徐海濤，張文娟，陳曉龍

（章丘黃河河務(wù)局，山東 章丘 250210）

黃河馬家控導(dǎo)工程位于黃河下游右岸，章丘市黃河鎮(zhèn)馬家村西，相應(yīng)大堤樁號86+000～86+576，工程長度576m，護砌長度479m，共有亂石護岸7段，起著固灘定彎，控制溜勢，保護堤防的作用。馬家控導(dǎo)工程始建于1970年，1976年洪水中被淹沒部分沖毀，1977年進行了加高整修；1996-08洪水中，該工程1號和2號壩被洪水揭頂沖刷，后進行修復(fù)。馬家工程上接上游左岸葛店險工之來溜，向下平順送溜至王家圈控導(dǎo)工程。中常洪水時，該工程1～6號壩均靠大溜，受沖刷較嚴重。該工程目前壩頂高程低于2000年設(shè)計防洪標準，坦石斷面不足，基礎(chǔ)較淺，洪水沖刷下極易出險，亟需整修加固。

1 近年來出險情況

1.1 2004年出險情況

2004-06-17T11：00，上游水文站濼口站8時流量1010m3/s，馬家控導(dǎo)3號護岸上首和中部發(fā)生根石基礎(chǔ)坍塌險情，出險處水深4.3m，長15m，出險坡度為1∶0.6；中部出險部位高度3m，長8m，坡度約 1∶0.6，經(jīng)計算，兩處共缺石 147m3，經(jīng)及時組織拋亂石150m3，方控制險情。

2004-06-18T11：00，上游水文站濼口站8時流量1090m3/s，該工程2號壩全線出現(xiàn)坦石坍塌險情，出險部位高度2.5m（水下1.5m），長度61m，出險段水上部分形態(tài)表現(xiàn)為垂直下沉，高度1.0m，此時正值調(diào)水調(diào)沙準備工作緊張時期，形勢非常嚴峻，章丘河務(wù)局在上報同時，迅速展開搶護工作，經(jīng)拋亂石300m3，控制了險情發(fā)展。

1.2 2014年汛期出險情況

2014-06-19T09：00，在黃河調(diào)水調(diào)沙前工程檢查時，管理段巡查工作人員發(fā)現(xiàn)馬家工程3～7號壩同時出現(xiàn)不同程度的險情，當日，上游濼口水文站8時流量382m3/s。經(jīng)勘查，各壩出險情況均為根石坍塌，以3號壩為例，出險部位坍塌高度平均3.3m，最大4.42m，長度64.3m，缺石斷面底部平均寬度4.77m，計算缺石量為192m3；出險5壩段共缺根石2774m3，此時距離2014年度調(diào)水調(diào)沙運行時間很近，險情多發(fā)且比較嚴重，現(xiàn)存?zhèn)涫媳緛砭腿?，遠遠不能滿足搶險需要，章丘河務(wù)局在把險情上報的同時，一面組織先動用該工程備防石料搶護險情較重的壩岸，一面組織從其他工程調(diào)運備防石料應(yīng)急，同時立即通知備案的石料供應(yīng)商向馬家控導(dǎo)運送搶險石料，并協(xié)調(diào)章丘市交通和公路部門對運送搶險石料車輛優(yōu)先通行，經(jīng)緊急拋鉛絲籠和亂石近2800m3，確保了工程安全度過調(diào)水調(diào)沙運行和汛期。

2 工程溜勢情況和工程出險的規(guī)律特點

2.1 溜勢情況

受上游左岸葛店險工左彎控導(dǎo)溜勢作用影響，河道主流在出葛店險工后趨中并逐漸靠向右岸，馬家控導(dǎo)工程1～6號壩中水時常年靠主溜，受溜勢擺動影響，1號壩有時處于頂沖狀態(tài)，頂沖時壩上游有回溜，7號壩在中常洪水時著靠大邊溜。

2.2 工程出險的特點和規(guī)律

1）小水出險。險情發(fā)生時的大河流量為1090m3/s、1010m3/s和 382m3/s， 均在 1100m3/s以下，特別是2014-06-19流量僅382m3/s，更是典型的小水出險。

2）出險部位和特點的一致性。出險壩段和出險位置均為主溜沖刷或大邊溜淘刷較重的部位；工程險情多發(fā)生在各壩岸的中部向兩側(cè)發(fā)展，越靠近中部越嚴重。

3）險情在短時間內(nèi)多發(fā)且集中。2004年是2d內(nèi)同一工程連續(xù)發(fā)生2次險情，2014年更是同一天在同一工程發(fā)現(xiàn)5處險情，這說明一些年限較長的工程開始老化，隨著工程強度和功能降低，進入隱患多發(fā)和險情多發(fā)期，尤其受外力作用的情況下更是明顯。

3 工程出險原因

3.1 調(diào)水調(diào)沙和洪水的造床作用致使河床下切

由于工程所在河段屬于順直段，近年來調(diào)水調(diào)沙運行和汛期洪水在主槽內(nèi)流動，此處主槽較窄，僅300m左右，過水斷面較小，在洪水流量較大的情況下，再加上主溜靠右岸，壩前流速大，水流動能就大，而近年來調(diào)水調(diào)沙運行和汛期洪水含沙量較小，洪水帶走床底泥沙的能力相對較大，洪水沖走壩前河床泥沙，造成河床下切，待河床下切到根石以下土質(zhì)基礎(chǔ)并繼續(xù)發(fā)展時，工程處于不穩(wěn)定狀態(tài)，隨時可能出險。

3.2 根石斷面單薄、坡度過陡、單塊體積重量不足

馬家控導(dǎo)根石斷面單薄，坡度1∶1.5，水平厚度1.0m左右，垂直厚度為0.45m，一般就兩層亂石厚度，薄弱處更是僅有一層塊石覆蓋壩坡，此種情況下容易發(fā)生水流沖走表層根石后形成水流直接淘刷壩基的險情。根石坡度過陡可使工程根石部分不夠穩(wěn)定，在水流沖擊力和重力的慣性等外因作用下發(fā)生根石坍塌險情，根據(jù)經(jīng)驗，黃河河道整治工程根石坡度應(yīng)緩于1∶1.3。

黃河河道整治工程單塊根石的重量要求一般為30～75kg。當根石單塊體積重量不足時，石塊起動流速低，水流速度一旦大于石塊起動流速，很容易把根石表面石塊沖失，由量變發(fā)展到質(zhì)變，造成工程出險。

3.3 工程基礎(chǔ)較淺，被水流淘空而出險

由于該工程系搶險修建，工程各壩岸基礎(chǔ)較淺，黃河的河道工程壩前，即使是小水，其水流動能也是不容忽視的，水下壩根處的水流也有一定的水流挾沙力和沖刷力，足以沖走作為壩岸基礎(chǔ)的泥沙，將基礎(chǔ)淘空而發(fā)生坍塌、沉陷等險情。

4 治理建議

4.1 加強工程維護，充分利用維修養(yǎng)護石料

1）拋石加固。拋亂石使壩岸厚度、坡度等幾何尺度都達到工程設(shè)計安全要求，根據(jù)經(jīng)驗，黃河上一般采取的根石水平厚度不低于100cm，根石坡度等于或稍緩于1∶1.5。

2）拋大塊石或鉛絲籠加固重點部位。實踐證明，拋石的單體重量和體積越大，抵御水流沖擊能力越強，越不容易被沖走，所以在受大溜頂沖和主溜沖刷部位，采用拋護較重的大塊石或鉛絲石籠的加固措施，是防止發(fā)生根石走失而導(dǎo)致出險的有效措施。

3）預(yù)拋亂石預(yù)防壩根基礎(chǔ)淘塌。在工程基礎(chǔ)較淺部位，可預(yù)拋部分亂石，使其在基礎(chǔ)被淘空時自動陷落填補淘空部位以達到搶險和加固的雙重目的。

4.2 提高標準，整修加固

該工程建成至今已45年，工程老化嚴重，標準低，維修養(yǎng)護只能維持現(xiàn)狀，無法提高工程防洪標準和抗洪強度。建議對該工程按新的河道整治工程標準重新進行規(guī)劃和設(shè)計，并按照設(shè)計新標準進行整修加固。改變此工程在搶險基礎(chǔ)上修建的基礎(chǔ)淺、標準低和平面布局不合理等對防洪、河道整治不利的局面。

4.3 加強工程巡查，及時發(fā)現(xiàn)險情并搶護

按照工程管理和防汛有關(guān)規(guī)定，嚴格落實班壩責任制，加強對工程的巡查力度，特別要重視非汛期和小水時期對老舊工程和新建改建工程的經(jīng)常性巡查和定期探測，以便及時發(fā)現(xiàn)險情，采取搶護措施，保證工程安全。