包括相关部门负责人、专家等。
职责：制定抢险方案，调配抢险资源，协调各部门工作，及时向上级汇报抢险进展情况。
2、抢险救援组由专业抢险队伍、消防队伍、武警部队等组成。
职责：负责实施抢险救援行动，包括封堵管涌口、加固堤坝等。
3、医疗救护组由医疗机构的医护人员组成。
职责：负责对受伤人员进行救治和转移。
4、后勤保障组由物资供应部门、交通运输部门等组成。
职责：负责抢险物资的采购、储备和运输，保障抢险人员的生活物资供应。
5、治安维护组由公安部门组成。
职责：负责维护抢险现场的治安秩序，保障抢险工作的顺利进行。
6、技术专家组由水利专家、地质专家等组成。
职责：为抢险工作提供技术支持，制定科学合理的抢险方案。
四、预防与预警1、预防措施（1）加强工程巡查和监测，定期对水利工程、堤坝、基坑等进行检查，及时发现隐患。
（2）做好工程的维护和保养工作，确保工程设施的完好性。
（3）合理规划和设计水利工程，提高工程的抗渗能力。
2、预警机制（1）建立监测网络，利用先进的监测设备和技术，对可能发生管涌的区域进行实时监测。
（2）根据监测数据和预警指标，及时发布预警信息。
预警信息包括管涌发生的地点、可能的危害程度、预警级别等。
五、应急响应1、响应级别根据管涌险情的严重程度，将应急响应级别分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级。
Ⅰ级响应：管涌险情特别严重，可能造成重大人员伤亡和财产损失，需要调动大量资源进行抢险。
管涌应急预案
管涌应急预案在城市建设和工程施工过程中，地下管道是不可或缺的一部分。
然而，由于长期使用、设计不合理或其他不可预见的原因，管道中的管涌现象可能会发生。
管涌是指地下水平面在管道中上升，由于压力增大而喷涌出来的现象。
这种情况可能会对城市交通、居民生活和周边环境造成严重影响。
为了有效应对管涌事件，我们需要制定一份完整而可靠的管涌应急预案。
一、背景介绍管涌是城市地下管道工程中常见的地质灾害之一。
它可能发生在道路、建筑物、地铁隧道、地下车库等地方，给城市运行和人民生活带来巨大危机与困扰。
在制定管涌应急预案之前，我们应该对管涌的原因和特点有一个全面而深入的了解。
二、预警与监测体系建立高效的预警与监测体系对于管涌应急响应至关重要。
预警系统应结合地下管道的历史数据、地质勘探结果和现场监测数据进行分析和评估。
预警信息应及时准确地传递给应急响应团队，以便其能够迅速采取相应措施。
三、应急响应组织架构在管涌应急预案中，应急响应组织架构是关键的一部分。
该架构应明确责任分工和工作流程，确保快速、有序、高效地开展应急工作。
此外，应急响应组织需包括各相关部门和专家的紧密合作，以便能够综合利用各方资源和智慧。
四、应急处置措施应急处置措施是管涌应急预案的核心内容之一。
这些措施应该包括管涌现场的安全疏散、应急材料的准备与调配、紧急修复工作的组织和实施等方面。
此外，应急预案还应明确各种应急措施的操作步骤、技术要求和安全措施，以确保应急工作的顺利进行。
五、社会宣传与教育社会宣传与教育是预防和应对管涌事件的重要手段。
通过宣传教育可以提高公众对管涌事件的认知和应对能力，减少事故发生时的恐慌和不当行为。
同时，还可以增加公众对相关部门工作的信任和支持，形成全社会共同应对管涌事件的合力。
六、应急演练与评估制定完善的管涌应急预案后，应急演练与评估是必不可少的环节。
通过定期组织应急演练，可以检验预案的可行性和有效性，并及时发现和解决潜在问题。
同时，演练结果也可以用于预案的修订和改进，以不断提升应急响应水平。
流土和管涌的概念
流土和管涌的概念
流土和管涌是地质学中的两个重要概念，它们分别指的是地下水流动和气体涌出现象。
下面将详细介绍它们的定义、成因、特征以及对环境和人类的影响。
一、流土：
1.定义：流土为地下水在土层中的流动现象，是水文地质学的一个重要领域。
2.成因：流土的形成与地下水的补给、区域地质构造及渗透性、土层性质等因素密切相关。
3.特征：流土具有需要半年以上时间才会出现的滞后性，其流动速度较慢，一般只有几毫米或几厘米每秒。
4.影响：流土在地下岩土工程和地质灾害等方面具有重要作用，如岩土工程中流土对地下结构稳定性和渗透性的影响，以及洪水灾害中流土对泥石流形成过程的促进作用等。
二、管涌：
1.定义：管涌是地下气体在地层中向上逸出的现象，常与油田、油气井、地热井等相关。
2.成因：管涌常常与沉积物中的有机物质与烃类化合物热分解有关。
3.特征：管涌的出现通常具有突发性和不可预测性，通常以气体喷出或集聚为主。
4.影响：管涌对生态环境和人类活动都会产生严重影响，如地下储层气体的释放会影响空气质量，同时也会影响地下建筑及地质灾害。
总体来说，流土和管涌不仅是地质学中的重要研究领域，对于环境和
人类活动的影响也十分重要，需要在实践中引起足够的重视，加强研
究与管理。
水利常识—管涌、管涌险情判别与抢护
第一节 管涌险情的判别
❖ 一、管涌险情产生的原因
❖ 管涌形成的原因是多方面的。一般来说，堤防基础为典型的二元结构，上 层是相对不透水的粘性土或壤土，下面是粉沙、细沙，再下面是砂砾卵石等强 透水层，并与河水相通(图3-1)。在汛期高水位时，由于强透水层渗透水头损失 很小，堤防背水侧数百米范围内表土层底部仍承受很大的水压力。如果这股水 压力冲破了粘土层，在没有反滤层保护的情况下，粉沙、细沙就会随水流出， 从而发生管涌。
第一节 管涌险情的判别
图3-1管涌险情示意图
第一节 管涌险情的判别
❖ 堤防背水侧的地面粘土层不能抗御水压力而遭到破坏的原因大致为： ❖ 1、防御水位提高，渗水压力增大，堤背水侧地面粘土层厚度不够。 ❖ 2、历史上溃口段内粘土层遭受破坏，复堤后，堤背水侧留有渊潭，渊潭中 粘土层较薄，常有管涌发生。 ❖ 3、历年在堤背水侧取土加培堤防，将粘土层挖薄。 ❖ 4、建闸后渠道挖方及水流冲刷将粘土层减薄。 ❖ 5、在堤背水侧钻孔或勘探爆破孔封闭不实和一些民用井的结构不当，形成 渗流通道。如1995年荆江大堤柳口堤段，距背水侧堤脚数百米的地方因钻孔封 填不实，汛期发生了管涌；1998年汛期，湖北省公安县及江西省的九江市均有 因民用井结构不当而出现险情的。 ❖ 6、由于其他原因将堤背水侧表土层挖薄。
第一节 管涌险情的判别
❖ 二、管涌险情的判别 ❖ 管涌险情的严重程度一般可以从以下几个方面加以判别，即管涌口离堤脚 的距离；涌水浑浊度及带沙情况；管涌口直径；涌水量；洞口扩展情况；涌水 水头等。由于抢险的特殊性，目前都是凭有关人员的经验来判断。具体操作时 ，管涌险情的危害程度可从以下几方面分析判别： ❖ 1、管涌一般发生在背水堤脚附近地面或较远的坑塘洼地。距堤脚越近，其 危害性就越大。一般以距堤脚15倍水位差范围内的管涌最危险，在此范围以外 的次之。 ❖ 2、有的管涌点距堤脚虽远一点，但是，管涌不断发展，即管涌口径不断扩 大，管涌流量不断增大，带出的沙越来越粗，数量不断增大，这也属于重大险 情，需要及时抢护。
什么叫管涌
什么叫管涌？管涌又称潜蚀、流土，是指在汛期高水位情况下，堤内平地发生“流土”和“潜蚀”两种不同含义的险情的统称。
这种险情在湖北一般叫翻砂鼓水，江西叫泡泉。
管涌险情的发展，以流土最为迅速。
它的过程是随着水位上升，涌水挟带出的砂粒增多，涌水量也随着加大，涌水量增大挟带出砂粒也就更多，如将附近堤（闸）基下砂层淘空，就会导致堤（闸）身骤然下挫，甚至酿成决堤的灾害。
当然有由于管涌孔距堤较远，一时尚未演成堤防、闸身的下挫或溃决的；也有由于水位转落，渗水压力减小，险情暂时稳定下来的；还有由于是潜蚀，没有产生堤（闸）身下挫、溃决险情的。
但是，险情是属于流土还是潜蚀，一时难于判明。
而且流土也与地层下面的粉砂、细砂层埋藏的深度、厚度以及其结构的疏密，高水位持续的久暂等因素有关，而这些因素一时也是难以判定的。
所以发生管涌时，不论它是流土，还是潜蚀和距堤远近，均不能掉以轻心，必须迅速予以处理。
一般来说，长江中下游平原冲积地层，上面是粘性土；往下是粉砂、细砂等，砂层间也有粘性土夹层的，再往下则是砂砾及卵石等强透水层，在河床中露头与河水相通。
在汛期高水位时由于渗水流经强透水层压力损失很小，堤内数百米范围内粘土层下面仍承受很大的水压力，如果这股水压力，冲破了粘土层，下面的粉砂、细砂就会随水流出（在没有反滤层保护的情况下），从而发生管涌。
管涌的抢护原则长江中下游地区抢护管涌险情的实践经验证明，处理管涌的原则应以制止涌水带砂，而留有渗水出路。
这样既可使粉砂、细砂不再被破坏，又可以降低附近渗水压力，使险情得以稳定。
值得警惕的是，管涌是堤防溃口的极为明显和常见的原因，但对它的危险性仍有认识不足，措施不当，或麻痹蔬忽，贻误时机的。
如采取大围井而抢筑不及，或围高井倒塌者都曾造成决堤灾害，给国家和人民带来严重损失。
历史的惨痛教训必须牢记。
管涌的抢护方法管涌固然是严重险情，我们只要提高警惕，慎重对等，及时处理，是可以抢护脱险的。
下面介绍1954年以来抢护管涌的有效方法：1.在冒水孔周围，用土袋围成低堰。
处理管涌的主要措施
处理管涌的主要措施管涌是指在石油开采或井钻作业过程中，由于井底超压或者井壁失稳等原因，导致高压油气或地下水突然喷出井口，造成严重事故或环境污染的现象。
管涌是石油工业中一项重要的安全问题，对于处理管涌，必须采取一系列的措施来保障工人的安全和减少事故的发生。
一、预防管涌的措施：1. 确保井身完整性：在石油开采或井钻作业过程中，应严格控制钻井液的密度、性质和循环，确保井身的完整性。
特别是在井下所有可能产生高压油气的区域，应采取适当的方法加固井壁，防止产生井壁失稳。
2. 做好井口防喷设备：在井口设置安全防喷阀和气体检测仪，及时发现和阻止管涌发生。
同时，应配备相应的应急设备，如安全工具箱和逃生绳索，以应对突发情况。
3. 加强人员培训：对于从事石油开采或井钻作业的工作人员，应进行系统的培训，使其掌握相关的技术知识和操作技能，提高应对管涌的能力。
培训内容包括研究各个井下层位的地层情况和油气压力，掌握预警信号的识别和防范措施的执行等。
4. 加强油气井动态监测：通过使用现代化的井下探测设备，实时监测油气井内的压力、温度和流量等参数，并及时提供预警信息，以便及时采取相应的措施。
二、应急处理管涌的措施：1. 及时报警：一旦发现管涌情况，首先应立即通知相关部门，并启动应急响应预案。
同时，应当按照预案指引进行紧急疏散，确保所有工作人员的人身安全。
2. 封堵井口：对于出现管涌的油气井，应采取封堵井口的措施。
常用的封堵方法有设置止喷器、充填淤泥和注水封堵等。
通过这些措施，可以防止高压油气和地下水继续向外喷出，并减少事故的扩散范围。
3. 喷射泡沫剂：在进行封堵井口的同时，可以向井内喷射泡沫剂，降低油气的压力。
泡沫剂具有良好的密封性和阻隔性能，可以有效减少油气喷出的速度和范围。
4. 排除油气：在封堵井口和喷射泡沫剂后，应采取相应的措施排除井内的油气，避免进一步的喷出和事故扩大。
常用的方法有不断加重井口的泥浆重量、采用试压等方法，使油气被封堵在井下。
水文与工程地质专业《3.6土的渗透性-管涌》
Ppt2大家好，刚刚我们看了一段小视频，由于连续降雨，水位上涨而产生了管涌和渗水，需要紧急转移居民。
Ppt3上一节课，我们给大家介绍了流砂，流砂就是当渗流方向自下而上且渗透力大于或等于土的有效重力时，土粒间压力为零，土颗粒群处于悬浮状态随水流动的现象。
Ppt4在介绍流砂前也给大家提到了几个案例，其中一个案例就是美国的Teton坝，Ppt5从发现流混水到坝开始破坏约经5h。
Ppt6专家们认为，由于岸坡坝段齿槽边坡较陡，岩体刚度较大，心墙土体在齿槽内形成支撑拱，拱下土体的自重应力减小。
有限元分析说明，由于拱作用，槽内土体应力仅为土柱压力的60%。
在土拱的下部，贴近槽底有一层较松的土层。
因此，当库水由岩石裂缝流至齿槽时，高压水就会对齿槽土体产生劈裂而通向齿槽下游岩石裂隙，造成土体管涌或直接对槽底松土产生管涌。
那什么是管涌了？今天就给大家介绍管涌的形成原理、发生条件和防治措施。
Ppt7〔1〕概念：在渗透水流作用下，土中的颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动,最终在土体内形成贯穿的渗流管道，称为管涌。
Ppt8如下图，由于上游与下游水头差不一样〔左图〕，同时地基防水效果不好，当土层由不均匀的土颗粒组成时，小的土颗粒会在渗透水流的作用下，沿着大颗粒之间的空隙移动〔右图〕。
所以管涌发生的土层一般是砂砾石〔颗粒大小差异较大，往往缺少某种粒径。
孔隙直径大且相互连通。
〕发生部位是土体或渗流逸、流土，是指在汛期高水位情况下，堤防背水侧发生“流土〞和“潜蚀〞两种不同含义的险情的统称。
管涌险情的开展，以流土最为迅速。
它的过程是随着水位上升，涌水携带出的砂粒增多，涌水量也随着加大，涌水量增大挟带出砂粒也就更多。
Ppt10〔2〕形成原因管涌形成的原因是多方面的。
首先要具备两个条件：①几何条件：土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径②水力条件：渗流力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动是发生管涌的水力条件，可用管涌的水力梯度来表示Ppt11一般来说，堤防根底为典型的二元结构，上层是相对不透水的粘性土或土壤，下面是粉砂、细砂，再下面是砂砾卵石等强透水层，并与河水相通。
堵塞管涌的物理知识
堵塞管涌是指在油井或气井中，由于井口压力低于地层压力，导致地层流体（油、气、水等）通过井筒进入井口的现象。
堵塞管涌可能会导致井口喷涌、井口失控甚至井喷事故，因此需要采取措施来堵塞管涌。
堵塞管涌的物理知识主要包括以下几个方面：
1. 压力差：堵塞管涌的前提是井口压力低于地层压力，这种压力差是导致地层流体进入井口的主要原因。
2. 流体力学：流体力学是研究流体运动和力学性质的学科，对于堵塞管涌来说，需要了解流体在井筒中的流动规律、流速、流量等参数，以便采取相应的措施。
3. 流体密度：地层流体的密度是影响堵塞管涌的重要因素之一。
地层流体的密度高于井口流体的密度时，会产生向上的浮力，导致地层流体进入井口。
4. 流体黏度：流体黏度是指流体的内摩擦阻力，黏度越大，流体在井筒中的流动速度越慢，堵塞管涌的可能性也就越大。
5. 井筒尺寸和形状：井筒的尺寸和形状对于堵塞管涌的影响也很大。
井筒越小，流体流动的阻力越大，堵塞管涌的可能性也就越大。
6. 堵塞物质的选择：堵塞管涌时需要选择合适的堵塞物质，常用的堵塞物质包括钻井液、水泥浆、堵塞剂等。
这些物质具有一定的黏度和密度，可以有效地堵塞井口，阻止地层流体进入。
以上是堵塞管涌的一些物理知识，了解这些知识可以帮助人们更好地理解和应对堵塞管涌的问题。
当然，堵塞管涌是一个复杂的问题，还需要结合实际情况和工程经验来进行分析和解决。
堵塞管涌所用到的两个物理知识
堵塞管涌所用到的两个物理知识
堵塞管涌所用到的两个物理知识可以是：
1. 流体力学：了解流体在管道中的流动原理和流体力学方程可以帮助理解管涌产生的原因和解决办法。
例如，通过掌握伯努利方程和连续方程，可以分析液体在管道中的压力变化和流速变化，从而指导堵塞管涌的处理方法。
2. 压力：理解压力的概念和变化原理对于堵塞管涌的解决具有重要意义。
例如，掌握液体或气体的压力传递原理可以帮助判断堵塞管涌的位置和程度，以及如何通过增加或减小压力来消除堵塞。
当然，堵塞管涌的解决方法还涉及其他物理知识，如热力学、热传递等，这些知识对于理解管涌产生的原因和有效处理堵塞问题也具有重要作用。
防止管涌的措施
防止管涌的措施管涌（blowout）是指在油井开采作业中，由于地下油、气压力超过井口压力而导致油、气喷出地面的现象。
管涌不仅会造成严重的人员伤亡和财产损失，还会对环境造成污染和安全隐患。
为了防止管涌的发生，采取一系列的措施十分必要。
本文将介绍一些常见的防止管涌的措施。
1. 完善井设计和施工工艺在井设计和施工工艺中，采取合适的措施能够有效地预防管涌的发生。
首先，要根据地质情况和压力预测，合理确定井筒尺寸和井眼轨迹，避免过大或过小的井眼造成压力过高或过低。
其次，要合理选择井下套管和固井材料，确保井眼固定和封堵，防止井口和井筒发生溢流。
最后，在施工过程中，要加强井眼防漏管理，监测井下压力，及时采取防控措施，避免压力超过承受范围。
2. 使用可控钻井技术可控钻井技术是预防管涌的重要手段之一。
可控钻井技术通过调整钻井液密度和循环速度，控制井下压力，防止井眼冲击和溢流。
钻井液密度是调节井下压力的重要参数，应根据地下油、气压力情况合理选择。
钻井液循环速度要适度，过快容易造成井壁破坏，过慢则可能导致井眼堵塞。
通过合理控制钻井液参数，可达到稳定井眼压力、预防管涌的效果。
3. 建立健全的监测系统建立健全的监测系统是防止管涌的重要手段。
监测系统可以监测井下压力、流量、温度等参数变化，及时发现异常情况并采取措施。
监测系统可通过传感器、仪表等设备实现。
其中，井下压力采集装置是关键设备之一，可通过测量井下压力来判断是否存在管涌风险。
另外，监测系统还应建立报警机制，一旦出现危险情况，及时发出警报，通知工作人员采取紧急避险措施。
4. 做好员工培训和安全意识教育员工培训和安全意识教育是预防管涌的重要环节。
员工需要具备相关的技能和知识，才能正确操作设备和采取应急措施。
针对与井涌灾害相关的风险和事故案例，进行现场模拟和案例分析，提高员工的警惕性和应变能力。
另外，加强对作业规程和安全操作规范的培训，确保员工遵守规定，减少操作不当引起的事故风险。
管涌抢护方法
管涌抢护方法管涌是指在油、气井中，由于井口压力下降或井底压力上升，导致井内流体突然向井口喷出的现象。
管涌不仅会造成生产损失，还可能引起严重的安全事故。
因此，在油气生产过程中，必须采取有效的管涌抢护措施。
本文将详细介绍几种常见的管涌抢护方法。
一、降低井底压力降低井底压力是避免管涌的最有效方法之一。
具体操作如下：1. 通过注水或注气等方式增加井底压力。
2. 通过调整生产参数，如调整注入量、调整泵功率、调整开关阀门等，减少井口流量，从而降低井底压力。
3. 在发现可能出现管涌情况时及时停止生产，并采取相应措施降低井底压力。
二、加强监测加强监测是及时发现管涌并采取措施的前提条件。
具体操作如下：1. 安装合适的监测设备，如流量计、压力计、温度计等，监测井口流量、井底压力等参数。
2. 对监测数据进行实时分析和处理，及时发现异常情况。
3. 在发现可能出现管涌情况时及时采取措施，如停止生产、降低井底压力等。
三、采取物理隔离措施采取物理隔离措施是有效避免管涌的方法之一。
具体操作如下：1. 安装阀门或其他物理隔离设备，在发现可能出现管涌情况时及时关闭阀门或其他设备，切断井口与井底的联系，避免流体向上喷出。
2. 在油气生产过程中，应尽量减少钻井泥浆、水泥浆等固体颗粒进入油气层中，以避免堵塞油气层孔隙导致管涌。
四、采取化学抢护措施化学抢护是利用化学药剂改变油气层渗透性和黏度等特性，从而达到控制和消除管涌的目的。
具体操作如下：1. 选用适当的化学药剂，并按照规定的配比加入井口。
2. 通过化学药剂的作用，改变油气层渗透性和黏度等特性，降低井底压力，达到控制和消除管涌的目的。
3. 化学抢护需要在专业人员指导下进行，且要注意药剂的选择、配比和加入量等问题。
五、采取物理封堵措施物理封堵是利用各种材料对井口进行封堵，从而达到控制和消除管涌的目的。
具体操作如下：1. 选用适当的物理封堵材料，如水泥、钢丝绳等，并按照规定的方法进行封堵。
管涌的常规处置方法
管涌的常规处置方法一管涌的成因管涌的原因是在外河高洪水位或水库高水位的水头作用下，堤坝内的细颗粒被堤坝体内流水带至出口流失，随着流失土粒逐渐增多，流速增大，较粗颗粒也逐渐流失，便会贯穿成连续通道形成管涌。
多是由于对渗透和冒沙发现迟，或者是错误的抢险方法，延误时间，没有及时制止土颗粒被带出。
二管涌的危害管涌有的发生在堤身、堤脚，也有离堤内脚几十米或上百米的垸内，所以，当堤坝的险情达到管涌阶段，抢护的速度就是关键。
若不能及时处置，基础细沙层淘空后，将会导致坝身骤然下挫。
三如何发现管涌在防汛巡查时，要特别注意堤背水坡和堤脚是否出现浑水沙眼。
因为管涌前兆是出浑水，故应特别注意冒浑水沙眼。
翻沙鼓水和管涌现象都是鼓水涌沙，一般也将翻沙鼓水称为管涌，但鼓水翻沙尚未破坏堤身结构，管涌则是已带出堤身颗粒，形成过水通道，成为溃垸性险情，处理尤为急迫。
四管涌的处置（一）单点管涌处理单点管涌一般采用围井法处理，具体为：1、围井内径为涌水口直径的10~15倍、高度为涌水高的2 ~3倍。
2、清除围井范围内地面杂物，挖去软泥，周围用土袋分层错缝码砌成围井，围井与地面接触部位要严密不漏水。
3、按照反滤要求，分层抢铺反滤料，每层厚度20~30cm。
如发现填料下沉，继续补充反滤料，直至渗水不挟带泥沙为准。
4、若井内涌水过大，滤料无法填铺时，先用沙袋或粘土带等填塞，待水势削弱后再按反滤要求填筑。
5、在围井井壁的涌水高度处设置排水孔管，以防井内水位过高，冲塌井壁。
6、管涌治理结束后，要安排人员在围井四周加强巡查，一旦发现新的险情，及时上报。
（二）管涌群处理管涌群一般按：坝前‘临水截渗’、坝后‘蓄水反压，反滤料压盖’相结合的原则进行综合治理。
1 坝前‘临水截渗’如能在堤坝上游查明管涌渗流区域或坝前水深不大，则可以采取在迎水面抛填粘土料或铺设土工织物的办法进行坝前临水截渗。
2坝后‘蓄水反压，反滤料压盖’管涌群采用‘蓄水反压，反滤料压盖’相结合的办法进行处置。
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管涌知识简介
——献给正在和即将做深基坑的同事们以作警示
管涌又称潜蚀、流土，是指在汛期高水位情况下，堤防背水侧发生“流土”和“潜蚀”两种不同含义的险情的统称。
这种险情在湖北一般叫翻砂鼓水，江西叫泡泉。
管涌险情的发展以流砂土最为迅速。
它的发生过程是随着水位高差越大，动水压力也越大，涌水挟带出的砂粒和泥土增多，涌水量增加。
如将附近堤（闸）地基下砂层淘空，就会导致堤（闸）身骤然沉降，甚至酿成管涌险情，严重的会造成决堤，形成洪水灾害。
一般来说，长江中下游平原冲积地层，上面是粘性土，往下是粉砂、细砂等。
砂层间也有粘性土夹层的，再往下则是沙砾及卵石等强透水层，在河床中露头与河水相通。
由于渗水流经强透水层的压力损失小，堤内数百米范围内粘土层下面仍可能承受很大的水压力。
如果这股水压力冲破了粘土层，下面的粉砂、细砂就会随水流出，从而发生管涌。
管涌前兆是出浑水，故应特别注意冒浑水沙眼。
管涌补给水来源于外河或库内。
二、抢险原则
管涌抢护的原则是“先抛石筑围消刹水势，再做滤体导水抑沙”，因管涌已快速破坏堤身，因此必须急抛石(块石、混合粗卵石)以杀水
势，速堆反滤体阻土粒出。
三、抢护方法
抢护方法具体为以下几种： 1、混合沙卵石反滤堆。
对严重的管涌先抛砖、渣、块石等填塞，杀住急流和水柱，同时速运混合沙卵石，堆筑反滤体。
堆体的范围为管涌口径的十倍左右，直径几米至十几米，堆体厚度(高度)一般几米，以制住土颗粒大量涌出为宜。
用沙石堆反压治管涌不能像盖瓶口那样一下塞死，施工既要快速，又要逐步进行，抛块石以杀高水势，堆卵石、粗沙以缓流速，压细沙以止土出。
一次堵得过死，往往容易改换出口。
2、月堤蓄水反压。
在堤坝出险外围抢筑月堤，拦蓄涌水，抬高水位，用水反压制止沙出。
实际实施过程往往是筑反滤堆和蓄水反压相结合。
3、临水面截流。
若管涌是堤身孔洞所至，可以在临水坡用防水土工织布复盖，上面再加土袋压盖。
（孙海宪）。