青川堰塞湖應急排險施工組織及管理

青川縣堰塞湖應急排險施工組織及管理摘要：本文介紹了青川縣境內青竹江和紅石河流域由于四川汶川“5.1”大2地震形成的東河口、紅石河、石板溝等三個主要堰塞湖的位置、形體特征、地質構成情況，分析了三個堰塞湖應急排險處理的難點、特點，重點總結了三個堰塞湖處理過程的施工方法、現場組織協調、資源配置等情況，供以后進行類似的應急處理施工參考。關鍵詞：堰塞湖排險施工200年85月12日14時28分，四川汶川地區(qū)發(fā)生了8.級0特大地震，這次地震是新中國成立以來破壞性最大的一次地質災害，涉及范圍超過唐山地震。本次地震不僅造成了大量人員傷亡及建筑物嚴重破壞，而且由于山體滑坡堵塞河道而形成了眾多具有較大威脅的堰塞湖，如何及時而快速、有效地處理好這些堰塞湖，以減輕對上下游的威脅，是抗震救災中一項重要的工作。1概述受5月12日汶川地震影響，青川縣關莊境內的青竹江干流的石板溝、東河口處形成了兩個堰塞湖，支流紅石河形成了另一個堰塞湖。東河口至關莊，石板溝堰塞湖距東河口約3公里，紅石河堰塞湖緊臨東河口堰塞湖，實際由一處山體崩裂而成的兩座堰塞湖。1.石1板溝TOC\o"1-5"\h\z石板溝堰塞湖堰體高約、寬、順河長度、堰體積約 萬、蓄水量約 萬。堰塞體地層為第四系全新統崩塌堆積物，主要由河流右岸產生崩滑所致，最大塌高達，堰體形態(tài)為左低右高，主要以塊石骨架為主，大部分塊石直徑?。該堰塞湖控制集雨面積 。多年平均降雨 ，常年洪水流量 。1.紅2石河紅石河堰塞湖堰體高約、寬? 、順河長度 、蓄水量約萬，堰體地層為第四系全新統崩塌堆積物，結構為塊石夾粘土，以塊石為主。東河口及紅石河堰體積約 余萬。紅石河堰體控制集雨面積 K多年平均降雨 ，常年洪水流量 ^1.東3河口東河口堰塞湖堰體高約 0寬、順河長度、蓄水量約 萬，堰體主要為坡積物，粘土夾塊碎石、塊徑?c個別 以上。東河口堰體控制集雨面積 。多年平均降雨 。常年洪水流量 ^2排險設計方案2.設1計原則本次堰塞湖排險工程設計是在時間緊迫、情況復雜多樣、資料缺乏的情況進行的，堅持的是迅捷高效、安全可靠的原則，貫徹的是“邊設計、邊施工、邊完善”的設計方針。青川縣石板溝等三個主要堰塞湖的應急排險處理按照要求必須在5月30日至6月10日期間完成。2.總2體方案由于三個主要堰塞湖在處理之前已經處于自然溢流狀態(tài)，為徹底解除威脅，在自然溢流狀態(tài)采用挖寬挖深的方案是迅捷、高效且較安全可靠的施工方案。2.處3理順序由于至石板溝堰塞湖的交通公路被下游東河口堰塞湖淹沒（長 ，最大淹沒深度?）,必須首先對東河口堰塞湖進行施工泄流，以保證石板溝堰塞湖的交通通道順暢。同時東河口堰體也堵塞了紅石河堰塞湖的泄流，因此必須先對東河口堰塞體進行清理才能保證紅石河堰塞湖的泄流。2.泄4水道設計2.4東.河1口東河口堰塞湖蓄水量約30萬0常3，經計算分析設計泄水道底寬30、常邊坡1:。泄水道分兩期開挖：一期設計過流量? ,開挖底寬、邊坡：溢流水深；二期設計過流量 ,泄水道底寬擴挖至0邊坡，溢流水深5常。整個堰塞體設計開挖工程量約為19萬常3。2.4石.板2溝石板溝堰塞湖蓄水量約110萬0常3，設計泄水道底寬26、常邊坡1:。2泄水道分兩期開挖：一期開挖設計過流量? ,泄流渠底寬,邊坡：溢流水深；二期開挖設計過流量 ,泄流渠底寬擴至6邊坡：溢流水深8。常設計開挖量為7萬余常3。2.4紅.石3河紅石河堰塞湖蓄水量約 萬，設計泄水道底寬、邊坡：溢流水深m泄水道開挖一期完成，開挖設計過流量 m設計開挖量為萬余。3施工難點及特點內外交通受阻堰塞湖排險處理施工對外交通不暢，從關莊鎮(zhèn)至東河口堰塞湖道路塌方嚴重，受余震及暴雨影響，道路經常中斷，需經常維護才可滿足施工；至石板溝道路被東河口堰塞湖水淹沒，無法利用原交通道路進行該堰塞體的施工，必須新修應急道路。需在動水中施工由于三個堰塞湖庫水已滿且已處于自然溢流狀態(tài)，施工機械需在有水狀態(tài)下作業(yè)，且要求水流流速小于；由于堰體結構松散，分層開挖不宜大于，因此，施工難度大。.時3間緊，任務重工程量大，三堰塞體設計開挖總量約萬，考慮到開挖料的多次轉運因素，因此必須要在天的時間內完成開挖約萬，如此大的勞動強度，除雨天之外，基本都要求24小時連續(xù)作業(yè)。挖運方法受限堰塞體受不同地質環(huán)境的影響，其顆粒結構組成也有所不同，主要有細粒料、塊石料以及混合型三個類型，不同類型的堰塞體其開挖方法受到限制。以細粒料為主的堰塞體，如東河口，采用常規(guī)的開挖、運輸、推運方式難以勝任應急排險工作要求，只能以挖掘機挖運為主，采用挖掘機接力方式將土石方轉移到合適地點。以大塊石為主的堰塞體，如石板溝，以爆破為主；結合施工現場條件，在對比分析鉆孔爆破與其他爆破方式上，選擇挖孔埋藥或裸爆的方式，但這種爆破方法炸藥單耗大、爆破作業(yè)危險性大。安全壓力大，后勤保障困難受地震影響，堰塞湖處理工作是在余震不斷、山體時有塌滑、道路時常中斷的情況下進行的，因此施工安全壓力特別大，后勤保障相當困難。4施工組織及管理青川石板溝等三個主要堰塞湖中，石板溝的危險等級為高危，其他兩個堰塞湖為中危，但要處理好石板溝，必須協調其他兩個堰塞湖的處理。.組1織機構為了確保青川堰塞處理工作的順利進行，成立了青川堰塞湖搶險突擊隊，明確了具體責任人，設置了相關責任小組，具體負責堰塞湖處理工作的組織指揮及對內對外協調。4.資2源投入通過對現場的多次現場踏勘，對原設計進行了優(yōu)化，勞動力高峰期投入17余人，施工機械和后勤保障等設備投入20余臺套。4.施3工方案及其優(yōu)化初.步1施工方案石板溝堰塞湖位于青竹江東河口堰塞湖的上游處，湖水已淹沒原有道路的進口處，且紅石河下泄的河水也阻擋了重型施工設備進入，盡管石板溝為高危，但由于交通阻斷，基本上難有作為。紅石河與東河口基本上連成一體，如首先處理紅石河，一是下泄水流將沖毀石板溝的進場道路，并形成淤積，施工設備將更難進入；二是紅石河下泄的湖水將短期雍高東河口堰塞湖水位，致使東河口處理難度加大。鑒于此，通過全面綜合考慮，結合人員設備投入，將青川縣堰塞湖處理工作分為三階段進行。第一階段，先進行東河口堰塞體處理。施工控制工期為5月29日至6月5日。第二階段，待東河口水位下降后，露出原有公路，施工設備進入石板溝排險。施工時段是6月5日至6日；第三階段，將石板溝人員、設備退出后，進行紅石河河口開挖，所有施工任務完成。施工時段是6月7日至10日施.工2方案的優(yōu)化通過對現場的勘察分析以及和設計相關方進行協商，將施工一二期分期開挖全部統一為一次性邊拓寬同時加深的開挖方法，同時在原設計斷面的基礎上進行了優(yōu)化，施工工區(qū)劃分為兩區(qū)：東河口區(qū)與石板溝區(qū)。在施工過程中，東河口的泄水道開挖達到要求后，在最初時間內水位下降較快，但隨著水位的降低，水位下降的速度卻不是很理想。如泄水道施工完成當天，即月日當天的水位下降達到，下泄流量最大達到 ，水位下降明顯，但5月31日水位下降速度卻明顯變慢，按當時實際速度測算，如果要達到原交通公路露出水面至少需要一周左右的時間，況且還需處理原公路淤泥及塌滑體，以及解決上石板溝堰體的交通等問題。在此情況下，如果按原方案進行，一是無法在規(guī)定時間內或提前進入石板溝堰塞體的施工，二是對經過長時間浸泡的道路進行清淤等處理需要較長時間，方可滿足施工機械的安全出入。鑒于此，通過現場多次勘察，紅石河自然溢流道尾部有部分淹沒的紅光小學和民房的無人廢墟，通過一定的整治措施可供履帶式施工機械通行，如此只需新修約 道路即可接上原公路交通，機械采取邊探邊填石的方式涉水過河，解決了石板溝大型施工機械的進場問題。在原始公路與上堰體頂交通上，針對現場具體實際采取了“內側繞行，挖填結合、以填為主，滿足履帶機械通行為主”的應急修路原則。在施工過程中，經與設計單位現場研究，在原設計分兩期開挖的基礎上進行優(yōu)化，改為一次性邊拓寬邊加深的方法進行施工，有效地加快的施工速度。在具體的開挖方法上又進行了局部調整。4.施4工開挖方法在堰塞體應急排險施工過程中，我們總結出了“由遠及近、先下游再上游，先疏通引流再逐步擴大潰口”、“先后部開挖成型，進口一次爆破完成”、“粗挖由下至上、清理由上至下”等開挖泄水道的原則，確保土石方開挖作業(yè)順利進行。4.4東.河1口堰塞湖東河口堰塞湖有兩個堰塞體，上游堰塞體較小，但右側的堆積體較高，土方挖運方量較大；下游堰塞體挖除方量較大，且為碎石土，經水浸泡后成為類似泥石流的軟弱質土，重型設備施工困難，水下作業(yè)量大。湖左側自然溢流口處下游約米處有一沖積松散物自然形成的堆積體。河道兩側的堆積物高度約?米，現有自然下泄流量難以擴大缺口，是制約東河口堰塞湖下泄流量的最大瓶頸。圖2東河口堰塞湖排險前全貌施工開挖方法：首先將潰口右側的超出水面且在自然溢流道沿線范圍內的堆積體進行清運；其次，對溢流道附近經水浸泡后的軟弱質堰塞體回填塊石以修筑施工操作平臺；第三，沿線布置挖掘機進行挖除作業(yè)，并將道路逐步向外側移設；第四，在每一堰塞體至少布置一臺長臂挖掘機，沿河從下游向上游挖深過流斷面；第五，在開挖泄水道沿線每?布置一臺挖掘機，采取截彎取直的方法將右岸的堰塞體按4米寬的條帶從下游挖向上游，同時配一至兩臺挖掘機進行接力將石碴挖運至設計位置；第六，由長臂挖掘機對已挖斷面進行加寬加深工作。4.4紅.石2河堰塞湖根據現場實際情況，堰塞湖自然漫頂之后在湖左側形成一約10米寬的潰口，由于紅石河堰水面較東河口堰水面高出約30米，水流落差大，并已對左側山體形成沖刷。圖3紅石河堰塞湖排險前泄水道上段圖根據地形，將該堰塞體分成上下兩段，施工主要采取挖掘機進行開挖轉運作業(yè)。上段沿水流開挖泄水道，下段為減少對左側山體造成的沖刷，避免造成新的塌方。下段為在塌方堆積體上以干地施工方法開挖的一條底寬深 （渠邊坡1:）2泄水明渠。上段主要對潰口及水流沿線部位進行加寬加深處理，以增加下泄水量，達到降低湖面水位的目的。開挖方法是：先暫保留進水口 范圍的堆積體，對其他堆積體采用與東河口相同的方法按設計斷面進行泄水道的挖除，待完成后，再對進水口未挖除部分實施爆破。4.4石.板3溝堰塞湖該堰塞湖是三個堰塞湖中危險等級最高的一個，屬于高危，同時由于堰塞體主要以大塊石為主且施工場地受限，也是施工難度最大的。根據該堰塞體特點，將開挖進行分段、分塊。首先，清除自然溢流道過流斷面內的孤石，改善自然溢流道水流狀態(tài)；其次，將進水口附近長寬范圍實施裸爆和水下爆破，再由挖掘機清理爆破石碴，增加泄流量，將湖水位降低1.第三，以裸爆或水下爆破為主，然后使用挖掘機分層分段從下游往上游將右岸拓寬加深，挖除石碴挖除方法與東河口相同。圖4石板溝堰塞湖堰口圖4.施5工設備及通訊管理4.5施.工1設備的管理由于時間緊、需開挖的土石方工程量大，堰塞體應急排險工作主要采用施工機械挖除或爆挖結合，因此應重視應急排情況下的設備管理工作。主要把握了以下幾點：一是設備選用上，必須與完成工程任務的特點相結合，要以挖掘機為主，裝載機和推土機為輔；設備型號也不是越大越好，應該以中型設備為主，適當配置大型設備，常規(guī)設備與長臂挖掘機相結合，設備以使用新設備或八九成新的設備，設備的出力也高。二是利用工間間隙抓緊進行設備的日常檢查、保養(yǎng)工作，以使設備處于正常狀態(tài)。三是明確責任，實行嚴格的定機定人責任制度。四是設備操作手配置數量比正常多，在可能的情況下，實行人停機不停，加快排險進度。五是機械作業(yè)分片設一名安全哨，每臺設備設一名安全員；六是每臺設備配一部對講機，便于指揮及預警。4.5施.工2通訊的管理這次地震，由于道路中斷、山體垮塌多，應急排險施工安全問題相當突出。為更好的發(fā)揮通訊的溝通、協調、指揮等作用，確保排險施工的順利進行，我們在通訊手段上主要采取了以下措施：一是場內的聯系采用對講機，不同的搶險班組采用不同的信道，設備及現場指揮員一般是兩臺對講機，便于指揮員間的聯系；二是現場與前指之間，由于距離遠，一臺對講機不起作用，我們采用了通訊中繼接力方式，現場與中繼站聯系，中繼站再與前指聯系；三是采用了無線聯絡的方式，在現場配小功率無線電臺一部，前指設大功率電臺一部，前指與基指通過大電臺隨時聯系。5結束語這次“5.”1汶2川大地震