沂沭河中小洪水搶險(xiǎn)

于 鵬 賈 慶 張劍鋒

沂沭河中小洪水搶險(xiǎn)

于 鵬 賈 慶 張劍鋒

沂沭河位于山東省東南部，是縱貫沂蒙山區(qū)的兩條大型山洪河道，自北向南，并駕齊驅(qū)，蜿蜒曲折，經(jīng)魯南流向蘇北，并通過分沂入沭水道使兩河相連。山東境內(nèi)控制流域面積17253 km2，保護(hù)面積2703 km2，保護(hù)人口400余萬。沂沭河沿河兩岸人口密集，土地肥沃，資源豐富，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),沂河洪水安全與魯南、蘇北地區(qū)的人民生命財(cái)產(chǎn)安全及社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)。

一、沂沭河洪水特點(diǎn)

沂沭河?xùn)|鄰黃海，北有沂蒙山屏障，屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，降雨時(shí)空分布不均，汛期6～9月降雨一般占全年的70%～80%，暴雨主要由黃淮氣旋及臺(tái)風(fēng)切變而成。沂沭河上中游均為山丘區(qū)，河床比降大，洪水陡漲陡落，往往暴雨過后幾小時(shí)，主要控制站便可出現(xiàn)洪峰。沂河臨沂站1960年洪水流量從4000m3/s 到10600m3/s只有4個(gè)小時(shí)，特殊的地理位置及河道特征決定了沂沭河防洪的難度。

二、沂沭河中小洪水險(xiǎn)情成因

沂沭河河道塌岸是沂沭河中小洪水通常發(fā)生的險(xiǎn)情。這一險(xiǎn)情具有發(fā)生突然、發(fā)展迅速、后果嚴(yán)重的特點(diǎn)，如不及時(shí)搶護(hù)，將會(huì)危及堤防安全。

沂沭河河道塌岸發(fā)生的主要原因是水流沖淘刷深河岸坡腳。在河流的彎道，主流逼近凹岸，在水流侵襲、沖刷和彎道環(huán)流的作用下，河岸灘地逐漸被淘刷，使岸坡變陡，上層土體失穩(wěn)而最終崩塌，危及堤防。如遇強(qiáng)風(fēng)，水面波高浪大，波峰來臨時(shí)，沖擊坡面；波谷來臨時(shí)，形成負(fù)壓抽吸坡面，會(huì)造成河岸土體崩落。

三、搶險(xiǎn)技術(shù)

沂沭河河道塌岸搶護(hù)的原則是：緩流消波，增強(qiáng)崩岸的抗沖能力。搶護(hù)措施應(yīng)根據(jù)河勢(shì)，特別是近岸水流的狀況、崩岸后的水下地形情況以及施工條件等因素，酌情選用。首先要穩(wěn)定坡腳，固基防沖。待崩岸險(xiǎn)情穩(wěn)定后，再酌情處理岸坡。

1.腳固基抗沖

一旦發(fā)生塌岸險(xiǎn)情，首先考慮拋投料物，如石塊、石籠、砂袋等，以穩(wěn)定基礎(chǔ)、防止塌岸險(xiǎn)情的進(jìn)一步發(fā)展。

（1）拋石塊

拋投石塊從險(xiǎn)情最嚴(yán)重的部位開始，依次向兩邊展開。首先將石塊拋入沖坑最深處，逐步從下層向上層填充，以形成穩(wěn)定的阻滑體。在拋石過程中，要隨時(shí)測(cè)量水下地形，掌握拋石位置，以達(dá)到穩(wěn)定坡度（1∶1～1∶1.5）為止。拋投石塊盡量選用大的石塊，以免流失。在流速大、紊動(dòng)劇烈的壩頭等處，石塊重量一般應(yīng)達(dá)30～75kg；在流速較小，流態(tài)平穩(wěn)的順坡坡腳處，石塊重量一般不小于15kg。

在水深流急情況下拋石，應(yīng)選擇突擊搶拋的施工方法。集中力量，一次性拋入大量石塊，避免零拋散堆，造成不必要的石塊流失。從堤岸上拋投時(shí)，為避免砸壞堤岸，采用滑板，保持石塊平穩(wěn)下落。

（2）拋石籠

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)石塊體積較小，拋投后可能被水沖走時(shí)，可采用拋投石籠的方法。預(yù)先編織、扎結(jié)鉛絲網(wǎng)、鋼筋網(wǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)充填石料，石籠體積一般達(dá)1.0～2.5m3。拋籠從險(xiǎn)情嚴(yán)重部位開始，并連續(xù)拋投至一定高度。在拋投過程中，需不斷檢測(cè)拋投面坡度，使該坡度達(dá)到1∶1。

（3）拋砂（土）袋

在缺乏石料的地方，可利用草袋、麻袋或土工編織袋充填砂（土）料進(jìn)行拋投護(hù)腳。每個(gè)砂（土）袋重量宜在50kg以上，袋子裝砂（土）的充填度為70%～80%，以充填砂、砂壤土為好，裝填完畢后用鉛絲或尼龍繩綁扎封口。在施工過程中，需先拋一部分土袋將水面以下深槽底部填平，袋口向內(nèi)，然后層層錯(cuò)縫疊壓，順坡上拋，坡度1∶1，直砌到高出浪高處。如果河岸坡陡，在最下一層砂（土）袋前，可打一排木樁，以阻止土袋向外滑動(dòng)。河岸坍塌太陡時(shí)可簡(jiǎn)易削坡。

上述幾種拋投料物措施的根本目的在于固基、阻滑和抗沖，特別要注意將料物投放在沖坑最深處，避免將料物拋投在下滑坡體上加重險(xiǎn)情。

2.搶修短丁壩

為了減緩塌岸險(xiǎn)情的發(fā)展，必須采取措施防止急流頂沖的破壞作用。丁壩可以導(dǎo)引水流離岸，防止近岸沖刷，這是一種間斷性有重點(diǎn)的護(hù)岸形式。在急流頂沖明顯、沖刷面不斷擴(kuò)大的情況下，可應(yīng)急采用石塊、鉛絲石籠、砂石袋等拋堆成短壩，調(diào)整水流方向，以減緩急流對(duì)坡腳的沖刷。盡量采用機(jī)械化施工，以贏得時(shí)間。

四、搶險(xiǎn)案例

1.2005年沂河右岸北新汪塌岸應(yīng)急搶險(xiǎn)

（1）基本情況

北新汪塌岸險(xiǎn)工位于山東省臨沂市郯城縣勝利鄉(xiāng)北新汪村東沂河右岸，相應(yīng)堤防樁號(hào)28+140～28+640，全長(zhǎng)500m。該處河床、灘地土質(zhì)為砂土，抗沖性差，灘地距堤防最近處20m左右，現(xiàn)狀河床下切，當(dāng)上游來中小洪水時(shí)，主流靠近右岸沖刷，造成灘地坍塌，危及堤防安全。2005年6月24～26日，沂沭河上游普降暴雨，受連續(xù)降雨影響，27日3時(shí)沂河臨沂站出現(xiàn)了1960m3/s的洪峰流量，27日9時(shí)30分北新汪塌岸開始坍塌，到27日下午4時(shí)，坍塌長(zhǎng)度為500m，坍塌寬度為6～8m，灘地距堤腳最近處僅13m，形勢(shì)嚴(yán)峻。

（2）應(yīng)急搶險(xiǎn)方案

①砂袋護(hù)坡

從6月27日下午4時(shí)到6月28日上午11時(shí)，完成了430m塌岸搶險(xiǎn)加固，并做成坡長(zhǎng)達(dá)7～8m的護(hù)坡，基本控制住了險(xiǎn)情。

搶護(hù)方法：首先用挖掘機(jī)對(duì)塌岸進(jìn)行削坡，使坡比達(dá)到1∶1.5左右。組織搶險(xiǎn)隊(duì)伍裝砂袋、護(hù)坡，每6人一組，安排運(yùn)料、裝砂、整排等工序，沿河塌岸每1m為一組，以組為單位進(jìn)行合理有序搶護(hù)。砂裝袋裝滿60%～70%，扎口在頂部。水下砌砂袋基礎(chǔ)，寬度達(dá)到2m，人工碼放，砂袋扎口朝向河岸，排嚴(yán)、整平，層排層壓?；A(chǔ)出水面后，水上護(hù)坡，貼住岸坡拋砂袋，層層壓實(shí)，上層壓下層的中間或偏后，避免對(duì)縫和直縫。

②丁壩搶護(hù)

由于砂袋臨時(shí)護(hù)坡很容易滑塌，再有中型洪水出險(xiǎn)的可能性極大，為了進(jìn)一步鞏固搶護(hù)成果，采用丁壩挑流、減小塌岸附近水流流速控制塌岸險(xiǎn)情發(fā)展。確定在塌岸距堤防較近的河段布置5條丁壩，壩長(zhǎng)15m，頂寬3m，邊坡1∶1.5，壩頂高程采用2000m3/s流量對(duì)應(yīng)的洪水位高程。同時(shí)對(duì)已完成的砂袋護(hù)坡進(jìn)行重新整理。

搶護(hù)方法：首先根據(jù)河勢(shì)選定壩址，在河道內(nèi)壩頭處插上兩根花桿，岸邊設(shè)置標(biāo)記，確定壩址。利用挖掘機(jī)和裝載機(jī)各一臺(tái)配合作業(yè)，挖掘機(jī)在壩根處操作，裝載機(jī)協(xié)助轉(zhuǎn)運(yùn)石料，石料運(yùn)到岸邊后，挖掘機(jī)將石料放到壩體位置，壩體從岸邊向河內(nèi)、從中間向兩側(cè)逐步推進(jìn)。拋石丁壩頂寬比挖掘機(jī)履帶寬1m，保證挖掘機(jī)在壩頂暢行。先將石料盡量堆高，然后利用挖掘機(jī)向河內(nèi)推進(jìn)，在推進(jìn)的同時(shí)下壓，起到壓實(shí)壩體、避免小塊石料被水流沖走的效果。壩體整理成形后，及時(shí)用挖掘機(jī)裝水沖洗壩體中的砂、土等，讓石塊緊密結(jié)合。

（3）搶救效果

由于搶險(xiǎn)措施得當(dāng)，北新汪塌岸坍塌情況得到有效控制。砂袋護(hù)坡和短丁壩的相互配合阻止了洪水進(jìn)一步?jīng)_刷河岸，河道內(nèi)上游來水被丁壩挑流離岸，洪水流速明顯減緩，阻止了灘地的進(jìn)一步坍塌，除險(xiǎn)效果好。

2.2012年沂河左岸茶山攔河壩段塌岸應(yīng)急處理

（1）基本情況

險(xiǎn)情位于山東省臨沂市河?xùn)|區(qū)湯頭街道辦事處湯佛崖村西，沂河左岸茶山攔河壩上下游段，對(duì)應(yīng)左堤樁號(hào)95+950～96+690。該河段河床右岸高左岸低，右岸河床為巖層，左岸河床及灘地土質(zhì)較差，多為砂質(zhì)，左岸灘地寬約120m。

2012年7月9~10日，在前期連續(xù)大范圍、強(qiáng)降雨的情況下，沂沭河流域再次出現(xiàn)強(qiáng)降雨，臨沂市平均降雨111.7mm。7月10日10時(shí)20分左右，洪峰通過該險(xiǎn)工處，最大流量約2300m3/s，茶山攔河壩左岸壩體發(fā)生潰壩，長(zhǎng)度約75m，潰壩改變了河道主流方向，從潰壩處集中下泄，沖刷上下游灘地，形成塌岸險(xiǎn)情，坍塌總長(zhǎng)740m，寬約100m，最窄處距堤腳12m。

（2）應(yīng)急處理方案

①7月10日17時(shí)搶險(xiǎn)工作全面展開。在險(xiǎn)工上游段現(xiàn)場(chǎng)砍伐楊樹，將樹頭端沉入水面、樹根部用繩索固定在岸邊消減洪水沖刷，在樹木下游處拋筑砂袋丁壩，形成挑流。隨后又緊急調(diào)撥施工機(jī)械，在上游坍塌最嚴(yán)重處（玉平路大橋下方）拋筑砂石丁壩，進(jìn)一步形成挑流，降低灘地沖刷強(qiáng)度。至7月11日凌晨2時(shí)，第一階段的應(yīng)急搶險(xiǎn)基本結(jié)束，險(xiǎn)情得到了暫時(shí)性的控制。②為使險(xiǎn)工得到有效保護(hù)，確保應(yīng)對(duì)后續(xù)可能發(fā)生的大洪水，7月12日第二階段應(yīng)急處理工作全面啟動(dòng)，至7月14日下午5點(diǎn)，茶山壩下游段500m塌岸險(xiǎn)工防汛應(yīng)急處理工程完工。應(yīng)急處理方案采取打樁拋石護(hù)岸加丁壩挑流，具體方案為：搶筑拋石丁壩9條，間距40m，每條丁壩長(zhǎng)15m，頂寬2m，水下采用鉛絲籠亂石基礎(chǔ)，水面以上采用拋石砌筑壩體，頂高程為水面高程加2m。打樁拋鉛絲籠石護(hù)岸500m，頂高程平灘地高程，坡比1∶1.5，鉛絲籠亂石護(hù)坡厚0.8m，護(hù)坡腳水平拋投2m后打樁，木樁間距0.5m。同時(shí)，茶山攔河壩上游段塌岸治理及壩體拆除工作也在緊張進(jìn)行中，至7月20日，基本完成了壩體中段拆除、東段堵復(fù)，玉平路大橋橋下行洪斷面整理、中泓行洪通道疏通等應(yīng)急處理工作，有效地改變了河道水流形態(tài)，減少了左岸段的洪水過流壓力。

（3）搶救效果

7月23日15時(shí)，沂河再次發(fā)生洪水，該處最大流量達(dá)1800m3/s，洪水順利通過，未發(fā)生新的險(xiǎn)情，證明該處險(xiǎn)情應(yīng)急處理方案是科學(xué)有效的。

五、結(jié)束語

拋石（籠）、拋砂袋結(jié)合搶修短丁壩等搶險(xiǎn)措施在1997年沂河右岸碼頭壩下灘地坍塌搶險(xiǎn)、2005年沂河右岸北新汪塌岸搶險(xiǎn)、2005年老沭河右岸后龍門河岸灘地坍塌搶險(xiǎn)、2007年沭河右岸后東莊灘地坍塌應(yīng)急處理、2008年沂河右岸郯城高大塌岸搶險(xiǎn)、2012年沂河左岸茶山攔河壩段塌岸搶險(xiǎn)等沂沭河中小洪水搶險(xiǎn)中取得了良好效果，此種搶險(xiǎn)措施方案有進(jìn)一步研究推廣的價(jià)值，也可作為同類型河道搶險(xiǎn)的參考

（作者單位:沂沭泗局沂沭河水利管理局 276000）

（專欄編輯：王 適）