淮南矿业集团有限公司 潘一矿 安徽淮南 232088
摘要:2018年末金沙江山体发生垮塌,滑坡带来恐慌不言而喻,洪峰过后给国家和人民经济财产造成大的损失。大的山体滑坡让我们再一次认识到自然灾害的威力,在灾害发生后,只要我们科学、正确的处理,就能够把灾害造成的损失降到最低。对于自然灾害,我们要提前编制好应急预案,掌握先进技术,使用先进装备,在事故发生后第一时间果断处置,灾害所造成的危害就会降到最低。
关键词:安全 快速 施工导流明渠
0引言
堰塞体是由于地质灾害、地震活动等原因使山体岩石崩塌,堵截山谷,阻挡了水体的流动,随着水量的增大和水位抬高,一旦溃堤将会造成重大人员伤亡和财产损失,甚至造成河道改变,影响非常巨大,所以在堰塞体的处理方面要科学、严谨,确保安全隐患得到正确消除,做好防范和处置预案工作是当务之急。唐家山和金沙江山体滑坡处理很成功,没有造成人员伤亡,但是在整个处理过程中还有可以改进的地方,采用新的方法,使用新的设备会提高工作效率,减小风险和损失。
堰塞湖一般有两种溃决方式:逐步溃决和瞬时全溃。逐步溃决的危险性相对较小,如果一连串堰塞湖发生逐步溃决的叠加,位于下游的堰塞湖则可能发生瞬时全溃,将出现危险性最大的状况。堰塞体的危害与堰塞湖的数量、距离,堰塞坝的规模、结构,堰塞湖的水位、水量等有密切关系。如堰塞坝是以粒径较小、结构松散的土石堰塞坝,相对来说是比较容易溃决的。 对于危险性大的堰塞湖,必须以人工挖掘、爆破、拦截等方式来引流,逐步降低水位,以免造成大的洪灾。在排险的同时,堰塞湖要及时进行监测和预警。
开挖导流明渠,降低泄流水面标高,减少库容,把溃坝的风险降到最低。导流明渠的开挖速度很关键,开挖的深度科学、可行,使用先进的设备和好的方法是降低滑坡风险的有效途径。
1 回顾前两起事故处理
1.1 唐家山堰塞湖处理
唐家山堰塞湖是汶川大地震后形成的最大堰塞湖,地震后山体滑坡,阻塞河道。堰塞坝体长803米,宽611米,高82.65至124.4米,土方量约2037万立方米,上下游水位差约60米。处理唐家山堰塞湖完成开挖土石方13.55万方;铅丝笼护坡4200立方米。投入施工人员最多达724人,斗容0.5~0.6 m3 的反铲14台,功率60~100kw的推土机26台,载重自卸车4台(15T)。泄流槽进口高程降至741米,出口高程降至739米。泄流槽总长475米。进口段底高程740米,底宽大于7米,边坡1:1.5;中间段高程740米,底宽大于7米,边坡1:1.45;出口段高程739米,底宽大于10米,边坡1:1.35。
唐家山堰塞体导流明渠施工长度达到了475米,主要使用反铲和推土机完成,少量的渣土采用自卸车运输。挖掘机接力抬升渣土,履带推土机排土,采用这样设备组合挖沟速度很难提高。
1.2 金沙江堰塞湖处理
2018年11月3日金沙江山体发生二次滑坡。11月8日18时至9日8时,前线联合指挥部组织了15台机械设备,其中11台挖掘机、4台装载机,开掘堰塞体3200立方米。11月10日,金沙江白格堰塞体上共有18台挖掘机作业。
11月10日20时,金沙江堰塞湖坝上站水位累计上涨55.51米,经查算蓄水量约4.42亿立方米。11月10日19时泄流槽施工结束(累计用时49小时),泄流槽长度220米,最大顶宽42米,底宽3米,最大深度15米,平均深度11.5米,坡度约1:1.3,泄流槽完成开挖量约26000立方米,翻渣工程量约59000立方米,累计完成土石方85000立方米。
此次施工导流明渠是采用挖掘机将渠道底部的土石不断抬升,土石经过多次搬运,施工速度大大降低,工程量也增加了不少。
11月12日10时50分,金沙江白格堰塞湖通过人工开挖泄流槽开始过流。据水文观测,11月13日18时堰塞湖下泄流量31000立方米/秒,11月16日10时结束省防汛Ⅲ级应急响应。
受灾情况:多个乡村公路瘫痪、国道G214线多处损毁,沿江多座大桥被完全冲毁,农田受灾、损失巨大,堰塞湖泄洪灾害仅丽江市就造成直接经济损失逾42亿元。
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金沙江堰塞湖在泄流过程中,局部时段下泄流量较大,给下游基础设施还是造成较大的损毁,给人民群众的财产带来损失。采用新的施工方法,先进的装备,快速施工,能够有效降低泄流水面标高,减小库容,后期泄洪造成的损失也会减小。
2 施工方法探讨
2.1导流明渠的快速施工
从前两起较大山体塌方事故处理来看,开挖导流明渠是正确的,导流明渠施工后可有效降低泄水标高,减小库容。这两次导流明渠的开挖动用了挖掘机、推土机和汽车,开挖的土石经过多次搬运,降低了施工速度,加大了工程量,同时也增加了施工的难度。挖掘机的工作范围最大有效直径在10米以内,一次抬升高度在5米以内,由于施工导流明渠的沟槽深,渣土要经过多次搬运,所需的设备就会大大增加。由于开挖导流明渠的渣土要堆积在沟渠两侧,这给加深挖渠的难度又加大了,施工危险性也很大。挖掘机在逐步抬高渣土的过程中,需要给挖掘机预留摆放空间,这就导致沟渠两侧的坡度降低,增大了开挖断面。
通过对以上施工方案的分析,导流明渠采用挖掘机和推土机配合施工,工程进度会受到很大的影响,工程量也增大了。建议采用挖掘机与皮带机组合,挖掘机上渣土,皮带机运输,沟渠内的土石不需要多次搬运,施工速度会得到大幅度的提高,翻渣工程量也减小。堰塞体崩塌垮落的岩石或土层相对松散,也有利于采用皮带机转运。皮带机输送距离远,运力大,有连续运转的优点,多台挖掘机可同时作业。皮带机运输在煤矿得到普遍的应用,煤矿大量的矸石和煤碳都是经过皮带机转运的,效率高、速度快。
2.2方案优点
施工导流明渠采用皮带机和挖掘机配合的主要优点有:①施工速度快,挖掘机不需要频繁移动,取土的速度会得到大幅度的提高,皮带机的运量大(带速3.0米,带宽1.2米,每小时运量可达2000立方米),可同时满足多台挖掘机装运;②可降低泄水口的标高,导流明渠边坡不需要摆放挖掘机,边坡度数可以加大,挖渠的渣土被立即转运走,没有台高沟渠的原有标高;③挖掘机摆放在沟渠底部,不会造成挖掘机的侧翻和倾倒,操作难度降低,危险性减小;④适用于不同规模的山体垮塌,根据开挖沟渠的范围确定皮带机的长度,尤其是施工长距离的沟渠,采用皮带机运输,效率会得到大幅度的提高;⑤设备投入少,皮带机设备结构简单,可实现快速安装;⑥能充分发挥挖掘机的作用,挖斗一次台升高度小,挖掘臂旋转幅度小,挖渣土的速度快;⑦翻渣工程减小(金沙江翻渣工程量约59000方,唐家山翻渣工程量约10万方),开挖导流明渠的渣土被运到塌方体的下放堆积,处理容易。
3 施工要点
3.1 施工设备
根据施工条件选择挖渠装备,导流明渠工程量较大的选用挖掘机和皮带机组合。使用皮带机转运渣土,此方案的重点是确保皮带机正常运转,皮带机头、机尾固定便捷、可靠。对于选用的皮带机各部件连接要便于组装,设备维护人员技术娴熟,处理故障能力强。皮带机的安设位置要选择好,减少皮带机头位置多次移动,节约时间。
我国目前有多家皮带机生产厂家,设备加工制作不是问题。其次是电力保障不能间断,根据施工负荷的大小,选用移动发电机,供电系统的维护由设备厂家负责,各种问题应该能得到很好的处理。
3.2 导流明渠位置的选择
导流明渠的施工位置要综合分析,要考虑施工时间、工程量、渣土的堆积位置等,同时还要为后期泄流控制提供有利的条件。
4 结束
分析、总结曾经发生过的事故或灾难,从中吸取宝贵的经验。事故后的救援是一项艰巨的工作,事前预防是关键,在遇到自然灾害时,能够做到不害怕,不紧张,这就需要我们把各种灾害处理预案提前编制好,把各个环节考虑细致、周密,对于人、材、物的储备也是当务之急。比较大的山体塌方虽然发生的几率很少,但是一旦出现这样的问题,没有好的方法处理,将会付出沉痛的代价。有了好的处理方法,事前周密计划,编制好详细的预案,既使遇到大的山体滑坡也能很好的处理。堰塞体的处置要秉着科学、经济和安全的方法来解决,使用先进装备很技术是降低风险的有效途径,希望国家在下次处理山体塌方过程中能够做到不惊慌、不撤人,大桥不被冲走,事故造成的损失会更小。
参 考 资 料
[1] 李虎章 刘松林 唐家山堰塞湖成功排险综述 水利水电技术 2008(8)15-18
[2]陈胜祥 国家行动—金沙江堰塞湖抗灾纪实 人民周刊 2018.12.11
论文作者:杨波
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第03期
论文发表时间:2019/6/21
标签:明渠论文; 挖掘机论文; 金沙江论文; 渣土论文; 山体论文; 工程量论文; 皮带机论文; 《科学与技术》2019年第03期论文;