1、
黄河王家梨行险工滑塌抢险
一、基本情况
1.工程概况
王家梨行险工位于山东省济南市历城区黄河右岸,是一处老险工,距济南市30余km。1898年(光绪二十四年)阴历6月24日曾在此发生决口,口门宽约1500m。现在该工程9护岸及10号坝的位置即为当时的合龙口门。现险工长2280m,有坝岸62段(道)。1952年以前,8~11号坝都是乱石坝,1952年将9~11号三段坝岸改为浆砌石坝岸,其后又进行过两次加高,共3.7m。8号护岸,于1974年改为浆砌石护岸,并于1979年加高。这四段坝岸均系王家梨行险工的次要坝岸,坝顶高程在33.3m左右,工程高度达10~11m。
2、根据历年河势情况看,这段工程在中、高水位时靠水不着溜,低水位时靠溜冲刷。
2.出险过程
8~11号四段坝岸,自1981年9月14日发现裂缝,到12月25日夜滑塌破坏历时103天,滑体长81.6m,最大塌陷深度6.6m,体积约8825m3。其发展过程大致有三个阶段:
(1)工程出现裂缝。1981年9月14日上午9时,8号浆砌石护岸距沿子石外缘5.5m处,护岸顶面发现有顺堤裂缝一条,长25m,宽8mm,同时在8号护岸上首沿子石有竖缝两条,两缝相距5m;7号坝下垮角坝面上裂缝两条,深2m,宽3~4mm。
(2)裂缝继续发展,工程初始滑动。工程出现裂缝后,经观察
3、汛期9~10月份第14次、15次洪峰期间没有发现扩大现象。直到11月17日,大河水位消落,背河积淤水位升至32.3m时,裂缝开始发展,11月21日裂缝伸展到11号护岸,缝长由原来的25m发展到70m,缝宽也同时扩大,由原来的8mm扩大到20cm,并下蛰18cm,护岸面上有横缝8条,宽30cm。
(3)工程破坏阶段。从11月下旬到12月10日,险情没有发生新的变化,当时误认为坝岸墩蛰,并于12月13日组织力量开始翻修,沿坝身裂缝开挖一条长70m,深2.5m,上口宽5m,下口宽1m的沟,逐坯夯实回填,12月25日下午竣工,但当夜四段坝岸突然滑塌破坏。
二、出险原因
4、1)该险工坝岸高达11m,浆砌石外坡1:0.35,根石量每米仅5~8m3。由于坝高坡陡,根石单薄,基础坐落在软土夹层上(并有老秸料)。这是造成滑塌的基本因素。1980年汛期水量较丰,中水位持续时间长,汛后小流量时,水流归横槽,坝前走溜,根石被淘刷,是坝体滑塌的重要原因。按现在滑裂面的位置和弧度计算,坝坡的滑动安全系数均小于1。
(2)自1981年3月27日到11月5日,这段堤防背河放淤固堤,长期积水。8、9护岸背河淤区,1980年淤积厚达6m,汛期坝前大河水位高,对坝身有支撑作用。汛后大河水位回落,较汛前降落3.8m,而背河淤区水位则逐步上升,到11月17日淤区水位达32.3m,高
5、出坝前大河水位7.8m,使坝身土壤饱和,土的荷重加大,渗透压力也相应增加,这对坝体稳定是不利的。据稳定分析,由于背河水位增高,大河水位降低,其稳定安全系数约减小10%,说明工程滑动裂缝发展的第二阶段与临背水位变化有关。
(3)在工程处于出险的临界状态时,由于沿坝身裂缝挖槽回填夯土,犹如楔子作用,在受外力振动的情况下,增加了动力荷载,促使了滑塌破坏。
三、可能造成的危害
险工坝岸是保护堤防的屏障。王家梨行险工8~11号坝岸位于老口门处,发生滑塌墩蛰险情,如果不及时进行抢护,则可能会在汛期造成决口,祸及济南以东地区以及胜利油田黄河南岸采油区的生产,损失将巨大。
6、 四、抢险措施及效果
王家梨行险工8~11四段坝岸险情发生在1981年12月25日,当时已进入“四九”天气,大河随时可能封河,确保凌汛安全是当务之急。本着固基、缓坡、减载的原则,采取临时抢护措施,将所塌坝岸抛石固基700m3,顺滑塌坝岸顶部加高石方500m3,使顶部高程超过凌期大河流量3000m3/s时的相应水位1m,以防漫溢。此项工程投资1.2万元(当年价),于1982年1月24日完成,历时1个月。1982年汛前将几段坝岸进行彻底翻修,由陡坡改为缓坡乱石坝。为防止土胎淘刷,坝胎土采用红土修做,填筑厚度不大于1m,逐坯夯实,干容重达到1.5t/m3以上,并在乱石与红土坝胎之间修碎石
7、垫层。
五、经验教训
(1)此次王家梨行险工的出险,值得我们注意的是发生在汛后小水期间。这就告诫我们黄河下游防洪要时刻警惕,常备不懈,不仅要警惕大洪水出大乱子,也要警惕中小洪水决堤成灾,务必克服麻痹思想,以高度为人民负责的精神,兢兢业业做好工作。
(2)由于河道淤积,堤防不断加培,因此险工坝岸也必须相应地加高改建,这样,坝的高度越来越大,陡坡砌石坝的安全稳定问题也越来越突出。在根石基础很差的情况下,应将陡坡砌石坝改为缓坡乱石坝。
(3)王家梨行险情出现的裂缝属滑动性裂缝,应按滑动性裂缝的原则采取相应的处理措施,而不能按处理非滑动性裂缝来处理,否则将导致“白天竣工,夜间滑塌”,教训是深刻的。
(4)必须认真加强工程管理,对险工坝岸按时观测,探摸根石,对大水期不靠溜的次坝也不例外,要掌握工程变化情况,分析工程不安全因素,加强预见性,发现问题及时采取措施,把事故消灭在萌芽状态。