黃河原陽三官廟控導(dǎo)工程出險(xiǎn)原因分析及對(duì)策-建筑論文發(fā)表

摘要： 2010年6月20日，黃河原陽三官廟控導(dǎo)工程38#壩出現(xiàn)險(xiǎn)情，經(jīng)過新鄉(xiāng)黃河河務(wù)局、原陽黃河河務(wù)局、施工單位及當(dāng)?shù)厝罕姷膴^力搶護(hù)，歷時(shí)43天圓滿完成了搶險(xiǎn)任務(wù)，確保了工程及附近村莊的安全，本文分析了工程出險(xiǎn)原因，總結(jié)了這次搶險(xiǎn)的經(jīng)驗(yàn)，為類似工程搶險(xiǎn)提供參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞： 黃河工程  搶險(xiǎn)  三官廟控導(dǎo)工程 
1   工程概況
黃河原陽三官廟控導(dǎo)工程始建于1998年，工程原有丁壩32道，長(zhǎng)3200m，是京廣鐵路至東壩頭游蕩性河段河道整治工程中的重要的節(jié)點(diǎn)工程。該工程上迎黃河右岸九保下延控導(dǎo)工程來溜，向下送溜至韋灘控導(dǎo)工程。
2008年為進(jìn)一步穩(wěn)定河勢(shì)，加強(qiáng)該工程對(duì)上游來水來沙的控導(dǎo)能力，采用散拋石水中進(jìn)占方式續(xù)建了33—42#壩。其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為，壩頂高程超當(dāng)?shù)?000年4000m3/s流量設(shè)計(jì)水平水位lm，高程為86.63m。壩型為直線圓頭丁壩，壩間距100m，壩長(zhǎng)100m，丁連壩夾角30°。丁壩頂寬15m，裹護(hù)段從距壩根點(diǎn)30m處開始裹護(hù)，止于丁壩下跨角，迎水面裹護(hù)長(zhǎng)62.5m，裹護(hù)段坦石頂寬1.0m，坦石外坡1：1.5，內(nèi)坡1：1.3，護(hù)腳底寬最小不小于1.5m；未裹護(hù)段水上邊坡1：2，水下邊坡1：4。散石進(jìn)占體頂寬4m，頂高程超施工水位0.5m，為83.32m(黃海)，外邊坡1：1，內(nèi)邊坡1：0.75。裹護(hù)段迎水面最后20m直線段至下跨部135°范圍內(nèi)沿散拋石進(jìn)占體1：1的坡度拋鉛絲籠固根，其頂部與占體頂平，寬度為2m。為保證工程安全和搶險(xiǎn)加固需要，每道壩補(bǔ)充備防石500m3。
2   河勢(shì)情況
2009年2月初修建33～37#壩時(shí)，大河主流位于后來40～42#壩設(shè)計(jì)位置，33～40壩均處于邊溜中。2009年3月份，工程修建至37#丁壩時(shí)，因黃河下下游供水抗旱的緊急調(diào)水，對(duì)該段河勢(shì)影響較大，調(diào)水過后河勢(shì)發(fā)生顯著變化，主流在工程對(duì)岸坐彎后變成橫河直接頂沖37#壩，主流在工程處上提200m，河道主流線與工程連壩軸線夾角接近90°。2009年12月底38#壩主體工程修建完成時(shí)，由于大河處于枯水期，河面變窄38#壩靠邊溜。2010年6月20日河勢(shì)情況為：38壩大溜頂沖，37壩靠邊溜，河面寬為500m。當(dāng)日花園口流量為：1670m3/s，工程水位高程：82.13m。
3  出險(xiǎn)情況
2010年6月17日，黃河小浪底防洪預(yù)泄后，三官廟工程38#壩開始大溜頂沖。6月20日6時(shí)，38#壩圓頭因受大溜淘刷，出現(xiàn)根石坍塌險(xiǎn)情，出險(xiǎn)位置38#壩圓頭頂點(diǎn)至下跨角，長(zhǎng)度21m，缺石斷面積24.3m2，項(xiàng)目部查險(xiǎn)隊(duì)員立即按照預(yù)警機(jī)制逐級(jí)匯報(bào)，接到險(xiǎn)情匯報(bào)后，項(xiàng)目部迅速派出技術(shù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查勘，同時(shí)按照度汛預(yù)案組織人員進(jìn)行搶護(hù)，并加強(qiáng)對(duì)工程的觀測(cè)。至8月1日18時(shí)，38壩共搶險(xiǎn)11次，據(jù)勘測(cè)，38壩圓頭根石走失長(zhǎng)26m，平均深度13.5m，平均寬度3.1m；背河土胎坍塌長(zhǎng)度81m，平均深度7.5m，平均寬度7.1m。
4    出險(xiǎn)原因
4.1   工程在建
三官廟控導(dǎo)為在建工程，工程尚未修建完成，設(shè)計(jì)10道丁壩僅完成了6道，導(dǎo)致工程整體防洪效果難以發(fā)揮。自2009年12月底38壩修建完成后一直靠溜，長(zhǎng)時(shí)間的邊溜沖刷，已使壩頭根石不穩(wěn)，又經(jīng)調(diào)水調(diào)沙大流量、高含沙量的水流高強(qiáng)度沖刷，根石走失、坦石下蟄，形成險(xiǎn)情。
4.2  河床地質(zhì)條件影響
經(jīng)設(shè)計(jì)單位地質(zhì)勘探，工程河床地質(zhì)屬黃河近現(xiàn)代沖積地貌，淤積層呈現(xiàn)淤河層沙結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)地質(zhì)條件對(duì)水流的沖刷能力不同，淤（粘）土層抗沖刷能力強(qiáng)，而沙（壤）土層沖刷能力弱，因此同一部位河床，沙（壤）土層部分被沖刷掉，而此時(shí)可能懸空的淤（粘）土層仍起著穩(wěn)定壩體的作用，當(dāng)達(dá)到極限淤（粘）土層失去穩(wěn)定作用，造成壩岸基礎(chǔ)突然坍塌，形成壩岸墩蜇等險(xiǎn)情。
4.3  調(diào)水調(diào)沙前后河水流量變化大
2010年調(diào)水調(diào)沙自6月19日開始，至7月7日結(jié)束，期間工程上游花園口斷面，最大流量達(dá)到6000m3/s，最小流量1670m3/s，較大的流量變化，形成高落差的水位，造成靠水邊坡的穩(wěn)定性下降，導(dǎo)致出現(xiàn)壩坡大體積坍塌。
5   搶險(xiǎn)措施及過程
三官廟續(xù)建控導(dǎo)工程險(xiǎn)情發(fā)生后，項(xiàng)目部度汛領(lǐng)導(dǎo)小組立即按照預(yù)先制定的度汛預(yù)案有條不紊的運(yùn)行起來，同時(shí)在新鄉(xiāng)市河務(wù)局、原陽縣河務(wù)局派駐相關(guān)技術(shù)人員指導(dǎo)下，項(xiàng)目部按照“邊搶護(hù)、邊報(bào)告”的原則，組織當(dāng)?shù)貞?yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)員50余人，1艘搶險(xiǎn)船、2部自卸汽車、2部裝載機(jī)、1部挖掘機(jī)進(jìn)行搶險(xiǎn)。根據(jù)出險(xiǎn)及河勢(shì)情況，制定了“圓頭拋散石固根挑溜、背河拋枕防淘恢復(fù)壩身”的搶護(hù)方案，同時(shí)按照先重后輕、先上后下的原則，對(duì)出險(xiǎn)部位進(jìn)行緊急搶護(hù)。對(duì)圓頭至下跨角根石走失的部位，由于初期險(xiǎn)情發(fā)展較為迅速，采用裝載機(jī)配合自卸汽車大量拋散石固根挑溜，再拋鉛絲籠固根還坡，未拋投到位的人工排撿到位。對(duì)坍塌墩蜇嚴(yán)重的38#壩背河土坡，在坍塌起始部位?？繐岆U(xiǎn)船挑溜后，開始自上而下對(duì)土體坍塌處拋柳石枕固根，枕體與土胎空擋處，下拋柳料層上壓散石層層結(jié)合，防止回流淘刷土體，最后拋亂石還坡。至7月5日23:10分，險(xiǎn)情得到有效控制， 38#壩圓頭根石臺(tái)、散石坡基本得到恢復(fù)，背河土胎準(zhǔn)備汛期搶險(xiǎn)汛期結(jié)束后恢復(fù)，搶險(xiǎn)宣告取得階段性勝利。7月7日小浪底調(diào)水調(diào)沙結(jié)束后，至7月27日大河來水流量一直維持在1000m3/s上下，壩岸未發(fā)生較大險(xiǎn)情。7月28日10:30分，黃河中游來水，花園口流量達(dá)到2600m3/s，該流量持續(xù)6天，38#丁壩背河面和連壩壩頭有土方坍塌現(xiàn)象，搶險(xiǎn)人員迅速對(duì)坍塌部位采取下拋柳石枕固根，上壓鉛絲籠或土袋籠，在拋亂石或土袋還坡的搶護(hù)方案，很快險(xiǎn)情得到控制。自6月20日險(xiǎn)情開始之日起至8月1日全部搶險(xiǎn)結(jié)束，經(jīng)過搶險(xiǎn)指戰(zhàn)員43天的堅(jiān)守，工程順利度險(xiǎn)。
6   工料投入
經(jīng)過各方艱苦奮戰(zhàn)，到8月1日工程順利度險(xiǎn)，共完成散拋亂石790m3，捆拋柳石枕855.65m3，柳料110500kg，木樁50根，鉛絲籠150片，土工袋280條，麻繩870kg，完成人工工日514個(gè)，投資29.86萬元。
7    采取的措施
7.1  各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視
搶護(hù)期間河南省河務(wù)局局、新鄉(xiāng)市河務(wù)局、原陽縣河務(wù)局、新鄉(xiāng)市政府、原陽縣政府等領(lǐng)導(dǎo)親臨搶險(xiǎn)一線指導(dǎo)，提高了搶險(xiǎn)技術(shù)平，同時(shí)也鼓舞了士氣。
7.2  充分的料物準(zhǔn)備
汛期來臨前，項(xiàng)目部就與附近村委協(xié)商度汛期間為我方提供50萬kg柳秸料，與原陽縣河務(wù)局協(xié)商使用三官廟養(yǎng)護(hù)班庫存麻繩、木樁等搶險(xiǎn)物資。另在33-38#壩壩面上預(yù)備搶險(xiǎn)石料3000m3，這些充分的物資為38#壩突發(fā)險(xiǎn)情的搶護(hù)奠定了成功的基礎(chǔ)。
7.3  組織措施得當(dāng)
工程項(xiàng)目部在汛期來臨前，成立了以項(xiàng)目經(jīng)理為首的度汛領(lǐng)導(dǎo)小組，編制了一套切實(shí)可行的度汛預(yù)案，對(duì)于重點(diǎn)險(xiǎn)段，領(lǐng)導(dǎo)分工明確，責(zé)任到人。同時(shí)積極與當(dāng)?shù)卣?lián)系互通交通、天氣等方面信息，并得到了當(dāng)?shù)卣拇罅χС帧?br />7.4 整修施工路面，確保搶險(xiǎn)道路暢通
搶險(xiǎn)期間度汛領(lǐng)導(dǎo)小組接到當(dāng)?shù)卣ㄖ航谛锣l(xiāng)地區(qū)有中到大雨，項(xiàng)目部預(yù)測(cè)工程搶險(xiǎn)期間連壩路面必然泥濘難行，影響搶險(xiǎn)工作的順利開展，當(dāng)即決定修整工程33-38#聯(lián)壩路面，確保了搶險(xiǎn)道路暢通。
8  幾點(diǎn)建議
（1）新修控導(dǎo)工程汛期來臨前必須做好工程防護(hù)，把被動(dòng)搶險(xiǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)避險(xiǎn)。三官廟續(xù)建工程為在建工程，修至38#時(shí)由于工程發(fā)生變更處于停滯狀態(tài)，汛期來臨前施工單位雖然做好搶險(xiǎn)準(zhǔn)備，但是沒有考慮到事先防護(hù)，導(dǎo)致工程險(xiǎn)情發(fā)展迅速。
（2）搶險(xiǎn)期間應(yīng)抓好安全工作。搶險(xiǎn)時(shí)由于人員多、車輛多、物資轉(zhuǎn)運(yùn)頻繁，尤其是夜間搶險(xiǎn)，必須安排2-3名指揮人員在主要搶險(xiǎn)路口、卸料場(chǎng)指揮；另外食品安全、用電安全也必須安排人員專管專辦，最大程度上確保搶險(xiǎn)人員在搶險(xiǎn)過程中的安全。
（3）繼續(xù)對(duì)三官廟控導(dǎo)工程進(jìn)行上延
為確保工程安全及灘區(qū)群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，防止上首潰壩順堤行洪，造成更大的河勢(shì)變化，影響防洪安全，急需對(duì)三官廟控導(dǎo)工程進(jìn)行上延，徹底改變?cè)摵佣魏觿?shì)，使河勢(shì)順暢，消除洪水對(duì)下游灘區(qū)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的威脅。
（4）加快新技術(shù)、新材料的研究及推廣應(yīng)用
目前黃河搶險(xiǎn)一般使用傳統(tǒng)的搶險(xiǎn)方法、料物，在險(xiǎn)情緊急需要大量的料物的時(shí)候往往不能及時(shí)到位，延誤搶險(xiǎn)最佳時(shí)間。建議新修工程或防汛搶險(xiǎn)時(shí)，多研究、推廣和使用新材料、新技術(shù)、新方法的筑壩方式，比如土工模袋、土工網(wǎng)籠、砼插板樁、土工格柵堆石進(jìn)占等。以保證快速有效地處理各種險(xiǎn)情。