嫩江江堤半拉山段多种险情抢险.doc

嫩江江堤半拉山段多种险情抢险
    嫩江江堤半拉山段位于绰尔河与嫩江汇流口的右岸。上游与绰尔河下游右岸防洪堤保安沼段相接，下游与嫩江防洪堤万家围子段相接。全长29.091km。
    该堤保护着内蒙古自治区扎赉特旗、黑龙江省泰赉县、吉林省镇赉县，境内40.8万人口，总面积4602km2。内有平齐铁路23.5km，齐白、泰音、音江公路252km。
    1998年该堤抗御了嫩江历史罕见的特大洪峰的袭击。8月13日10时，嫩江站流量12800m3/s，此后漫滩，无法测流，只报水位，超警戒水位1.61m。半拉山泄水闸水位142.53m(蒙水)，超警戒水位(140.01m)2.52m，漫顶0.30m。防洪堤堤坡、块石护坡、防汛交通道路及穿堤建筑物都遭受了严重的破坏。从7月1日嫩江第一次洪峰(7480m3/s)到达至8月27日半拉山泄水闸堤外水位落至警戒水位以下的58天里，该段堤防时有险情发生。在保安沼地区防汛指挥部的统一指挥下，有关部门组织了一支精干的专业技术骨干为主体的技术小组，一直奋战在抗洪抢险第一线。对发生的险情分析原因，及时提出抢险方案，及时组织人力、物力进行抢险。全线29.091km的大堤无一处决堤事件发生，使大堤得以安全度汛。
    一、半拉山泄水闸塌陷
    1．险情
    半拉山泄水闸闸室及输水方涵顶部、闸口两侧护岸塌陷事件情况如下。
    1)7月1日，嫩江出现7480m3/s洪峰流量，半拉山泄水闸下游闸室及输水方涵顶部塌陷，长5m，宽3m，深2.1m。
    (2)8月2日，嫩江出现7370m3/s洪峰流量，半拉山泄水闸南侧边缘绕渗，形成管涌。两侧护坡被冲毁。
    2．分析
    (1)地质因素。闸基下为流沙层，上部回填土及土堤多为轻亚粘土和亚粘土。遇有高水位、长时间浸泡，土体已达饱和状态，土体液化快，易产生渗流。
    (2)汛情因素。7月1日，堤内外水位差2.9m，8月2日堤内外水位差3.5m。洪水淘刷堤坡，堤坡土体被洪水冲走，加之水位高，坝体渗径不够，上、下游水位差大，水压力增大，洪水通过土堤进入方涵接缝（止水失效，缝宽约3cm），产生洪水通道，发展成为管涌，产生流土，造成塌陷。
   3. 措施
    (1) 打围堰。在闸口前筑起两道高4.1m的围堰，围出工作区。
    (2) 清基。在塌陷处开挖，挖到管涌塌洞。继续下挖至洪水位以下0.3m处，清理开挖坑内侧，刨毛。
    (3) 靠方涵南侧边缘打人字形板桩(长4m，厚4cm)，铺设双层土工布(防止土体流失)，回填土料、砂卵石、碎石等材料夯实，增强堤身密实度，防止塌陷。
    (4) 打木桩直径120mm，长2.5m，稳固坡脚，用卵石袋筑固堤坡(坡比1：1.5)。
    (5) 投入劳力100人次，板桩12.8m3，圆木桩50根，编织袋2.7万条，土方225m3，卵石460m3，碎石45m3，土工布62m2。
    4. 效果
    有效地控制了渗流、管涌及塌陷等险情。
    5. 存在问题
    该措施只是暂时控制了当时的险情，该闸在汛期后应重建，并在设计中考虑渗流问题。
    二、半拉山扬水站西堤坡冲刷
    1. 险情
    半拉山扬水站西(嫩半20+000～20+700及23+162～24+960段)，由于风浪淘刷，致使大堤迎水坡土方流失2/3。
    (1) 7月2日，嫩江第一次洪峰流量7480m3/s，北风7级，浪高1.5m，该堤段堤脚土方淘刷严重。
    2) 8月7日，嫩江流量8070m3/s，东北风6级，浪高1.2m，该段堤防堤坡冲刷严重。
    (3) 8月13日，嫩江流量12800m3/s ，西北风6级，浪高1.2m，洪水冲刷堤坡严重。
    (4) 8月14日，嫩江江桥站洪峰水位142.37m，西北风7级，浪高1.5m，大堤迎水坡被洪水淘走2/3，直接危及大堤的安全。
    2. 险情分析
    (1) 堤况因素：堤坡面为土体，无抗冲刷能力(嫩半23+300～24+400段虽有护石，但水位超过护石面，上部堤面均为土体)。
    (2) 汛情及天气因素：洪水流量大，水位高，加之多北风、西北风、东北风，风力6～7级，浪高1.2～1.5m，风向直冲大堤。
    3. 措施
    (1) 每隔1m打一木桩，上捆苇把、柳条包，做防浪隔离带。
    (2) 在被淘刷堤坡处沉铺土工布做面层、用卵石袋对堤坡进行护砌(坡比1：3)，见图2-1。
    (3) 投入人力3000人次，木桩8394根，土工布6000m2，编织袋7.2万条，卵石4800m3。
    4. 效果
    有效地控制了风浪对堤坡的冲刷。
    5. 存在问题

图2-1 防浪处理示意图(尺寸单位：cm)

    汛期后恢复到原有的土方，碾压修坡1：3，铺400g土工布，上做10cm砂卵石垫层，再干砌块石30cm以根治风浪之危害。
    三、加固子堤
    1. 基本情况
    (1) 堤况。嫩半25+200～29+091段为路堤结合段，堤顶为音江公路之一段(黑色路面)。堤防未达到设计高度(相差0.3～0.6m，P＝5%)。
    (2)汛情。8月9日，齐齐哈尔水情预报，嫩江可能出现17000m3/s洪峰。此时，半拉山泄水闸水位141.20m，已超过警戒水位1.19m，至14日，半拉山出现最高水位142.53m，超警戒水位2.52m。
    2．措施
    (1)根据半拉山水位站水位分析，8月9～13日，每增加200m3/s流量，水位上涨4cm。13日后，由于上游其他段出现决堤，流量每增加200m3/s，水位增加2.7cm，确定加筑子提高度为1.5m，底宽3m，顶宽1.5m；加O.8m宽、0.8m高后戗。
    (2)做法。迎水坡及背水坡砌筑土袋中间填筑土料，逐层夯实至1.5m高。整个子堤外包土工布一层，迎水坡布端压三层卵石袋，背水坡布端压于后戗下，见图2-2。

图2-2 子堤标准断面图(尺寸单位：cm)

    (3)投入人工2100人次，土方9800m3，卵石3300m3，编织袋12万条。
    3．效果
    由于及时加筑子堤，嫩江超历史洪水到来之时，大堤安然无恙，确保了大堤安全度汛。
    4．存在问题
    该段堤防防御标准不够，应提高防御标准。
    四、管涌和渗流
    1．险情
    8月14～23日，半拉山堤段嫩半23+100～28+310段沿线均发生大面积不同程度的渗流，个别段有管涌现象，位置多在堤脚至堤脚上1.5m处。渗流、管涌处理示意图如图2-3所示。
    2．分析

图2-3 渗流管涌处理示意图

    (1)地质因素。该段堤基多为淤泥，下为流沙层。
    (2)堤况因素。该段筑堤土方为砂壤土、亚粘土和轻亚粘土，遇高水位渗径远小于设计长度，加之经洪水长时间浸泡(50天)，土体达饱和状态，土质易液化，易产生管涌、渗流。
    (3)汛情分析。从7月1日，嫩江第一次洪峰流量7480m3/s，至8月27日半拉山泄水闸堤外水位降至警戒水位以下达58天，该段堤顶一直处于高水位浸泡之下。8月14日达最高水位，半拉山扬水站水位142.55m，超设计水位(141.27m)1.28m，半拉山泄水闸水位142.53m，超警戒水位(140.01 m)2.52m。
    3．措施
    (1)加强巡堤，及时发现渗流及管涌等险情。
    (2)及时处理。在渗流及管涌段坡面进行30cm清坡，铲除杂草及腐土。铺设双层土工布，上压20cm卵石层，再压卵石袋一层，以保证堤体渗流及时排除，而堤体土方不流失，以达到消险之目的。
    (3)投入人工780人次，土工布2400m2，卵石600m3，编织袋11万条。
    4．效果
    处理险情于萌芽状态，保证了大堤的稳定。
    5．存在问题
    汛期应对大堤加高培厚，加设后戗道，以保证渗径长度。
    上述险情如控制不住造成决堤，洪水将淹没4602km2上的30个乡镇，409个村屯，40.8万人口，271万亩耕地。保护区内54.2亿元的资产将直接损失19.2亿元(按P＝1%计)，平齐铁路23.5km将全部被掩，音江、白泰、泰音公路252km全部被毁。
    抗洪抢险的胜利是科技的胜利，在汛前要充分估计汛情，分析险工、险段，并组织人力、物力及早加固，防患于未然。要科学合理地制定抢险颈案，组建一支有战斗力的领导班子和科技小组，储备足够的抢险物资，做到有备无患，一旦汛期险情发生，可及时有效地消险，保证安全度汛。