唐家山堰塞湖泄流槽排险方案研究

唐家山堰塞湖泄流槽排险方案研究

1联合行1.1堰塞湖公园地质概况2008年5月12日，四川四川发生8.0级地震，中间深度达到11度，给人民生命财产造成巨大损失。同时，地震灾区有34个洪积湖，其中位于距北川县约6公里的唐家山湖。这是规模最大、风险最大、最难处理的洪积湖。该堰塞湖坝顶最低高程750.2m,坝高82.8～124.4m,坝体顺河长约803.4m,横向宽约611.8m,顶部面积约30万m2,表层主要由山坡风化土组成。方量约2037万m3,坝上游集雨面积约3550km2,堰塞湖形成库容约2亿m3。1.2主2在压力和时间上留空至1由于当时湔江流量较大(约720万m3/d),堰塞湖水位每天上涨约2.3m,5月25日水位距离堰塞湖顶部的最低处还有约30m的距离,给抢险工作留出的时间只有10天左右,情况非常危急。经过多方案比较,抢险指挥部决定采用在堰塞湖顶部开挖泄流槽的方案,在开挖过程中,根据实际情况,最终开挖体型为:长475m,顶宽50m,底宽8m,深13m,上游底部高程740.0m,下游底部高程739.0m,上游平缓段泄流槽纵坡为0.6%,下游陡坡段纵坡分别为24%和16%,实际开挖方量达到13.55万m3。1.3产品运输方案由于到达唐家山堰塞湖的道路因沿线山体滑坡被毁,无法短期修复,推土机、挖掘机等重型机械无法开到坝顶,且堰塞湖有随时溃坝的危险,因此抢险指挥部决定采用米-26直升机吊运设备到堰塞湖上开挖泄流槽的设备运输方案。2设备连接2.1家庭设备集唐家山堰塞湖排险任务重、时间紧,依靠内部调整及新购等措施,在短期内集结大型机械设备113台(其中:推土机35台,挖掘机52台,装载机18台,自卸车19台,炊事车3台,液压钻机4台)。2.2开辟设备结论点,开辟设备利益犯集结场地必须满足设备的停放、检修、试车以及直升机吊运要求。由于设备数量庞大,且要满足直升机吊运要求,为此,经抗震救灾指挥部协调,在距离堰塞湖约6km擂鼓镇的空旷地带开辟了一个长约300m,宽约50m的设备集结点,作为设备停放、检修、试车和直升机吊运场地。3设备组的运输线3.1个人正常巡航速度为了能够完成吊装大型设备的任务,起吊设备选用了目前世界上装载量最大的米-26直升机(最大载重量20t,最大平飞速度295km/h,正常巡航速度255km/h,实用升限4600m,悬停高度1000～1800m,航程800km)。因唐家山堰塞湖地处高山峡谷,地形险要,且天气变化无常,为了调运安全,要求调运的设备重量不得大于15t。3.2设备吊运的任务根据最初施工方案的要求,开挖强度达到1万m3/d,需配置0.5m3斗容挖掘机13台和功率130kW推土机16台。由于泄流槽开挖工程强度大,所需设备数量多,为了满足泄流槽的开挖和直升机的吊运要求,需在集结的113台设备中短时间挑选性能好、施工效率高且重量必须小于15t(实际吊运设备最重为13.9t)的设备,任务非常艰巨,为了确保设备的吊运,需进行大量的检修、试车工作。为保障泄流槽开挖顺利完成,最终吊运至唐家山堰塞湖上的大型设备达到了51台套,主要为推土机SD13和挖掘机PC130、ZX120(见表1)。3.3做好设备的保养保养为了保证吊运到堰塞湖上的设备性能优良,在吊运前对设备进行了严格的检修,按照“清洁、调整、紧固、防腐、润滑”十字作业法做好设备的检修保养,并严格按照设备操作规程进行试车,确保坝上设备完好率和利用率双百。否则,吊到堰塞湖上的设备一旦在泄流槽开挖中发生故障,将严重影响施工进度。3.4悬吊设备3.4.1检查中的钢丝断裂情况大型机械设备的吊运开始使用6×19ϕ24.5mm钢丝绳做为起吊用钢丝绳,在吊运一个架次后检查发现钢丝绳中有6根钢丝断裂(规范要求断12根钢丝报废)。因飞机在吊运过程中,将遭受不稳定气流和调运设备晃动等因素带来不利影响,吊运过程危险性很高,为了确保安全,改用6×37ϕ24.0mm钢丝绳做为起吊用钢丝绳。3.4.2车桥吊运的试吊为了确保直升机吊运的安全,每种型号的设备在正式吊运前均采用20t汽车吊对设备进行试吊,确定吊点后做上标记,从而保障了直升机吊运时对设备的快速绑扎和安全吊运。3.4.3染色工艺方案比选直升机吊运设备时悬停高度约50m,因吊运设备主要为履带设备,为了防止因调匀过程中履带转动而发生重大事故,经多方案比较,决定采用钢丝绳直接从台车梁下穿过的方法。穿绳由10名战士一起进行,前后分别进行,钢丝绳从台车梁下穿过并固定好后,与米-26直升机从空中吊下的2条钢丝绳分别锁定。3.4.4吊运整理吊运时,直升机先缓慢上升,待钢丝绳受力均匀后再吊离地面。吊运途中主要的危险是气流的突然变化和沿途的高压电缆,因此须清除起吊和降落点附近的高压电缆。堰塞湖上的设备吊落点由事先进入的先头部队进行平整,保证设备的平稳着地。4施工组合方法为了保证吊运到的设备发挥出最大的效率,技术人员对堰塞湖上的设备进行了详细的施工组合,泄流槽出口部位和地势教开阔部位采用3台自卸车配合2台挖掘机施工的组合方法,因泄流槽宽度有限,泄流槽主体开挖主要采用了以一台推土机配合一台挖掘机的施工组合方法,从而保证了设备开挖施工的最优组合。5高海拔地区设备选型的注意事项设备的有力保障是唐家山堰塞湖成功排险的重要因素之一。完成类似的抢险任务,在设备保障问题上,以下几点值得注意:(1)紧急情况下设备的集结,一要平时有准备,二要依靠地方政府;(2)为减少故障,便于操作,保证设备24小时作业的要求,有条件时抢险设