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堤壩破拆行洪搶險(xiǎn)方案探討

文檔作者：莫大源周磊文檔來源：中國人民武裝警察部隊(duì)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年11月06日
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第47卷第11期
2 0 1 6年6月
人 民 長 江
Yangtze River
Vo1．47．No．11
June， 2016
文章編號：1001—4179(2016)11—0029一O2
堤壩破拆行洪搶險(xiǎn)方案探討
莫大源，周 磊
(中國人民武裝警察部隊(duì)水電第一總隊(duì)，廣西南寧530028)
摘要：為了加強(qiáng)對自然災(zāi)害和突發(fā)事件的應(yīng)急管理，必須建立并逐步完善社會公共安全保障應(yīng)急救援體系，從
而最大程度降低突發(fā)災(zāi)害帶來的損失和傷害。針對典型的水庫、堰塞湖以及江河堤壩的拆除進(jìn)行了研究，分
別對漫壩險(xiǎn)情、山體滑坡或泥石流險(xiǎn)情、戰(zhàn)爭可能造成水庫大壩嚴(yán)重?fù)p毀以及需要分洪等不同情形下的堤壩
拆除方案選擇進(jìn)行了探討。研究結(jié)果可為今后應(yīng)對類似險(xiǎn)情提供參考依據(jù)，并為國家應(yīng)急部門及應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)
制定“快速、安全、精準(zhǔn)”的搶險(xiǎn)方案提供經(jīng)驗(yàn)積累。
關(guān)鍵詞：應(yīng)急搶險(xiǎn)；救援方案；堤壩拆除；堤壩
中圖法分類號：TV697 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2016．11．008
1 背景介紹
堤壩拆除搶險(xiǎn)主要是指在危急情況下，快速打開
堤壩缺口，以達(dá)到迅速降低庫(或河)水位的目的。出
現(xiàn)堤壩拆除搶險(xiǎn)的情形有：① 在泄洪通道無法滿足泄
洪要求的前提下，對部分或全部堤壩進(jìn)行拆除，打開泄
洪缺口，防止洪水漫壩造成土石壩潰壩險(xiǎn)情。② 地震
發(fā)生山體滑坡或泥石流，對原泄洪通道造成堵塞，使原
來泄洪通道無法滿足上游來水而產(chǎn)生水庫或堰塞湖險(xiǎn)
情，而對部分或全部堤壩進(jìn)行拆除來改變行洪通道，從
而化解水庫或堰塞湖險(xiǎn)情。③ 在發(fā)生戰(zhàn)爭的危急情
況下，如戰(zhàn)爭可能造成水庫大壩嚴(yán)重?fù)p毀，對下游人民
生命財(cái)產(chǎn)造成無可估量的損失，因此對部分堤壩進(jìn)行
快速拆除，以達(dá)到快速減少庫容的目的。④ 上游洪水
較大，下游河道無法滿足排泄要求，下游淹沒損失巨
大，在中上游有分洪的條件下，為了減少下游的淹沒損
失，在有分洪條件的部位拆除河堤分洪。
2 搶險(xiǎn)方案選擇
根據(jù)搶險(xiǎn)目標(biāo)(水庫、堰塞湖、江河等)所需的下
泄流量，確定破口的位置形狀及尺寸。若缺口下游無
下泄通道，則可選擇在缺口下游開挖泄流槽，將下泄水
流導(dǎo)流至下游原河道上。
2．1 技術(shù)方案選擇
選擇拆除缺口的總原則是快速、安全、對原建筑物
的安全和周圍環(huán)境影響和損失最小?？傇瓌t包括：①
拆除難度小，施工安全，所需時(shí)間短；② 拆除工程量
少，施工便捷、快速有效；③ 災(zāi)后容易恢復(fù)，成本低。
2．1．1 水庫搶險(xiǎn) 一
水庫搶險(xiǎn)時(shí)，在泄洪設(shè)施無法滿足排洪要求時(shí)，為
了防止洪水漫壩造成土石壩潰壩險(xiǎn)情，一般選擇打開
擋水缺口泄洪。對于缺口部位選擇，有土石壩副壩時(shí)，
如副壩較小而拆除后又能滿足排洪要求，則優(yōu)先選擇
拆除土石壩副壩。這是因?yàn)橥潦瘔尾鸪y度小、速度
快；災(zāi)后容易恢復(fù)，且成本低。而且，壩后一般有天然
排洪通道，減少了壩后排洪槽的開挖工程量。在無小
型土石壩副壩時(shí)，一般選擇在較薄的擋水堤埂或較小
山體處打開缺口來泄洪。在巖性選擇上，一般優(yōu)先選
擇在土質(zhì)或風(fēng)化巖的部位，達(dá)到快速搶險(xiǎn)的目的。拆
除方案一般是先用反鏟挖除較厚的擋水體部分，預(yù)留
擋水巖體或壩體，最后鉆孔一次爆破拆除。
2．1．2 堰塞湖搶險(xiǎn)
地震發(fā)生山體滑坡或泥石流堵塞河道所形成的堰
塞壩體一般都不穩(wěn)定，極易形成潰壩。如堰塞壩體突
然潰壩，往往對下游人民的生命和財(cái)產(chǎn)造成不可估量
收稿日期：2016—03—28
作者簡介：莫大源，男，工程師，主要從事水利水電工程施工。E—mail：wjmdy619@qq．eom
30 人 民 長 江
的損失。所以對打開堰塞湖的泄水通道的時(shí)間要求往
往比較緊。堰塞湖搶險(xiǎn)時(shí)，一般是選擇在天然埡口處
或在河堤較易破口的堤段打開缺VI(缺VI下游有排洪
通道時(shí))形成泄水通道，以降低湖水位并減少庫容，降
低潰壩的可能性，減少對其下游地區(qū)的影響。如沒有
天然埡口或河堤，可選擇在堰塞壩體適當(dāng)部位開挖泄
水槽，并做好泄水槽的防沖工作。要選擇好泄水槽的
進(jìn)出口位置，特別注意出口不要對下游河道造成過大
沖刷。需要爆破開挖時(shí)，則應(yīng)控制爆破技術(shù)，盡量減少
爆破振動對堰塞壩體的擾動，防止由于爆破振動產(chǎn)生
潰壩險(xiǎn)象。
2．1．3 江河分洪搶險(xiǎn)
江河分洪搶險(xiǎn)一般是在洪水會對下游產(chǎn)生巨大洪
水淹沒損失時(shí)，有計(jì)劃地分洪以減少下游淹沒損失。
在已預(yù)定有分洪區(qū)或滯洪區(qū)扒口時(shí)，一般是采用反鏟
開挖及爆破拆除相結(jié)合的戰(zhàn)術(shù)，在預(yù)約地點(diǎn)扒口分洪。
在沒有預(yù)定分洪區(qū)的河道，則臨時(shí)選擇最適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)
扒口分洪。
2．2 方案參數(shù)的選擇
根據(jù)所需要下泄的流量來計(jì)算缺口尺寸，從而確
定缺口或泄流槽的形狀尺寸。
2．2．1 泄流能力
泄流量計(jì)算公式如下
n
Q = R J (1)
n
式中， 為水面寬度，m；n為糙率系數(shù)；J為槽底坡
降；R為水力半徑，m。
從上式不難看出，在糙率系數(shù)n、水面寬 和槽底
坡降．，不變的情況下，流量Q與水力半徑 是高次方
的關(guān)系，也就是說，水深的增加對泄流槽的泄流能力影
響最大。
2．2．2 泄流槽沖刷
按照部位和性質(zhì)，泄流槽沖刷可分為槽底刷深、槽
體展寬和槽體淘蝕。如缺口處和泄流槽為松散巖體或
土壤時(shí)，則會出現(xiàn)水流沖刷。
(1)槽底刷深。泄流時(shí)，如缺口處和泄流槽為松
散巖體或土壤，則槽底必然刷深。窄深河槽的泄洪機(jī)
理分析表明，在洪水演進(jìn)過程中，隨著水位的上漲、水
深的增加，作用在槽底的水流功率增大，槽底推移質(zhì)的
輸送強(qiáng)度增加，槽底不斷刷深，在最大洪峰時(shí)，水深達(dá)
到最大，作用在槽底的水流功率最大，槽底推移質(zhì)的輸
送強(qiáng)度也達(dá)到最大。同時(shí)，還應(yīng)注意到泄流槽的縱向
比降對水流動能的影響，比降大，推移質(zhì)運(yùn)動強(qiáng)度就提
高，對槽底的刷深速度就快。
(2)槽體展寬。泄流槽兩側(cè)邊坡受水流的沖刷作
用，會發(fā)生坍塌導(dǎo)致橫向展寬，這與兩側(cè)邊坡材料有
關(guān)。
(3)槽體淘蝕。由于泄流槽的組成物質(zhì)是不均勻
的，其下游坡腳在過流后不久，就會因局部的沖蝕而隨
即發(fā)生淘蝕坍塌，隨著下泄流量的逐漸加大，淘蝕的規(guī)
模和速度也會逐漸地加大，且向上游方向發(fā)展。
綜合以上分析，為確保排險(xiǎn)期安全和泄流安全，在
斷面體形和縱向比降的設(shè)計(jì)上，重點(diǎn)要把握：① 充分
利用泄流的槽底刷深作用，進(jìn)一步降底擴(kuò)槽，提高泄流
能力；② 控制泄流槽的刷深速度，并注意避免因泄流
槽兩側(cè)邊坡的“橫向展寬”效應(yīng)，產(chǎn)生瞬時(shí)大體積的邊
坡坍塌，可能造成槽體堵塞發(fā)生漫頂；③ 控制坡腳淘
蝕坍塌的發(fā)展速度，避免因淘蝕坍塌速度過快、規(guī)模過
大，導(dǎo)致瞬間決口或潰壩；④ 泄流槽下游出口段巖體
產(chǎn)狀、較致密結(jié)構(gòu)的巖體，對泄流槽的刷深和淘蝕速度
起著關(guān)鍵的控制作用。
3 結(jié)語
堤壩破拆搶險(xiǎn)事關(guān)國家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，
方案選擇時(shí)必須充分考慮作業(yè)環(huán)境、作業(yè)條件、實(shí)現(xiàn)途
徑、技術(shù)規(guī)范等因素，綜合考慮，確保技術(shù)方案快速、合
理、經(jīng)濟(jì)、有效。主要把握以下原則：① 快速性原則。
搶險(xiǎn)強(qiáng)調(diào)快速排除險(xiǎn)情，對技術(shù)方案選擇進(jìn)行優(yōu)選時(shí)，
必須把握應(yīng)急期，首先應(yīng)考慮其快速性。② 合理性、
科學(xué)有效性原則。技術(shù)方案選擇不僅要考慮快速性，
還要考慮其合理性、有效性，即技術(shù)方案選擇要符合安
全生產(chǎn)的要求及技術(shù)規(guī)范要求，采取的措施是有效的。
單純追求快速性而忽略其合理性、有效性，如泄洪槽設(shè)
計(jì)上出了問題，質(zhì)量安全上不過關(guān)，沒有發(fā)揮應(yīng)有的功
能，那技術(shù)上的合理性就是無效的。③ 經(jīng)濟(jì)性原則。
技術(shù)方案的優(yōu)選還要考慮其經(jīng)濟(jì)性，對人力、資金、材
料、機(jī)械等各種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行分析。
(編輯：李慧)
(下轉(zhuǎn)第42頁)
42 人 民 長 江 2016正
[2]
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牛運(yùn)光．病險(xiǎn)水庫加固實(shí)例[M]．北京：中國水利水電出版社。
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陳濤．2006年新編水利水電工程建設(shè)實(shí)用百科全書[M]．北京；
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陸佑楣．水利水電工程施工手冊[M]．北京：中國電力出版社。
2002．
(編輯：常漢生)
Difi culties and countermeasures in construction of impervious wall for
energy dissipation pool of Huangjinping Hydropower Station
SUN Jinku，LI Xiaohong
(No．1 Crops of Hydropower Engineering of the Chinese Armed Police Force，Nanning 530022，China)
Abstract： The problems such as complex geological condition，a lot of boulders，narrow construction field and construction in．
terference etc．were existed in the construction of impervious wall for energy dissipation pool of Huangjinping Hydropower Station．
According to the analysis，the shaped charge blasting and borehole drilling in groove were adopted for the boulder stratum etc．；
the special positive grout with high viscosity was adopted for seepage blocking in hollow space．Under the given constru ction tech—
nology，the detail construction scheme was made to ensure the smooth construction．
Key words： construction dificulty；construction scheme；Huangjinping Hydropower Station；concrete impervious wall
(上接第30頁)
Discussion on rescue scheme of flood discharge by dismantling dikes and dams
M0 Dayuan．ZH0U Lei
(No．1 Crops of Hydropower Engineering of the Chinese Armed Police Force，Nanning 530028，China)
Abstract： To strengthen the emergency management on natural disasters and emergency events，the emergency and rescue sys—
tem to ensure the social and public security should be established and improved gradually，so as to lowering the loss and damage
of our country and the people in disasters at the most．The removal of reservoirs，dammed lakes and dikes are studied and the re—
moval schemes regarding different circumstances such aft the dam overtopping，landslide or debris flowing，serious damages to
reservoirs or dams by wars and flood diversion，are discussed．The results can provide reference for the danger removal in the fu—
ture when similar accidents happen and give technical support for national emergency and rescue department in making the quick，
safe and pinpointed rescue scheme．
Key words： emergency rescue；rescue scheme；removal of dikes and dams
(上接第34頁)
Study of emergency rescue scheme on piping scouring at diversion channel coferdam of
Zhentouba Hydropower Station
FU Yutang，GUO Minmin
(No．1 Crops of Hydropower Engineering of the Chinese Armed Police Force，Nanning 530028，China)
Abstract： The emergency rescue work for the piping scouring occured at earth—rock sub—cofferdam of diversion channel of
Zhentouba Hydropower Station 1 was caried out．The practice showed that the piping passage was easily formed at the joint area
of upstream rocky ridge，plastic concrete cofferdam and clay core，which might even cause the failure of the earth—rock sub—
cofferdam．The emergency schemes and measures regarding rescue and reinforcement were given on the basis of the analysis of
the causes and conditions of piping scoring．The background of the piping scoring and emergency rescue measures，the implemen。
tation process and the achievement obtained are introduced．
Key words： earth—rock sub—cofferdam；piping scoring；emergency rescue；Zhentouba Hydropower Station I

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