黃河開封黑崗口險(xiǎn)工坍塌搶險(xiǎn)

黃河開封黑崗口險(xiǎn)工坍塌搶險(xiǎn)一、基本情況

1．工程概況

黑崗口險(xiǎn)工位于河南省開封市北郊，黃河右岸大堤樁號(hào)74+000～79+795處，距開封市18km。該工程始建于1737年，是在多次決口堵復(fù)后的圍堤基礎(chǔ)上加修成的。工程平面形式突出，分上下兩段。上段有壩垛19座，護(hù)岸2段，基礎(chǔ)較淺，中華人民共和國成立后僅60年代靠溜，未搶過大險(xiǎn)。下段有壩垛34座，護(hù)岸29段，經(jīng)?？苛?，基礎(chǔ)較深，主壩根石深12～18m。

該險(xiǎn)工處在游蕩性河段，臨背懸差大，平均河床高出開封市地面11m。明崇禎九年(1636年)、十五年(1642年)，清乾隆二十六年(1761年)三次在此決口，造成大災(zāi)，特別是1642年9月15日決口朱家寨，直沖開封城，全城37萬人，淹死34萬。

2．出險(xiǎn)過程

1982年8月2日19時(shí)，花園口站出現(xiàn)流量為15300m3/s的洪峰，流量為10000m3/s以上的洪水持續(xù)了52h。由于河床連年淤高，花園口至臺(tái)前縣孫口間水位普遍高于1958年(1958年7月17日花園口洪峰流量達(dá)22300m3/s)洪水水位，一般高1m，開封黑崗口、菏澤蘇泗莊上下局部河段高達(dá)2m左右。

在大河流量回落過程中，主溜在黑崗口險(xiǎn)工對(duì)岸大張莊一帶灘地座灣，主流折向東南，出現(xiàn)斜河，頂沖黑崗口險(xiǎn)工如圖16—1所示。8月7～9日，花園口洪峰流量回落到4820～2660m3/s，因受溜沖刷，20～26號(hào)壩垛7段工程坦石腳普遍坍塌下蟄，坍塌寬度1.5～2.0m，高度2.0～4.5m，7段工程坍塌長(zhǎng)度270m，占坦石圍長(zhǎng)的91.2%，8月9日19時(shí)37分，25號(hào)護(hù)岸中下段坦石長(zhǎng)39m和26號(hào)垛迎水面坦石長(zhǎng)11m，受惡性大回溜淘刷，共計(jì)長(zhǎng)20m。水面以上高7.0m，頂寬1.5m，整體滑塌平墩入水0.6～0.8m，8月10日17時(shí)，23號(hào)護(hù)岸下半段30m長(zhǎng)的坦石又出現(xiàn)整體滑塌人水的嚴(yán)重險(xiǎn)情，使7m高的土壩胎暴露在洪水之中。

二、出出險(xiǎn)原因

造成黑黑崗口工程程出險(xiǎn)的主主要原因有有以下幾個(gè)個(gè)方面：

(1))斜河頂沖沖，根石深深度不夠。出出險(xiǎn)壩垛的的位置，處處于黑崗口口蓋壩以下下(1～14號(hào)壩為蓋蓋壩)至閘門(黑崗口閘閘在30號(hào)、31號(hào)壩之間)之間。由由于蓋壩平平面形式凸凸出，歷年年來當(dāng)蓋壩壩靠溜時(shí)，經(jīng)18號(hào)壩挑溜外移，18號(hào)壩以下各壩靠溜較輕，因而沒有出過大險(xiǎn)，根石用量很少，深度不足，垛的根石深度為10.0～12.9m，護(hù)岸為5.4～8.9m。1982年8月2日第二次洪峰后，受新淤嫩灘影響，形成斜河，直沖黑崗口險(xiǎn)工20～26號(hào)垛。出險(xiǎn)時(shí)流量2660～3450m3/s，工程前主流河寬僅200m，水流集中，沖刷劇烈。8月14日實(shí)測(cè)垛岸前水深8～12m，超過護(hù)岸的根石深度。

(2))坦石厚度度過大，位位置太靠前前。圖16-1黑崗口險(xiǎn)工示意圖1981年坦石加高幫寬時(shí)，是在旱灘上施工，灘面高程大致與原根石臺(tái)相平，幫寬部分不僅把原根石臺(tái)包在坦石內(nèi)，而且坦腳向外伸進(jìn)3m，當(dāng)靠溜后，坦腳下灘地淘刷，失去支撐，勢(shì)必造成坦腳坍塌下蟄。坦石厚度及體積過大，增加了坦石體向下的滑動(dòng)力，隨著壩前沖刷坑增深，使根石體內(nèi)阻滑力減小。當(dāng)滑動(dòng)力大于阻滑力時(shí)，壩體失去穩(wěn)定，因而產(chǎn)生嚴(yán)重滑塌入水。三、可能造成的危害

黑崗口險(xiǎn)工出險(xiǎn)，直接威脅著堤防的安全，一旦險(xiǎn)情搶護(hù)不及，大堤將被沖塌，決堤在即。黃河河槽高出開封地面11m，堤防一旦失事，開封首當(dāng)其中，整個(gè)開封市人民的生命財(cái)產(chǎn)將毀于一旦，后果不堪設(shè)想。四、搶險(xiǎn)措施

8月9日9時(shí)，24號(hào)、26號(hào)兩垛大溜頂沖，溜勢(shì)比較嚴(yán)重，開封市郊區(qū)河務(wù)局立即組織全部工程隊(duì)和民工共100余人開始拋籠、拋石搶險(xiǎn)加固，至9日下午19時(shí)已在24號(hào)垛拋籠24個(gè)，體積84m3，25號(hào)護(hù)岸拋石140m3。正在搶護(hù)24號(hào)、25號(hào)垛過程中，25號(hào)護(hù)岸中、下段和26號(hào)垛迎水面，受大回溜的淘刷，50m長(zhǎng)的坦石全部平墩入水。當(dāng)時(shí)天降暴雨，天黑路滑，運(yùn)送料物困難重重。開封市河務(wù)局馬上架設(shè)照明，組織200余人突擊拋石，同時(shí)馬上砍運(yùn)10萬kg柳枝。拋石1h就拋出了水面，3h出水達(dá)3m左右。為了爭(zhēng)取時(shí)間，8月10日共組織軍民搶險(xiǎn)隊(duì)伍2200人，緊急搶護(hù)一天，完成了大部分工程。在8月10日搶險(xiǎn)中，23號(hào)護(hù)岸下半段30m長(zhǎng)坦石于下午17時(shí)5分又平墩下滑入水，險(xiǎn)情和25號(hào)護(hù)岸相同，坦石下蟄后與水面平，仍采取突擊拋石搶護(hù)。

從8月9～11日搶險(xiǎn)中，各垛以拋籠為主，護(hù)岸以拋石為主，并隨時(shí)揭撥坦石，以減輕水上坦石壓力，有利于減緩減輕險(xiǎn)情的發(fā)生。為了爭(zhēng)取搶險(xiǎn)主動(dòng)，8月11日下午研究決定，采用以“拋籠為主，拋石為輔”的搶險(xiǎn)方案。其具體措施是：

(1)重點(diǎn)部位(壩、垛的迎水面、上跨角)拋兩排籠，一般部位(壩、垛背水面、護(hù)岸中部)拋一排籠，次要部位(護(hù)岸兩頭)拋散石。

(2)適當(dāng)退坦石腳，修出根石臺(tái)。根石頂出水1.0～1.2m，根石頂寬1.5～1.8m。此方案批推后，立即組織人力、物力，從13日下午開始至21日上午結(jié)束，比計(jì)劃提前兩天完成任務(wù)。

這次搶險(xiǎn)歷時(shí)13天，搶險(xiǎn)加固工程圍長(zhǎng)501m，拋籠1084個(gè)(體積3224m3)，拋石3308m3，共用石料6552m3，鉛絲17988kg，人工5367個(gè)工日。五、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

(1)開封堤防是確保堤段，險(xiǎn)工的安全關(guān)鍵在于工程基礎(chǔ)的堅(jiān)固。因此對(duì)基礎(chǔ)薄弱的壩垛、護(hù)岸，一旦著河，靠了大溜，應(yīng)及時(shí)加固根基，打主動(dòng)仗，才能防止發(fā)生大險(xiǎn)。

(2)經(jīng)常注意調(diào)查研究主溜河勢(shì)的變化和不斷探摸壩前水下沖淤以及根石坡度、深度等情況，這對(duì)研究防汛搶險(xiǎn)的具體辦法、步驟提供了有利條件和寶貴的第一手資料。根據(jù)探摸的情況來看，一般壩前大溜頂沖淘刷深度可達(dá)12～14m，大回溜淘刷的深度可達(dá)8～10m，因此，要想根石穩(wěn)固，在深度方面應(yīng)超過水深3m以上，在坡度方面應(yīng)大于1:1以上，在厚度方面應(yīng)在3m以上。

(3)要堅(jiān)持退坦加高、改建壩垛的原則。壩岸根石經(jīng)過多年搶護(hù)，已有一定基礎(chǔ)，在加高改建時(shí)，坦石不能前進(jìn)在原根石臺(tái)上，更不能把原根石臺(tái)包在新修坦石以內(nèi)，如根石臺(tái)頂寬不足時(shí)，可采取退坦辦法，留足根石臺(tái)的頂寬，再行加高。

(4)坦石厚度不宜過大。壩岸的根石，主要是抵御水流的淘刷，需要有足夠的深度和寬度。壩岸的坦石，是用以保護(hù)壩基土胎，防御水面的沖刷和風(fēng)浪的襲擊，因而坦石厚度不宜過大，否則不僅浪費(fèi)石料，而且增加壩岸的不穩(wěn)定性。在壩岸加高改建時(shí)，除做粘土胎或碎石墊層外，亂石壩坦石的厚度，一般以0.6～0.7m為宜。

(5)次要壩岸的防護(hù)不能輕視。這些啟示我們：每當(dāng)壩岸靠河時(shí)，要及時(shí)探摸根石，了解壩前水深及根石變化狀況，不論主壩或次壩，根石坡度過陡，壩前水深超過根石深度時(shí)，都要及時(shí)增拋根石，防止在基礎(chǔ)薄弱的壩岸發(fā)生突然的險(xiǎn)情。

(6)工程結(jié)構(gòu)方面值得探討。在寬河道中，易出現(xiàn)橫河斜河，溜勢(shì)多