張家祿 王殿勇 李忠鵬
(章丘黃河河務(wù)局黃河管理段,山東 章丘 250200)
多年以來,特別是小浪底水庫投入運用以來,黃河沒有發(fā)生大洪水,部分人們?nèi)罕姰a(chǎn)生了“一庫定天下”的麻痹思想,對黃河的水患意識有所淡薄,對黃河的防汛工作也有所松懈,這對防汛保安全是非常不利的。而事實上,黃河在中小流量洪水時,也極易發(fā)生根石走失險情,若因發(fā)現(xiàn)和搶護不及時,可能引發(fā)壩岸坍塌等重大險情,對此,我們應(yīng)引起高度重視。
近年來,黃河連年來水偏枯,常年流量穩(wěn)定在1000m3/s,每年調(diào)水調(diào)沙期間,小浪底集中泄洪沖沙,濼口站年最大流量一般能穩(wěn)定在在3400m3/s左右,屬于中小流量洪水。而引起我們注意的是:在中小流量來水的情況下,仍有部分工程也出現(xiàn)了不同程度的險情,其中多為險工壩岸根石走失、控導(dǎo)工程的壩岸及灘岸坍塌等一般險情,也曾發(fā)生過險工壩岸坍塌、墩蟄(俗稱垮壩)入水的重大險情。
以章丘為例,我局所轄三處險工,五處控導(dǎo),總計136段各類壩岸,其中有119段壩岸常年靠水,經(jīng)探測,枯水期對壩岸根石影響不大,根石不易走失。進入調(diào)水調(diào)沙期間,隨著流量增加,水位上升,我局靠水壩岸增加到122段,靠溜壩岸能達到114段,占全部靠水壩岸的93.4%,其中靠主溜壩岸達30座,占全部靠溜壩岸的26.3%。經(jīng)實地考察,章丘河段主溜呈現(xiàn)水急、溜大、緊貼、頂沖的特點,持續(xù)沖刷壩岸上跨到前頭部分,極易出現(xiàn)根石走失乃至壩岸坍塌的險情。經(jīng)統(tǒng)計,僅章丘段09至12年度累計出險達21次,平均每年出現(xiàn)4.2次。(附2009-2012年度險情統(tǒng)計表)
表1 2009-2012年度調(diào)水調(diào)沙險情及根石走失情況統(tǒng)計表
黃河屬多泥沙河流,下游河道位于沖積平原,河床沖、淤變化大,自古就有善淤善徙的特點。即便在中小流量下,險工、控導(dǎo)工程的某些壩(岸、垛)如果長時間在水流作用下,也可能因壩前河床沖刷而引起根石(或坦石)坍蟄下滑,當(dāng)壩前流速過大時也可能因水流挾帶而造成根石(或坦石)走失。歷史上垮壩重大險情原因之一也是因壩前沖刷而導(dǎo)致根石坍蟄與走失嚴重;近年來,隨著小浪底水庫的運用,從2002年開始,黃河已連續(xù)進行了十二次調(diào)水調(diào)沙,在調(diào)水調(diào)沙的中小流量時,水流的沖刷能力更強,河床平均刷深0.5m左右,根(坦)石走失及灘岸坍塌等險情也有所增加:由于受大溜沖刷,2012年,胡家岸險工36#壩;王家圈控導(dǎo)5#壩;范家園控導(dǎo)4#壩都發(fā)生不同程度的根石走失。2003年濼口險工4#壩由于長時間受大溜沖刷,前尖和上跨先后三次發(fā)生根石走失。趙莊險工2003年和2004年都是26#壩大溜頂沖,產(chǎn)生根石走失。
局部的沖淤變化可能引起某些工程的出險,而溜勢的變化(當(dāng)然引起溜勢變化的原因很多,其中溜勢和沖淤也是相互影響的)可能引起系列影響、甚至使某處或某段工程的作用降低。章丘黃河河務(wù)局蔣家控導(dǎo)工程的多次出險就應(yīng)該被認為是由于河道溜勢的變化引起的,近幾年,蔣家控導(dǎo)河勢總體變化不大,30段壩岸年年著溜,部分壩岸如5#、9、12#、13#等受主溜頂沖,極易出險。王家圈控導(dǎo)工程現(xiàn)有壩(垛)13道,其主要作用就是控導(dǎo)中常及其以下來水的溜勢、保護灘地,而由于近年持續(xù)中小流量帶來的系列變化及可能受對岸工程的影響,在2010年調(diào)水調(diào)沙期間,出現(xiàn)了根石走失、坦坡下蜇、沿子石塌陷等險情。
發(fā)生垮壩險情的濼口險工10#、11#、12#三段壩岸均為砌石壩,該類型的壩是坡度較陡(一般為 1:0.3-1:0.4),且為適應(yīng)不斷抬高的河床及相應(yīng)的防洪水位而經(jīng)過了兩次戴帽加高,這就形成了頭重腳輕的不合理斷面;另外,在砌筑方法上也往往是前后不一致,有的是底部干砌、上部漿砌,有的是中間一次加高改為干砌/且施工質(zhì)量差,這又形成了腰部軟的不合理結(jié)構(gòu);不合理的斷面、不合理的結(jié)構(gòu)、再加上坐落在沖積層(且易沖淤變化)這種相對軟基上,這就注定了砌石壩的不穩(wěn)定性。
對于這種“頭重、腳輕、腰里軟、穩(wěn)定性差”的砌石壩就更需要靠足夠的根石來維持穩(wěn)定,一旦或因標(biāo)準(zhǔn)低而使根石單薄、或因水流沖刷嚴重造成根石走失而又得不到及時補充,都可能導(dǎo)致垮壩這樣的重大險情發(fā)生。
這里說的薄弱主要是以下幾層意思:一是險工、護灘控導(dǎo)工程本來就坐落在可沖淤的沖擊層上,這屬于基礎(chǔ)薄弱之一;而是有些險工、護灘控導(dǎo)工程可能是在過去采用“黃河帚工法”搶險的基礎(chǔ)上逐步加固修建起來的,這又會使工程基礎(chǔ)存有隱患。1985年濼口險工壩險情發(fā)生后,曾組織人員對水下進行了鉆探,發(fā)現(xiàn)深層有柳枝,秸料腐殖物,可推斷此處曾發(fā)生過險情。這也增加了底部的不穩(wěn)定性;三是壩(岸、垛)經(jīng)過了不同時期的多次戴帽加高,由于背景、及規(guī)范要求不同等多方面的原因,很難保證不存在質(zhì)量隱患;四是工程標(biāo)準(zhǔn)還比較低,更突出的表現(xiàn)在根石方面:(1)壩的根石斷面尺寸可能還偏?。ㄓ绕涫谴螇蔚母一緵]有進行大塊石或鉛絲籠加固。(2)護灘工程的壩垛及有些險工的護岸基本沒有根石,一旦受水流沖刷就可能引起壩面(坦石)蟄陷。甚至裸露土壩基。這些本來就是工程自身的不足。
我們要用以防洪安全為中心,強化工程安全檢查,強化規(guī)范管理、精細管理,維持工程完整,確保防洪安全。