宁海控导工程出险原因分析及对策

宁海控导工程出险原因分析及对策卢振峰王秀芳成炳良马龙（垦利黄河河务局，东营，257500，0546-2884121）[文摘]2005年8月27日，宁海控导工程老1#-新3#坝相继出现险情，经过省局第七机动抢险队以及基干班的奋力抢护，确保了工程的安全，本文分析了工程出险原因，总结了这次抢险的经验，提出了预防措施和对策。[关键词]宁海控导工程抢险分析对策1工程基本情况宁海控导工程，上距宋庄控导工程4km（滩地桩号126+836-127+750），工程长度1190m，护砌长度1050m，现有坝岸13段，其中垛12段，岸1段，均为乱石结构。该工程始建于1957年，当年修建柳石堆4段，1985年上接了3段坝，1994年上延了1段坝。由于上首滩岸继续坍塌，1999年又上延接长2段坝，2002年在工程上首新建了3个坝垛。2工程出险情况2005年8月27日10时，宁海控导工程新1#坝因受回溜长时间冲刷，出现根石严重走失险情，出险长度18.5m，缺石断面积10.47m2，查险队员立即向垦利县局报告，接到险情报告后，垦利县局及时派出技术人员到达现场进行查勘，并迅速组织黄河抢险队进行抢护，并加强对工程的观测。至9月1日9时，新2#、新3#、老1#、老1#-新1#坝垱、新1#-新2#连坝均出现了不同的险情，据勘测，新2#坝根石走失长18m，平均深度3.5m；新3#坝根石走失长11m，平均深度3.7m；老1#-新1#坝垱出现墩蜇长30m，平均深度6.2m；新1#-新2#坝连坝坍塌长20m，平均深度6m；老3#坝根石走失长43m，平均深4.9m；坝垱坍塌处已塌至连坝坝肩，连坝路行道林树株已坠入河中。3出险原因分析3.1出险原因3.1.1坝岸工程薄弱，根基浅。本次出险坝垛修建时间为1957年、1985年，均为柳石堆改建的乱石坝，工程标准低，断面单薄，修建时根石基础浅，达不到冲刷坑深度，由于坝岸长时间受主溜冲刷，当冲刷坑达到一定尺度时，附近悬石或根石补充到冲刷体内，造成坝岸根石走失、坦石坍塌等险情。3.1.2河床地质条件影响。工程河床地质属黄河近现代冲积地貌，淤积层呈现淤河层沙结构，该结构地质条件对水流的冲刷能力不同，淤（粘）土层抗冲刷能力强，而沙（壤）土层冲刷能力弱，因此同一部位河床，沙（壤）土层部分被冲刷掉，而此时可能悬空的淤（粘）土层仍起着稳定坝体的作用，当达到极限淤（粘）土层失去稳定作用，造成坝岸基础突然坍塌，形成坝岸墩蜇等险情。3.1.3工程布局不合理，个别坝突出。宁海控导工程老1#坝修建于1957年，该坝突出河中，中小水一直靠主溜，2005年调水调沙结束后河道一直保持小水状态，老1#坝上游老1#-新1#、新1#-新2#、新2#-新3#坝垱形成大回溜淘刷坝垱，造成坝岸根石走失及坦石下蜇。3.1.4调水调沙前后河水含沙量变化大，形成小流量低含沙量水流冲刷河床。2005年调水调沙自6月15日开始，至7月5日结束，期间利津断面，最大流量3090m3/s，最小流量1160m3/s，最大含沙量23.2kg/m3，最小含沙量9.64kg/m3，平均含沙量15.3kg/m3。调水调沙后7月21日至8月27日工程出险，利津站最大流量1260m3/s，最小流量493m3/s，最大含沙量8.9kg/m3，最小含沙量1.4kg/m3，平均含沙量3.6kg/m3。调水调沙后河水含沙量骤然变化，从15.3kg/m3降为3.6kg/m3，而且长时间保持低含沙量运行状态，形成小流量，低河量河水冲刷河床，造成工程坝岸出现根石走失及坦石墩蜇等险情。3.2出险特点3.2.1出险坝段多。在4天时间内，1处工程4段坝和2处连坝相继出险，出险坝岸多，且险情类别相似。3.2.2险情严重，老1#坝、新1#-新3#坝接连出现根石严重走失险情，尤其2处坝垱发生坝身墩蜇及坝坡坍塌险情，连坝坍塌至路肩，行道林已掉入河中，险情相当严重。3.2.3险情发生在低水位，低含沙量时。这次宁海控导险情不是发生在大水溜急、大溜顶冲时出险，而是发生在小流量、低水位、低含沙量时出险。4险情抢护措施4.1抢险组织实施宁海控导险情发生后，垦利县局成立以分管局长为指挥，防办、工务、河务段负责人为成员的抢险现场指挥部，及时赶赴现场查勘险情，按照“边抢护、边报告”的原则，组织第七机动抢险队，沿黄民兵抢险队和基干班90余人，4部自卸汽车、2部装载机、1部挖掘机进行抢险。根据出险情况，按照先重后轻、先上后下的原则，制订了切实可行的施工方案。对老1#、新1#-新3#坝根石走失险情，采用了抛柳石枕及铅丝笼固根、再散抛乱石固根还坡的方案，铅丝笼及柳石枕采用人工捆装抛投，石料采用大型运输车辆调运，散抛乱石采用装载机装车，自卸汽车运输直接抛投，未抛投到位的人工排捡到位。对坍塌墩蜇严重的老1#-新1#坝垱，新1#-新2#连坝采用下抛柳石枕固根，上压铅丝笼或土袋笼，在抛乱石或土袋还坡的抢护方案，经过全体抢险指战员连续4天的奋力抢护，险情得到控制，工程转危为安。4.2抢险技术指导管理局接到险情报告后，立即组织人员赶赴出险现场，查勘工情水情，会同垦利县局现场制定抢护方案，并及时向省局作了汇报。同时管理局成立抢险工作组，抽调县局有防汛抢险经验的技术人员组成技术工作组现场指导抢险。4.3工料投入经过黄河专业抢险队伍及群众防汛队伍的艰苦奋战，到9月3日险情全部得到控制，共完成抛铅丝笼695m3，散抛乱石1550.1m3，捆抛柳石枕177m3，土袋537m3；动用石料2245.1m3，土方537m3，柳枝22302kg，木桩18根，编织袋13962条，麻绳178kg，完成人工工日1289个，投资42.55万元。5措施及建议5.1对新1#坝进行改建，减少回溜范围。对宁海控导出险原因进行分析，同时考虑整个工程布局，新1#坝位于工程中间位置，型式为仅有的护岸，起不到挑溜迎溜作用，造成下首老1#坝向河道突出，致使形成大回溜冲刷上首坝垛，新1#-新3#坝及两处坝垱连续出险。建议对新1#坝进行改建，型式为人字坝，规顺整个工程布局，减少回溜的范围。5.2加固根石基础，减少出险机率。宁海控导本次出险坝垛建设年代久远，工程断面薄弱，根式基础浅，达不到冲刷深度，所以频繁出险，建议在洪水到来之前，对根石进行加固，争取工作的主动，以取得事半功倍的效果。5.3备足备防石料按照石料储备定额，宁海控导工程应储备备防石4394m3，汛前实存1714m3，缺额2680m3，出险期间石料不足，不得不到其他工程调运。目前大部分坝垛均为空白坝，建议增加石料储备，消除空白坝，争取防汛工作主动。5.4加快新技术、新材料的研究及推广应用。由于一些新材料、新技术、新工艺比较适应河床变化，提高了工程适应河床变化和抗洪的能力，建议新修工程或防汛抢险时，多研究、推广和使用新材料、新技术、新方法的筑坝方式，比如土工模袋、砼插板桩、土工格栅堆石进占等。以保证快速有效地处理各种险情。5.5改善抢险队的装备在宁海控导工程抢险中，专业机动抢险队发挥了重要作用，充分显示出快速、机动、灵活的抢险优势。但是目前多数专业机动抢险队设备少、老化严重、不配套，抢险效率受到很大影响。建议增加专业机动抢险队的设备数量，更换老化机械，尽快完善配套，提高机械化抢险效率。