三門峽庫區(qū)楊家灣工程上段應(yīng)急搶修方案淺析

杜娟

【摘 要】2011年7月初，楊家灣所在河段河勢開始上提，至2012年3月，河勢急劇變化。作者對出險原因進(jìn)行了初步分析，按照小安護(hù)岸工程成功經(jīng)驗，采用適應(yīng)水位驟降的工程結(jié)構(gòu)型式，通過加大基礎(chǔ)，達(dá)到放緩邊坡的目的。

【關(guān)鍵詞】楊家灣工程；應(yīng)急搶修；方案

1 楊家灣上段應(yīng)急搶修緣由

2011年7月，楊家灣所在河段河勢開始上提，至2012年3月，河勢急劇變化，主流開始大幅南移，該段南岸發(fā)生嚴(yán)重坍塌，加之黃河上中游來水，3000m3/s洪水持續(xù)頂沖時間較長，致使楊家灣上段工程上首灘地不斷坍塌，并沖毀鼎湖灣風(fēng)景區(qū)圍堤，造成大面積灘地被沖毀。灘地不斷坍塌致使文東、楊家灣段造成畸形河勢，從而形成了最大塌寬1500m、塌長3500m的彎道。據(jù)2013年3月11日實測水邊線偏離工程治導(dǎo)線以南900余m，距離文東村高岸僅350m。因主流頂沖，目前楊家灣上段工程已被抄后路，上段工程首部66m段壩后處于臨水狀態(tài)，主流坐灣淘刷，灘地坍塌后退，受彎道回流沖刷影響，工程背水坡塌毀沉陷，工程整體將有被洪水從背后包抄的危險。經(jīng)統(tǒng)計，文東村共塌毀灘地約6000畝，機(jī)井9眼，經(jīng)濟(jì)損失800多萬元。此外，工程上首灘地內(nèi)有靈寶市鼎湖灣國家級濕地保護(hù)區(qū)，目前已坍塌近一半面積，損失巨大。

2 出險原因初步分析

1999年小浪底水庫投入運用，在水庫運用初期，三門峽水庫原承擔(dān)的防洪、防凌等任務(wù)都有不同程度的減輕，汛期的排沙條件也大為改善。2002年11月三門峽水庫開始進(jìn)行非汛期最高控制水位318m的原型試驗和觀測。

2005年10月23日水利部對多家單位聯(lián)合承擔(dān)的《潼關(guān)高程控制及三門峽水庫運用方式研究》成果進(jìn)行了審查，審查意見摘要如下：“……三門峽水庫按照汛期敞泄，非汛期平均水位不超過315m、最高運用水位不超過318m的方案運行?！爆F(xiàn)階段三門峽水庫運用方式，按照審查意見執(zhí)行。

由于三門峽水庫的運用方式是汛期敞泄，受調(diào)水調(diào)沙生產(chǎn)運行影響，水位驟降頻繁，而邊坡后土體為黃土狀土，這種土質(zhì)的滲透系數(shù)一般在10-4～10-6cm/s，為弱透水性土。在水位驟降、失去臨河側(cè)水位的浮托時，土體中的水來不及排出，土體在重力作用下、地下水的滲透在土坡中產(chǎn)生與滑動方向一致的滲透力時，庫區(qū)護(hù)岸極易產(chǎn)生滑坡。

3 工程設(shè)計方案

3.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

工程等級：5級；

壩頂高程：工程壩頂高程超高設(shè)計水位0.5m，為321.76m（大沽高程）；

施工水位：319.45m；

應(yīng)急搶修范圍：楊家灣上段應(yīng)急搶修工程修建1段護(hù)岸和10個垛（編號1～10垛），工程總長965m。

3.2 平面布置

采用垛的防護(hù)型式，與楊家灣工程已建垛平面形狀相同，灘地內(nèi)護(hù)岸長度為100m，水中進(jìn)占長度865m。1個垛工程單位長度為90m（包括1個垛和1段連壩），垛迎水面、背水面與連壩軸線交角采用30°、60°，垛頭半徑12.26m，矢高16m，連壩土體頂寬9m，垛及連壩迎水面采用全部裹護(hù)。

3.3 結(jié)構(gòu)斷面設(shè)計

工程頂高程為321.76m，施工水位319.45m。采用散拋石進(jìn)占，鉛絲石籠護(hù)根，散拋石護(hù)坡結(jié)構(gòu)形式。

3.4 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析

采用北京理正巖土計算分析軟件進(jìn)行抗滑穩(wěn)定分析，計算方法采用瑞典圓弧法[1]。

以2垛垛心為位置，工況是高水驟降，計算安全系數(shù)為1.141，允許安全系數(shù)為1.10（見圖1）。

圖1 高水驟降工況條件下臨水側(cè)穩(wěn)定分析結(jié)果

根據(jù)上述抗滑穩(wěn)定計算的結(jié)果來看，所選典型斷面在設(shè)防水位驟降3m，未考慮工程沖刷的情況下，工程的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)大于正常情況下的允許安全系數(shù)1.10，工程基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，并且隨著鉛絲籠和散石護(hù)根的逐步下滑，臨水側(cè)坡度將逐漸變緩，根石基礎(chǔ)將進(jìn)一步扎深扎穩(wěn)，工程整體將更加穩(wěn)定。

4 工程搶險及投資

由于楊家灣上段工程所在河段近年來河勢急劇變化，主流南移，黃河上中游來水持續(xù)頂沖時間較長，致使楊家灣上段工程出險頻繁，2013年汛期，靈寶市河務(wù)局多次組織緊急搶護(hù)，2013年7月24至8月20日，楊家灣上段工程汛期搶險工程長度共145m，預(yù)算投資50.51萬元。

本次楊家灣上段應(yīng)急搶修工程合計靜態(tài)總投資1000.00萬元，其中防沖工程投資949.49萬元，搶險工程投資50.51萬元。

5 工程施工情況

根據(jù)工程批復(fù)情況，按照黃委應(yīng)急防汛工程項目管理規(guī)定，三門峽市黃河河務(wù)局作為建設(shè)單位分別與相關(guān)單位簽訂了施工合同、監(jiān)理合同以及質(zhì)量監(jiān)督合同，相關(guān)單位各自迅速成立了楊家灣上段應(yīng)急搶修工程項目部積極開展工作。

6 結(jié)語

本次三門峽庫區(qū)楊家灣上段應(yīng)急搶修工程設(shè)計充分考慮三門峽水庫的運用方式，參照小安護(hù)岸工程成功經(jīng)驗，采用適應(yīng)水位驟降的工程結(jié)構(gòu)型式，工程結(jié)構(gòu)按照加大基礎(chǔ)，放緩邊坡的原則進(jìn)行設(shè)計。楊家灣上段應(yīng)急搶修工程的完成，保證了楊家灣護(hù)岸整體工程的完整和安全運行，保證了工程效益的有效發(fā)揮，保護(hù)了岸邊井站，村莊的安全，工程社會效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

【參考文獻(xiàn)】

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50286-2013堤防工程設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2013.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]