長(zhǎng)江揚(yáng)中河段指南村窩崩應(yīng)急治理及效果分析

羅龍洪， 蘇長(zhǎng)城， 應(yīng) 強(qiáng)， 袁文秀

(1.江蘇省水利工程規(guī)劃辦公室， 江蘇 南京 210029； 2.南京水利科學(xué)研究院， 江蘇 南京 210029)

1 窩崩簡(jiǎn)介

2017年11月8日凌晨5點(diǎn)，揚(yáng)中市三茅街道指南村附近發(fā)生窩崩險(xiǎn)情，09：20時(shí)坍勢(shì)加劇，11:00時(shí)險(xiǎn)情進(jìn)一步擴(kuò)大，威脅到主江堤，11：20時(shí)主江堤開始坍失，之后坍勢(shì)漸緩，至18：00時(shí)基本趨于穩(wěn)定。崩岸形成的窩塘呈“Ω”形狀，窩塘中間區(qū)域較為平緩，底高程一般在-20～-30 m。共坍失主江堤440 m、江岸線540 m，坍失最大進(jìn)深190 m、面積9.73 hm2、房屋9棟[1]，窩塘內(nèi)共計(jì)塌坍158萬m3。窩崩現(xiàn)場(chǎng)見圖1。

由于窩崩使江堤崩塌，江堤內(nèi)的地平比高潮時(shí)要低80 cm，由于此次搶險(xiǎn)工程方案合適，搶險(xiǎn)施工及時(shí)，避免了高潮時(shí)潮水漫入農(nóng)田村莊而產(chǎn)生的進(jìn)一步損失。故本文介紹搶護(hù)及治理措施，研究分析搶護(hù)效果，以期為類似窩崩的搶護(hù)起指導(dǎo)作用。

圖1 揚(yáng)中指南村窩崩位置及現(xiàn)場(chǎng)圖

2 堤防搶筑與復(fù)建

2.1 子堤搶筑

2017年11月8日的潮位過程如圖2所示(85國(guó)家高程，下同)，根據(jù)記載，在凌晨05：30時(shí)發(fā)現(xiàn)窩崩，09：20時(shí)坍勢(shì)加劇，11:00時(shí)險(xiǎn)情進(jìn)一步擴(kuò)大，威脅到主江堤，11:20時(shí)主江堤開始坍失，之后坍勢(shì)漸緩，至18：00時(shí)基本趨于穩(wěn)定。

圖2 枯季大潮潮位過程線

8日8：00時(shí)接險(xiǎn)情上報(bào)揚(yáng)中市防辦，確認(rèn)屬于典型坍江，且險(xiǎn)情有加大趨勢(shì)，9：00時(shí)險(xiǎn)情上報(bào)揚(yáng)中市防汛防旱指揮部，并請(qǐng)示啟動(dòng)揚(yáng)中市防御洪水Ⅱ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)。同時(shí)將險(xiǎn)情第一時(shí)間上報(bào)揚(yáng)中市應(yīng)急辦、鎮(zhèn)江市防辦、江蘇省防辦。10：00時(shí)啟動(dòng)揚(yáng)中市防御洪水Ⅱ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)指令。

現(xiàn)場(chǎng)預(yù)判，晚高潮水位在20：00時(shí)5.40 m左右，預(yù)測(cè)水位將超過地面0.7～0.8 m(實(shí)際約0.9 m)，必須在18：00時(shí)漲潮前完成子堤搶筑，時(shí)間僅剩6 h。

堤線布置：考慮崩岸段周邊安全距離，結(jié)合現(xiàn)有上堤道路布置，在主江堤后方約150 m處搶筑1.5 m高的臨時(shí)子堤：子堤上游至三墩港南側(cè)，下游至指南村十五組。11月9日根據(jù)崩岸進(jìn)一步發(fā)展?fàn)顩r，為防止子堤崩塌，將其兩端進(jìn)一步延伸，上游向北至自來水廠，下游向南至指南站附近,填筑子堤長(zhǎng)度共1.39 km。堤線平面走向見圖3。

設(shè)計(jì)水位：主要依據(jù)本河段11月至次年4月歷史最高水位確定，根據(jù)河段附近過船港閘水文站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，確定子堤設(shè)計(jì)洪水位為4.06 m。

斷面設(shè)計(jì)：子堤堤頂高程考慮風(fēng)浪及超高，本次設(shè)計(jì)安全超高為1m，子堤頂高程不得低于5.1 m，堤頂寬度為3 m，兩側(cè)坡比均為1∶2。

8日14：00左右指揮部根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，統(tǒng)一調(diào)度指揮， 30余臺(tái)大型挖掘機(jī)械和2000多人，分組、分作業(yè)段進(jìn)行施工，通過全體人員努力，晚上17:10時(shí)子堤成功合攏，隨后在迎水面搶鋪彩條布，開展巡查加固、處置滲水段等工作，子堤建成有效的阻擋了高潮位時(shí)的潮水侵襲[2]。

圖3 子堤搶筑堤線示意圖

2.2 干堤復(fù)建

江堤改建：子堤僅能防御2017年11月至2018年4月期間的防洪安全，因此在汛前，應(yīng)恢復(fù)缺失的主江堤，以保證安全渡汛。根據(jù)《長(zhǎng)江流域綜合規(guī)劃(2012—2030年)》和《長(zhǎng)江流域防洪規(guī)劃》，確定本工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)為防御新中國(guó)成立以來發(fā)生的最大洪水(即1954年型洪水)。參照流域規(guī)劃提出的沿江堤防防洪設(shè)計(jì)水位，適當(dāng)考慮潮水和臺(tái)風(fēng)影響作為設(shè)計(jì)洪水位，采用設(shè)計(jì)水位6.51 m，相當(dāng)于100年一遇洪水位，堤防級(jí)別為2級(jí)[3]。其中：

(1)全線完成1 331 m堤防土方填筑，堤頂標(biāo)高填至7.01 m，堤頂寬10.7 m，外坡比1∶3，內(nèi)坡比1∶2.5，實(shí)際完成土方填筑約22.5萬m3。

(2)完成指南泵站和三墩港泵站的涵洞澆筑和堤身段土方回填，涵洞下閘擋水，完成泵站流道層和消力池澆筑。

(3)完成全段迎水面臨時(shí)防護(hù)，鋪設(shè)土工布2.9萬m2，堤頂鋪設(shè)鋼板臨時(shí)道路0.39萬m2。

3 窩塘治理及河岸加固

為保障揚(yáng)中市防洪安全、遏制險(xiǎn)情進(jìn)一步發(fā)展，按照 “守兩肩、固周邊、先促淤、后封口”的原則進(jìn)行布置[4-5]，工程劃分為窩塘上肩、窩塘口門、窩塘下肩以及窩塘內(nèi)緣4個(gè)區(qū)域。

3.1 守兩肩

(1)窩塘上肩拋?zhàn)o(hù)長(zhǎng)度350 m，護(hù)岸外緣基本沿-20～-25 m等深線布設(shè)防崩層，窩塘外側(cè)防崩層厚2.0 m，寬15 m，窩塘內(nèi)側(cè)防崩層厚1.5 m，寬10 m；防崩層內(nèi)側(cè)為近岸拋石，拋厚1.0 m，拋寬40～145 m。

(2)窩塘下肩拋?zhàn)o(hù)長(zhǎng)度245 m，護(hù)岸外緣基本沿-25～-30 m等深線布設(shè)防崩層，窩塘外側(cè)防崩層厚2.0 m，寬15 m；防崩層內(nèi)側(cè)為近岸護(hù)岸，拋寬80～140 m。窩塘下肩屬于迎流頂沖區(qū)域，為加強(qiáng)守護(hù)力度，外側(cè)20 m寬范圍內(nèi)采用格賓石籠防護(hù)，內(nèi)側(cè)全部為散拋塊石。格賓石籠尺寸為1.5 m(長(zhǎng))×1.2 m(寬)×0.55 m(高)。

3.2 固周邊

(1)防護(hù)范圍從二墩港上游500 m至泰州大橋下游約100 m，守護(hù)長(zhǎng)度4 150 m。采用散拋塊石進(jìn)行防護(hù)，拋?zhàn)o(hù)標(biāo)準(zhǔn)：水下護(hù)腳拋厚均為1.2 m，防崩層拋厚均為2.0 m，根據(jù)河床深度和坡比，上游防崩層寬15 m，下游防崩層寬20 m。

(2)鎖口門：在自然淤積的條件下，為使窩塘盡快自然回淤，窩塘口的鎖壩高度以5 m左右為宜；窩塘口門拋?zhàn)o(hù)長(zhǎng)度95 m，護(hù)岸內(nèi)緣基本沿-30 m等深線布設(shè)，口門處拋石厚度2.0 m，拋寬40 m。在窩塘口門內(nèi)側(cè)沉樹頭石，以減緩窩塘內(nèi)水流流速，沉樹頭石區(qū)域長(zhǎng)230 m，寬60 m。按照每4 m2布置1組，共計(jì)3 450組。沉樹頭石采用新鮮樹頭，綁扎袋裝碎石后進(jìn)行拋投沉放。

3.3 先促淤，后封口

窩塘內(nèi)采用沉樹頭石進(jìn)行減流促淤，沉樹頭石面積39 585 m2，每9 m2沉1棵樹頭石。沉樹頭石選用新鮮樹頭，高度不小于5 m，綁扎袋裝碎石后進(jìn)行拋投沉放。根據(jù)窩塘內(nèi)實(shí)際測(cè)流成果，并按設(shè)計(jì)流量同倍比放大后，沉樹頭石設(shè)計(jì)流速確定為1.1 m/s。經(jīng)計(jì)算，沉樹頭石配重取為280 kg。由于窩塘內(nèi)回淤需要較長(zhǎng)的時(shí)間，加上長(zhǎng)江來流含沙量減少，封口的工作尚未進(jìn)行。

4 搶護(hù)與治理效果分析

窩塘應(yīng)急治理有效地抑制了崩窩的發(fā)展，為窩崩岸段退堤建設(shè)等后續(xù)治理工作提供了基礎(chǔ)和保障。

搶險(xiǎn)工程施工期間共完成7次水下地形監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)表明：窩塘形成初期，2017年11月9日至20日，陸上陡坎存在調(diào)整、后退的現(xiàn)象，水下岸坡(尤其是0 m等高線)持續(xù)緩慢后移；2017年11月29日至2018年1月3日，窩塘內(nèi)基本無明顯變化，窩塘近岸陡坎繼續(xù)坍塌，但速率漸緩，窩塘中部因坍塌土體堆積而表現(xiàn)為等深線略有收縮；隨著近岸不斷坍塌，窩塘近岸邊坡變緩而趨于穩(wěn)定，坍塌下來堆積窩塘中部的松散土體逐漸外流、沉陷，窩塘中部表現(xiàn)為等深線略有擴(kuò)展，見圖4。

窩塘搶險(xiǎn)工程有效的控制住了坍勢(shì)的發(fā)展，保障了該段河勢(shì)總體穩(wěn)定。

5 結(jié) 論

根據(jù)長(zhǎng)江感潮河段實(shí)際情況和崩岸段危急程度制定了窩崩的搶護(hù)與治理方案，窩塘應(yīng)急治理按照“守兩肩、固周邊、先促淤、后封口”的原則，進(jìn)行了兩肩和周邊的拋石防護(hù)、窩塘內(nèi)沉樹頭石減流促淤等措施，工程方案的實(shí)施限制了窩塘的發(fā)展，穩(wěn)定了局部河勢(shì)；子堤搶筑和堤防退建工程防止了高潮位入侵，保障了洲內(nèi)人民生命財(cái)產(chǎn)安全、防洪安全，治理效果明顯。

圖4 窩崩后口門河床斷面地形變化