汶川里氏80级地震中的堰塞湖应急排险

汶川里氏80级地震中的堰塞湖应急排险

1堰塞湖成为上游灾害威协“5.12”四川省四川乾靖市8.0级重大地震导致山崩塌、崩塌和河道变绿。绵远河从和平市向汉旺市延伸约16公里的河流两侧坍塌，完全阻断了河流的许多地方，形成了四个海沟。以地名命名为黑崖、小岗剑（上）、小岗剑（下）和一把刀沟，是下游灾区绵竹市最大的二次灾害。根据国务院抗震救灾前指水利组、四川省抗震救灾指挥部及武警总部的命令,我部承担了绵远河上游堰塞湖的应急排险任务。本文简要介绍绵远河上游有代表性的堰塞湖应急排险施工。1.1河段地质特征小岗剑(上)堰塞湖位于绵竹市沱江支流绵远河小岗剑电站上游约300m处,距离上游清平乡约6km。地理位置为东经104.13980°,北纬31.49302°。堰塞河段边坡高陡,河谷狭窄,为典型的“V”型谷,河道流向整体呈SN向。基岩岩性为泥盆系唐王寨群(D3tn)厚层～巨厚层白云岩夹白云质灰岩,地层产状N10°～20°W/NE∠70°～80°。堰塞体总体左岸低、右岸高,横河向约250m,顺河向长约300m,高约70～120m,总方量约200万m3。最大可能蓄水量约1100万m3。专家认为该堰塞湖坝高大,蓄水量大,堰塞体较单薄,距离下游目标近,满库全溃时到达汉旺镇的洪峰流量可达4600m3/s,溃决威胁最大,评定为高危级别,需及时处理。1.2“三叠纪”型谷一把刀堰塞湖位于东经104.14970°、北纬31.48939°,下距绵竹市汉旺镇约3km。堰塞河段边坡高陡,河谷狭窄,为典型的“V”型谷,河道流向整体呈SN向。基岩岩性为三叠系嘉陵江组(T3xj)厚层～巨厚层白云岩、白云质灰岩,地层产状N40°～60°E/NW∠60°～70°。堰塞体地形凌乱,由相距约130m的两道堰体组成。其中上游堰体为主堰体,两道堰体相连顺河长140～180m,横河宽约50～60m,平均高约25m,总方量约25万m3。堰塞体以大块石堆积为主,堆积高度不高,暂无溃决风险,危险级别为中危,适时处理。2影响下游国家及其财产安全地震形成的堰塞湖,堰塞体有较大的巨石、块石,但结构比较松散,特别是堰塞体比较单薄时,易受冲刷、侵蚀后崩塌。一旦堵塞物被破坏或湖水上涨时便会漫溢而出,倾泻而下,可能溃决形成洪灾,严重威胁下游人民及其财产的安全。绵远河流域矿产资源丰富、经济发达,汉旺镇是东方汽轮机厂的生产基地,堰塞湖不但阻断了所有进入上游灾区道路,给救灾工作造成了极大的困难,一旦漫溢后溃决将对下游近20万群众造成重大损失,后果极为严重。3堰塞湖提前泄流堰塞湖应急排险是根据各个堰塞湖堆积物特征、施工条件、水文气象等因素,采取工程措施使堰塞湖提前泄流以降低水位、减少蓄水量或提高其稳定性,消除一次性溃决的可能性,减轻对下游地区的危害。在堰塞湖应急排险工程使用的方法可概括为以下几类。(1)保渗护坡石笼、浚石护坡即采取工程机械进行大规模土石方开挖作业,辅以巨石爆破解小,开挖泄流槽后进行引流,必要时采用钢筋石笼、大块石进行护底、护坡以增加泄流槽的抗冲刷能力,延长溃决的时间,以有效降低堰塞湖水位、减少蓄水量,降低溃坝洪峰,对下游的危害降低到可以承受的范围内。适用于交通条件较好、工程机械能够到达、堰塞体堆积物较松散为主的堰塞湖,或一旦溃决对于下游危害特别巨大的堰塞湖。这是堰塞湖排险最有效的方法。(2)堰塞湖破压法即利用已过流形成的天然泄槽,首先对巨石、特大石实施爆破解小,其次对大石进行粉碎性爆破,利用堰塞湖地形条件借助水流冲力冲走石碴,以达到加深和扩大泄流槽的目的。这种方法需要实施多次爆破作业,应加强观察泄流量和堰塞体的稳定性。这一方法适用于交通条件差、施工机械设备无进入作业面、堆积物以特大石为主、堰塞体稳定、下游坡降较大且已过流的堰塞湖。(3)抛光井抛爆破法根据堰塞体堆积物形状,在有条件可能形成泄流槽的部位,先对表层巨石、特大石实施爆破解小,按设计要求的深度和间距挖井并装药进行抛掷爆破,人工清理石碴后,形成泄流槽。这种方法需要实施多次爆破作业,需加强观察堰塞体的稳定性。这一方法适用于交通条件差、施工机械设备无进入作业面、堰塞体稳定且未过流的堰塞湖。4应急综合建设4.1应急排险工作面临的严峻性应急排险施工的特点概括为:急难险重、多方联动。急:上至国家领导下至各级领导、普通百姓心情急迫。险情不除,领导不能安心,百姓不能安定。难:排险施工难。体现在交通难、通信难、施工人员及设备进入难、后勤保障难。险:排险施工中存在的风险大。余震不断、滑坡塌方不断、泥石流不断,严重威胁人员生命安全。重:排险施工责任重大、任务艰巨。排险施工指挥员需承受巨大的压力,参加排险的官兵需承受长时间高强度的体力劳动,参战官兵面临着严峻考验。多方联动:堰塞湖应急排险是一项系统性的工作,需要军地协同,多兵种、多警种联合作战,组织协调工作细致而繁重。堰塞湖施工涉及地方与军队、武警与解放军不同兵种之间、武警水电部队与内卫部队之间的协同与协调,要求协调一致。4.2应急救援计划堰塞湖应急排险首先组成前方指挥部,由进场勘察、排险方案确定、排险施工、排险效果评价几个环节组成。(1)主5组现场指挥组我部领受任务后,立即组成绵远河上游堰塞湖抢险前线指挥部。设指挥长1人、政委1人、副指挥长2人、总工程师2人,设现场指挥组、技术安全组、后勤保障组、政工组和抢险突击队。抢险突击队由爆破分队、机械作业分队和运输分队组成。为加强与地方政府的协调与沟通,与绵竹市绵远河堰塞湖抢险指挥部共同办公,地点设在汉旺镇。(2)现场调研,确定方案排险施工前,我部先后与地方抗震救灾指挥部一道3次派出勘察小组对排险工程现场进行勘察,确定后续队伍进入抢险现场的交通路线,熟悉现场情况、堰塞体堆积物特征、堰塞湖当前水位、所在流域的水文情况、后勤保障条件、通信条件,为确定排险施工方案提供准确的情报。(3)次排险,把刀堰塞湖打造成材料上的应用根据现场勘察的情况,针对堰塞湖的特点确定排险施工方案。小岗剑(上)堰塞湖:进入小岗剑(上)堰塞湖的陆路交通几乎全部阻断,人员轻装自汉旺镇进入距离小岗剑(上)堰塞湖最近的清平乡约7～8h,全部物资和设备需空运,转乘橡皮艇后方可到达堰塞体,交通十分困难。小岗剑(上)堰塞湖先后进行了二次排险施工,第一次采用爆破特大石;第二次采用爆破开槽为主、水力冲碴为辅的施工方案。一把刀堰塞湖:汉旺镇至清平乡公路已由我部于5月21日前抢通,施工人员、机械设备、物资可由汉旺镇进入一把刀堰塞湖施工区,基本具备机械作业的条件。采用机械开槽为主、爆破孤石为辅的方案,即首先对特大石进行爆破解小,机械清碴进行泄流槽开挖,引流,逐步降低堰塞湖水位。(4)运兵车3辆、卫星电话2部、开发车辆20t小岗剑(上)堰塞湖:投入人员153人、直升机18架次、橡皮艇7艘、指挥车3辆、载重汽车3辆、运兵车2辆、卫星电话2部、军用电台1部、对讲机4对、炸药20t。一把刀堰塞湖:投入人员107人、挖掘机5台、推土机2台、装载机3台、潜孔钻机1台、手风钻5台、空压机5台、指挥车3辆、载重汽车2辆、运兵车2辆、卫星电话1部、军用电台1部、对讲机4对、炸药7t。(5)人员、试剂、给养物资等运输包括堰塞湖排险期间所需的给养、设备、装备、器材和爆破材料、油料的来源及补给方式等。小岗剑(上)堰塞湖:抢险营地设在清平乡,抢险作业人员、炸药、橡皮艇、器材、给养物资等全部通过空运至清平乡,抢险作业人员步行人工背运炸药2km转橡皮艇至作业面。油料、雷管、导爆管(索)通过汽车运至一把刀堰塞湖,再转橡皮艇后经人工背运至小岗剑(下)堰塞湖,再转橡皮艇后经人工背运至小岗剑(上)堰塞湖作业面,后勤保障十分困难。一把刀堰塞湖:抢险营地设在汉旺镇,抢险作业人员、机械设备、炸药、器材、给养物资等均可通过公路到达,后勤保障方便。(6)小岗剑上堰塞湖险通信保障:一是要确定军地之间、不同兵种之间、不同警种之间的通信和联络方式;二是要确定排险指挥部与前方之间的、排险队员之间的通信方式。小岗剑(上)堰塞湖抢险对外通信采用军用电台和卫星电话对外联络,内部采用对讲机联络;一把刀堰塞湖抢险对外通信除采用军用电台和卫星电话外,尚有移动电话对外联络,内部采用移动电话、对讲机联络。由于抢险工作瞬息万变,特别注意与启动应急预案相关部门之间的通信要保证畅通。采用共同办公是个比较好的方式,能在第一时间进行沟通。(7)做好安全防护工作①安全交底。排险工程人员密集、机械作业密度大且动用爆破材料多,交通运输通常都是二种以上的交通方式,并且通过的路段塌方、泥石流不断,安全隐患多,每次作业前对突击队员提出详细的安全要求,确保人员安全。②泄流槽开挖过程中,派专人对两岸岩体进行监测,避免山体塌滑对施工中的人员和设备造成威胁。③对堰前水位采用全站仪进行安全检测,对堰后进行巡查,发现大量管涌等险情及时报警,现场落实探勘险情等不安全因素出现后的紧急避险撤离路线和安全避险位置及措施。④暴雨来临暂停施工,设备、人员撤离到安全地带。⑤在滑坡体位置设置安全哨,发生险情及时预警。⑥在孤石爆破时,控制药量,尽量避免产生飞石,爆破过程中遵循爆破规定并做好安全警戒。(8)安全避险位置及措施上游小岗剑(上)堰塞湖溃坝风险较高,在一把刀施工过程中应密切监视小岗剑堰塞湖的情况,并做好应急预案。在接到上游预警后应立即组织撤离,现场落实探勘险情等不安全因素出现后的紧急避险撤离路线和安全避险位置及措施。包括突击队撤离应急预案、发生危险情况时的撤退(营救)预案、堰塞湖下游地区的撤离疏散预案等。①群众撤离疏散预案。评估及制定下游群众和救灾人员转移方案。群众撤离转移实行地方首长负责制,市、县、乡镇三级协调联动机制,由各乡镇、村社和城镇街道、社区具体承担群众撤离转移工作。根据下游群众和救灾人员转移方案,绵竹市提前转移部分群众到沿河两岸安全地带。②抢险人员应急撤离预案。在进入排险作业区后,边组织排险作业施工、边现场踏勘了解地形地貌选择紧急情况撤离路线,必要时派少量人员对路线进行清理;对临时驻扎在汉旺镇营地的抢险人员也编制应急撤离预案,并规定了相应启动机制。4.3财险计划(1)第二,开各场点,排险作业,迅速化解洪水,控制洪水的有效控制第一次排险作业:突击队员将爆破所需的480kg炸药、雷管等火工器材和两艘橡皮艇搬运到堰塞湖岸边。3.5km的行程,近2h的艰难跋涉,与时间赛跑,冒着危险和压力,边精心计算着爆破装药量,边装药、布导爆索,边观察周边险情,紧张而有序地忙碌着,经过几个小时艰苦奋战,完成装药、接线等爆破准备工作,撤离到安全地段,于5月21日18:20成功地在堰体顶部形成宽25m、长40m的泄流槽,有效降低了库水位、减少了库容量,达到预期目的,可能形成的洪水得到有效控制。第二次排险作业:继5月21日对蓄水最多、风险最高、溃决威胁最大的绵远河上小岗剑(上)堰塞湖排险后仍在极端气候条件下爆发洪水的可能,6月8日奉命再进青平乡,按设计方案再次排险施工,爆破采取从堰塞体下游向上逐步进行施工的方式,爆破的石渣向河道下游抛洒。6月10日、6月11日、6月12日共进行了3次爆破,将左岸泄流槽加宽至35m、深9m,爆破后泄洪,将蓄有1000多万m3湖水下泄约4/5,成功完成排险。(2)km道路被抢通5月15日部队奉命集结汉旺镇牛鼻村,进驻后一边现场踏勘一边调集施工设备进行道路的抢修抢通。至5月21日汉旺至青平乡道路金鱼嘴至楠木沟的5km道路被抢通。6月2日,再次奉命进山泄洪。官兵连夜开辟进山的道路,进入施工作业区后,一边组织潜孔钻、手风钻对大石、孤石进行钻孔爆破,一边挖掘机清渣挖槽降低引渠高程,一边向山上修筑险情撤离道路;经7昼夜奋战,于6月10日完成排险。5及时掌握信息,做好风险评估,建立预警机制(1)加强气象预报与水文监测。由四川省水文局负责对堰塞湖上下游的水文监测和预报,对堰塞湖沿河,特别是上游地区的专项天气预报,及时准确掌握来水情况。(2)做好风险评估,建立预警机制。落实专人负责堰塞湖、施工区安全监测,必要时修建排险应急通道,一旦有险情立即发出警报。(3)加强内外部联系,听从上级指挥,执行上级的统一调度安排,实现军地协同、多兵种多警种联合作战的多方联动模式。6综合保险的结果和建议6.1预警疏散措施6月10日17:00,一把刀堰塞湖积蓄近1个月的400万m3的湖水以50m3/s的流量平缓泄洪,排险任务完成。完成土石方开挖3万m3,共爆破石方6000m3。6月12日10:30小岗剑(上)堰塞湖再次实施了爆破作业后,12:20以150m3/s的流量下泄,随后下泄流量急剧