對中小流量洪水險情頻發(fā)原因的思考

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。

1 工程出險情況

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

2 工程出險原因

2.1 沖淤變化

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(yán)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。

2.2 溜勢變化

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。

2.3 結(jié)構(gòu)不合理

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(yán)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。

2.4 工程薄弱

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?，且基本沒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。