淺談泗河下采煤沉陷治理段河道的運(yùn)行管理

劉佩璽　馬春雷　姜永鵬

工程管理

淺談泗河下采煤沉陷治理段河道的運(yùn)行管理

劉佩璽馬春雷姜永鵬

泗河是南四湖湖東地區(qū)最大的山洪河道，保護(hù)著濟(jì)寧市7個(gè)縣市區(qū)、37個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、1514個(gè)鄉(xiāng)村、211.8萬(wàn)畝耕地和200.8萬(wàn)人的防洪安全。河道全長(zhǎng)159km，流域面積2357km2，流域內(nèi)有古城煤礦、鮑店煤礦、濟(jì)二、濟(jì)三等國(guó)家和地方特大、大型煤礦10余座，一直是濟(jì)寧市經(jīng)濟(jì)最具實(shí)力和活力的區(qū)域。

一、泗河下采煤現(xiàn)狀

泗河下采煤自1993年開(kāi)始，至今有20余年的時(shí)間，泗河下采煤共涉及鄒城、兗州、高新區(qū)、曲阜、任城5個(gè)縣（市）區(qū)，10多個(gè)煤礦，40余個(gè)作業(yè)面。截至目前，泗河塌陷堤防治理長(zhǎng)度共32.09km，其中右岸17.28km，左岸14.81km，占泗河堤防總長(zhǎng)度的23%，同時(shí)仍有增加的趨勢(shì)，對(duì)泗河的影響極大。

二、河下采煤對(duì)河道的影響

河下采空后會(huì)導(dǎo)致河道下沉，改變河勢(shì)，引起河流沖淤變化以及上下游河岸沖刷破壞，同時(shí)引起堤防、灘地及護(hù)堤地產(chǎn)生裂縫，破壞堤防的邊坡穩(wěn)定性和防滲能力，使局部堤防嚴(yán)重下沉，喪失堤防功能。

1.裂縫危害

開(kāi)采引起的裂縫主要有兩種：一是位于采煤工作邊界以外的永久性拉伸裂縫，另一種是在采煤工作面上方的可閉合裂縫。特別是由于沉陷的不均勻，在垂直堤防方向產(chǎn)生的拉伸貫通裂縫，最大裂縫寬度可達(dá)20cm以上，極易誘發(fā)管涌和流土，甚至直接形成漏水通道，在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生潰堤的風(fēng)險(xiǎn)。

2.河勢(shì)改變

河下采煤塌陷后，可能會(huì)在原先河道穩(wěn)定的河段，影響水流的挾沙力，引起河底、河岸和堤防的沖刷及河道中泓的改變，損壞地形地貌，加劇水土流失，對(duì)上下游橋梁和堤防的安全造成威脅。

截至目前，泗河已進(jìn)行了近20余次的采煤塌陷段治理，涉及的堤防大部分位于防洪壓力較大的泗河中下游。因此要加大對(duì)采煤塌陷治理的管理力度，在實(shí)施工程措施時(shí)，加大非工程措施的實(shí)施，確保泗河的運(yùn)行安全。

三、采煤沉陷治理的措施

治理的主要內(nèi)容包括堤防、灘地和外護(hù)堤地的修復(fù)治理以及裂縫處理，經(jīng)過(guò)治理，河道斷面得到恢復(fù)，但治理效果未經(jīng)大洪水考驗(yàn)，仍需在實(shí)踐中進(jìn)行檢驗(yàn)，為泗河的日常管理和防洪安全帶來(lái)了較大隱患。

1.裂縫處理措施

在修復(fù)治理中，必須先對(duì)裂縫進(jìn)行治理，然后才能對(duì)堤防及灘地進(jìn)行加高恢復(fù)。

（1）拉伸貫通裂縫治理：對(duì)于地表形成的較大裂縫，一般在裂縫發(fā)展基本穩(wěn)定，不再出現(xiàn)明顯的擴(kuò)展時(shí)進(jìn)行，采用開(kāi)挖后重新回填壓實(shí)的方法處理。裂縫開(kāi)挖深度采用石灰水灌注裂縫方式確定。

（2）閉合裂縫治理：在工作面上方的裂縫受開(kāi)采影響后出現(xiàn)，裂縫逐漸發(fā)育，工作面推進(jìn)一段距離后，裂縫由于進(jìn)入壓縮變形區(qū)，受周圍壓力作用，裂縫又趨于閉合。此種裂縫應(yīng)在裂縫開(kāi)始閉合時(shí)采用灌漿進(jìn)行處理，此時(shí)的灌漿體在堤防自身重力作用下進(jìn)行修復(fù)，會(huì)對(duì)裂縫內(nèi)的充填體進(jìn)一步擠密壓實(shí)，達(dá)到更好的效果。

2.堤防修復(fù)措施

泗河堤防目前全線已達(dá)到20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，由于采煤沉陷的特殊性，為強(qiáng)化沉陷治理段的安全儲(chǔ)備，對(duì)沉陷堤防的修復(fù)采用50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。

在裂縫處理完后，對(duì)堤防按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加高、加固的修復(fù)治理，分層上土，分層碾壓，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)河下采煤工作面比較集中的堤段，常采取預(yù)加固與沉陷后修復(fù)治理相結(jié)合的方式。根據(jù)礦區(qū)的采煤規(guī)劃，預(yù)測(cè)各工作面采煤的影響范圍，在沉陷位置按照預(yù)測(cè)進(jìn)行預(yù)加固及備土，穩(wěn)沉后再對(duì)裂縫和堤岸進(jìn)行修復(fù)。

3.灘地、護(hù)堤地修復(fù)

在裂縫處理完成后，灘地和護(hù)堤地按規(guī)范高程和寬度進(jìn)行恢復(fù)，確保與上下游相銜接，為保護(hù)新筑灘地，防止水流沖刷，在河岸處進(jìn)行拋石護(hù)腳或砌石護(hù)坡。

四、沉陷治理段的制度化管理

以兗礦集團(tuán)鮑店煤礦為例，鮑店煤礦在泗河下有近10個(gè)工程面，影響泗河堤防達(dá)10km，最大塌陷深度達(dá)9m，是對(duì)泗河影響的最大的煤礦之一。為保證沉陷治理段的日常運(yùn)行和防洪安全，按照“誰(shuí)損壞，誰(shuí)負(fù)責(zé)”的原則，對(duì)采煤沉陷治理段實(shí)施重點(diǎn)維修養(yǎng)護(hù)措施和非工程措施，并形成有針對(duì)性的制度化管理。

1.編制采煤深陷段重點(diǎn)維修養(yǎng)護(hù)方案

由河道主管單位編制沉陷治理段的維修養(yǎng)護(hù)方案，在《堤防工程養(yǎng)護(hù)修理規(guī)程》（SL595-2013）要求的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地強(qiáng)化了相關(guān)項(xiàng)目的養(yǎng)護(hù)力度。重點(diǎn)加強(qiáng)了對(duì)灘地、堤防、馬道、護(hù)堤地的裂縫巡查觀測(cè)，布置了沉陷段河勢(shì)觀測(cè)網(wǎng)，每月進(jìn)行高程和位移觀測(cè)，定期進(jìn)行堤身內(nèi)部隱患探測(cè)。

2.日常養(yǎng)護(hù)

根據(jù)水利部、財(cái)政部頒布的《水利工程維修養(yǎng)護(hù)定額標(biāo)準(zhǔn)》，沉陷段常規(guī)養(yǎng)護(hù)主要內(nèi)容包括堤頂、堤坡、上堤馬道及附屬設(shè)施等項(xiàng)目的維修養(yǎng)護(hù)。通過(guò)專業(yè)化的日常養(yǎng)護(hù)，使堤防斷面滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，堤坡平順，堤頂?shù)缆菲秸麜惩?，管理設(shè)施完備，堤防整潔有序，使工程保持良好運(yùn)行狀態(tài)。

3.專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)

針對(duì)采煤沉陷的特點(diǎn)，重點(diǎn)加強(qiáng)了裂縫巡查觀測(cè)、河勢(shì)位移觀測(cè)和堤身內(nèi)部隱患探測(cè)。

（1）裂縫巡查觀測(cè)

安排專業(yè)技術(shù)人員定期對(duì)灘地、堤防、馬道、護(hù)堤地進(jìn)行裂縫巡查，填寫巡查報(bào)告。如遇強(qiáng)降雨或上游來(lái)水，應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)頻次，視降雨和來(lái)水強(qiáng)度，進(jìn)行24h值班巡查。

（2）河勢(shì)觀測(cè)

布置河勢(shì)觀測(cè)網(wǎng)，每月進(jìn)行高程和位移測(cè)量。強(qiáng)降雨或洪水過(guò)后，要立即測(cè)量，繪制累計(jì)變化曲線，做好變化趨勢(shì)對(duì)比分析。

（3）堤身內(nèi)部隱患探測(cè)

由于采煤沉陷造成堤身內(nèi)部的情況較為復(fù)雜，掌握其內(nèi)部應(yīng)變可以提前應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的變化。采用地質(zhì)雷達(dá)或利用高密度電法定期進(jìn)行探測(cè)，每季度探測(cè)一次，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)深層誘發(fā)裂縫。

4.非工程管理措施

根據(jù)防洪實(shí)踐運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn)，用防洪工程措施控制洪水是有限度的，而且代價(jià)也較大，防洪工程措施必須與非工程措施相結(jié)合，才能發(fā)揮更大效能，防洪非工程措施作為減少洪災(zāi)的綜合措施之一，越來(lái)越受到重視。為最大限度地降低采煤沉陷區(qū)的防洪風(fēng)險(xiǎn)，在防洪工程措施管理的基礎(chǔ)上，制定針對(duì)采煤沉陷區(qū)的防洪非工程措施，主要有以下內(nèi)容：

（1）做好洪水預(yù)警預(yù)報(bào)。泗河流域上游為山區(qū)，下游為平原，落差大，流域面積主要集中在上游的泗水縣和曲阜市?？衫勉艉雍樗畟鞑v時(shí)圖，根據(jù)上游的降雨和洪水情況，及時(shí)向各煤礦發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的預(yù)警，以便為抗洪搶險(xiǎn)和井下撤離提供信息，確保安全并減少損失。

（2）制定汛期管理措施。進(jìn)入汛期除進(jìn)行常規(guī)的巡查和值守工作外，各煤礦成立專業(yè)防汛搶險(xiǎn)隊(duì)，針對(duì)塌陷區(qū)可能出現(xiàn)的各種險(xiǎn)情進(jìn)行專業(yè)的搶險(xiǎn)培訓(xùn)，并定期演練。做好防汛料物儲(chǔ)備，由于塌陷區(qū)的特殊性，料物的數(shù)量應(yīng)在現(xiàn)狀堤防級(jí)別的基礎(chǔ)上按定額提高一級(jí)進(jìn)行儲(chǔ)備。

（3）與各煤礦簽訂防汛責(zé)任狀。要提高對(duì)防洪工作的認(rèn)識(shí)，克服僥幸心理，每年汛前對(duì)各煤礦的防汛隊(duì)伍和料物的準(zhǔn)備情況進(jìn)行檢查，并落實(shí)年度搶險(xiǎn)演練計(jì)劃的內(nèi)容和時(shí)間，簽訂防汛責(zé)任狀。

五、結(jié)語(yǔ)

采煤沉陷治理的河道管理是目前泗河工程和防汛管理的重要內(nèi)容之一，利用養(yǎng)護(hù)工程措施和非工程措施對(duì)沉陷治理段進(jìn)行制度化管理，取得了一定的實(shí)效，目前整個(gè)工程運(yùn)行良好。由于沉陷河道內(nèi)部及河道外部邊界條件存在不確定性和復(fù)雜性，沉陷治理段河道的管理也不是一成不變的，應(yīng)在動(dòng)態(tài)管理的模式下，積極探索新的方法和措施，確保泗河沉陷段河道日常運(yùn)行和防洪安全■

（作者單位：山東省濟(jì)寧市泗河管理處272100）