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    1. 技術交流
      技術交流
      抗洪搶險新工法在黃河搶險和渭河截流工程上的成功運用
      點擊次數:8205次    發布時間:2015-08-26

      劉武

      本人擔任陜西省防汛機動搶險專業隊總工程師,多年來,多次參加了黃河、渭河、渭河南山支流及有關水庫的抗洪搶險。在傳統的抗洪搶險技術基礎上,經過反復的搶險工作和探索總結,提出了搶險新的工法,且在2011年渭河咸陽正陽河段橫穿河底大型供熱管道工程河道截流圍堰修筑合龍及2012年黃河小北干流大荔雨林壩堤搶險工程上得到了運用,收效甚好,獲得了工程建設單位和水利系統專家的充分肯定。

      1、工程概況

      1.1黃河大荔雨林搶險工程:2012年9月上旬,受黃河上游持續強降雨的影響,黃河小北干流河水不斷上漲,引發黃河大荔雨林防洪連堤路(5+600處)被湍急的水流頂沖淘刷,有260米多米長的路堤因根石大量走失而出現大面積坍塌,原有20米寬的堤頂,坍塌后部分堤頂寬度不足2米,隨時有決口的危險,情況十分危急。我們搶險專業隊接省防總命令,快速出動,積極參加了本次抗洪搶險,排除了險情,確保了工程穩定。2012年9月13日《西安晚報》、2012年9月19日《陜西日報》、2012年9月19日渭南市人民政府網等多家新聞媒體相繼予以報道。

      1.2陜西渭河發電廠有限公司4×300MW機組供熱改造項目:穿越渭河,鋪設兩道供熱管道,管徑1220mm,河床段采用直埋敷設。工程施工的最大難點及重點為主河槽的導流、上下游攔河圍堰修筑及施工降水排水。陜西水利水電工程集團有限公司暨陜西省防汛機動搶險專業隊承擔了該項工程的施工任務?购閾岆U新工法在該項工程的導流圍堰修筑和上下游攔河圍堰修筑中起了十分重要的作用。

      2、抗洪搶險新工法及其主要特征

      2.1低壩搶險:是對堤防或河道壩垛的高度作適當降低或通過修筑坡道進行單側局部降低,以降至河道水面以上2-3m為宜。其作用主要是為推運拋投料物直達險情部位,確保料物與堤壩根腳的緊密靠實。

      2.2挑流減速:有兩種基本情況,一種是對壩腳或堤腳防沖護根時,拋石可按水下間隔堆石法,形成坡腳處水下的一些水石堆,當水流沖刷時,遇小石堆可使水充的流態發生變化,減小水流沖刷力,同時可提高搶險速度,這相當于在水下修筑了一些小磨盤壩垛。待壩堤腳坍塌明顯減慢或不坍塌時,再補充水下石堆之間的空檔,使拋石體連續,并逐漸加高。另一種是針對堤壩決口堵口圍堰的修筑,在對決口處兩側裹頭后,圍堰不能沿原堤線的中心線直修,應從決口處河道來水的上游側,避開決口底部的沖刷坑,以與原堤線成約30°夾角修筑圍堰上游側堰身,以起挑流作用,減小洪水對口門的沖刷。

      3、抗洪搶險新工法適用范圍。以重大險情為主,包括堤坡坍塌2/3以上 ,大溜頂沖,堤防決口、河道工程坦石墩蟄入水、堤腳淘刷坍塌大于1/3,根石與壩基土同時消失等。

      4、抗洪搶險新工法的運用

      4.1在堤身坍塌搶險工程上的運用

      4.1.1當堤身坍塌達堤寬的1/3以上時,險情為較大險情向重大險情發展,搶險十分危急,稍有差錯,極易導致堤防決口,甚則全河奪流,這時的臨河堤腳將發生淘刷成為倒岸(坡腳凹陷堤坡)。在工藝方法上,要避免拋投石料不能有效護根,給水流造成石料與堤坡腳之間的通道,且通道內斷面小,回流速度大,淘刷進一步加劇,應進行削坡減載,開挖臨時斜坡,使自卸汽車能通過坡道卸料至半坡處,再使用推土機推料到坡腳。如果不開設臨時斜坡,而在堤頂推拋投物料,很難奏效,搶險實踐中已反復得到了驗證。

      如遇坍塌堤長較長,可同時開設幾條斜坡道,分別在幾個部位搶護。

      護根拋石,可從一處開始,沿坡腳順次連續拋護,若遇緊急情況,可將拋石從水下坡腳處形成若干堆石體,相當于水下小壩垛,抵抗水流淘刷,同時可改變水的流向,減緩坍塌速度。當坍塌明顯減緩或停止后,再補充拋石堆的空襠,使之護根體連續,并進而加高護坡。

      4.1.2值得注意的兩個問題:

      (1)正確認識堤壩坡腳沖刷淘刷規律。因土質堤壩均為壓實體,具有一定的抗剪強度,土坡喪失穩定,是一部分土體相對于另一部分土體向下和向外發生滑動而造成土體破壞。堤壩臨水坡水下部分受河水浸泡變軟,使土的型態由可塑狀態向流動狀態轉化,加之有洪水的沖刷或淘刷,水下部分一定高度的坡腳處因土體走失而形成懸空。不斷的浸泡與沖刷,懸空空間越來越大,以至造成部分坡面失穩而坍塌。這樣的反復過程,則發生反復的坍塌。

      (2)應掌握堤壩坡腳坍塌后,懸空部分的空間內,搶險物料不能與壩體靠近靠緊的特點,應設法創造條件,避免搶險物料與壩體之間形成流水通道,影響搶險效果。糾正的辦法是在堤壩臨河側降低一定寬度的堤壩高度,降堤后的頂面寬度約5m左右,高度降至水面以上1.5~2m,開辟斜坡道,坡寬約6m,運料直達險點部位,拋投物料與堤壩體靠緊靠實。同時,應由專人觀察堤坡的變形情況,確保搶險的人員和設備安全。

      4.2在截流堵口工程上的運用

      4.2.1裹頭:人機結合,以機械為主,加快速度,控制口門擴大。使用推土機將口門兩側堤頭推成1:4的斜坡,有利機械運輸、卸料和推送物料入水至坡根。裹頭局部邊角部位可采用人工拋石、拋投土袋、彩條布或土工布壓護,防止洪水對口門局部的沖刷。

      4.2.2堵口壩基線選擇:應按水深確定堵口壩高度,規劃堵口壩邊坡坡比,一般按1:1~1:3估算,使得堵口壩背水側底部處于跌塘的坎上,并應有3m左右的富余寬度。打樁插桿標記堵口  壩起點位置及填筑方向。

      4.2.3填筑:堵口壩的上游段按挑流壩填筑,至口門2/3寬度處,下游段自口門下游側堤頭臨水側外拱修筑,上下段合龍前預留龍口,寬度約5m左右。上下兩段壩長的填筑,均可采用小斷面水中進占,當水中進占長度達5m以上時,壩下游側便形成緩流回流或落淤區,隨之進行填土培厚,支戧小斷面穩定。小斷面水中進占應保持與壩后填土斷面有一定的長度提前量,一般約3m左右,具體提前量視水流及小斷面穩定性而確定。小斷面填筑高度一段應高出水面1~1.5m,待合龍閉氣后再對堵口壩整體加高。

      4.2.4合龍:上下游兩段壩體合龍,應準備足夠的硬料及土料,組合好2~4臺推土機、2~4臺挖掘機、2~4臺裝載機、10~20輛自卸汽車。龍口兩側分別由裝載機或挖掘機裝料,自卸汽車拉運物料,推土機推送物料入水,一鼓作氣,填筑龍口,使之兩段壩段接合。

      4.2.5閉氣:合龍后,堵口壩會發生嚴重漏水,應立即進行阻水斷流措施。阻水斷流的方法過去有臨河月堤閉氣、邊壩合龍閉氣、養水盆法閉氣、門簾埽法閉氣等。我們在搶險實踐中的實際做法,是使用粘土結合建筑垃圾、土工布或彩條布阻水斷流。在壩的臨河側填堵粘土一層,厚度1m以上,然后在粘土面鋪土工布或彩條布,布的上部應埋壓壩頂,寬度3m左右,覆土厚度約1m,布的下部沉于河底,使之能在河底鋪寬3m以上。鋪布應自上游向下游壓茬,壓茬寬度60cm以上,布面壓土袋或塊石。然后,在布外再填筑粘土一層,厚度1~2m。閉氣是緊張而有序,十分認真的環節,應確保閉氣效果。

      4.2.6加培:閉氣后,應對壩體進行加高培厚,使壩頂高出水面3m。加培可從臨河與背河兩側同時進行。

      4.2.7觀察巡查:堵口壩修筑完成后,應由專人堅持觀察巡查,防止漏水和壩體下沉,及時采取加固措施。

      5、實際運用應注意事項

      5.1搶險是一種快速施工法。必須突出搶早、搶小、搶險速度快、符合施工技術要求。應遵循搶險施工流程,加快搶險工作準備,本著工作環節不能少,工作節奏應加快的要求,穩扎穩打,保證搶險效率和成功率。

      5.2搶險是以保證工程安全為主的臨時性應急工程。必要時,可對已被沖毀或損壞的堤防或河道工程,進行局部整理,包括為機械搶險創造條件的堤頂降低拓寬,保證機械行走安全和運料到抗沖部位,同時可使壩身減載,減緩坍塌速度。

      5.3發揮機械組合作用,提高搶險速率。加快搶險,機械組合起至關重要的作用。包括合理使用大中型推土機、挖掘機、自卸汽車等主要機械設備。

      5.4快速外運硬料到場。所謂硬料是搶險工作的習慣說法,是指用于河道工程的塊石、片石、建筑垃圾塊體等抗沖材料。使用硬料,可用備防石,僅用備防石常常遠不夠用,需組織自卸汽車源源不斷的外運。

      5.5搶險成敗的關鍵,取決于搶險機械的組合、硬料拉運和現場技術指揮各核心要素。截流圍堰封堵合龍,應選擇在洪水降落過程到下次洪水到來之前進行。

      結束語:抗洪搶險,立足于早搶、快搶、穩搶,盡可能地減小洪災損失,保障人民群眾的生命財產安全。只要我們正確認識河勢、掌握洪水對工程危害的特征規律,采用相應的工程措施,改變水流條件,調整水流方向、變急流為緩流、變動水為相對靜水的作業方法,就一定能使抗洪搶險取得事半功倍的良好效果。

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