柳园口险工险情抢险分析

□李国顺 □段真真 □朱艳艳（开封黄河河务局第一黄河河务局）

0 引言

柳园口险工位于开封城北柳园口乡大马庄村西之间，距开封市区9 km，相应大堤公里桩号83+263～87+550处，顺堤长4287 m，现有坝27道、垛12座、护岸13段、共计52道。出现险情的39坝3支坝、4支坝修建1990年，修建该坝的目的是为了控导该段河势，4支坝位于相应大堤公里桩号86+830处，坝面高程81.18 m，坝长160m，坝顶宽15 m，裹护长度160 m，根石深度10.45(据2010年根石探测成果)，本坝为建设结构为乱石结构。

2011年6月29日黄河调水调沙以来，柳园口险工工程39坝3支坝、4支坝一直紧靠大河主溜，工程长时间受到大溜冲刷，经10多天的长时间浸泡，虽经2009、2010年相继抢险，致使柳园口险工工程39坝4支坝不断发生险情，险情类别均为根坦石下蛰，为一般险情。6月30日，小浪底水库按3400 m3/s均匀控泄，由于小浪底减少出库流量，39坝4支坝又是送溜至北岸大宫工程的最后一道坝，工程一直受大溜冲刷，并且由于长时间受到大流量高水位的冲刷和浸泡。

1 柳园口险工出险过程、抢护情况

1.1 工程出险过程

自2011年黄河第13次调水调沙以来，由于受到调水调沙大流量洪水的冲刷及浸泡，柳园口险工3支坝、4支坝相继发生险情，共发生险情37次，其中2支坝1次（一般险情1次）、3支坝13次（一般险情11次，较大险情2次），4支坝24次（一般险情18次，较大险情6次）。险情类别主要为根坦石下蛰、坝基坍塌。

自2011年6月19日调水调沙以来，由于受到调水调沙大流量洪水的冲刷及浸泡，柳园口险工39坝2支坝、3支坝、4支坝相继发生险情，共发生险情38次，其中2支坝1次（一般险情1次）、3支坝13次（一般险情11次，较大险情2次），4支坝24次（一般险情18次，较大险情6次）。险情类别主要为根坦石下蛰、坝基坍塌。

1.2 险情抢护情况

在2011年汛期，柳园口险工共出现了8次较大险情，抢险共消耗了石料6249.83，抢险总投资400万左右，其中几次较大险情的抢护情况如下：

7月1日12时，39坝4支坝YS+120 m～YS+140 m处发生较大险情，出险类别为根坦石下蛰，出险体积为400 m3，根据出险情况确定出险方案为抛散石。紧接着在13时55分，39坝4支坝YS+130～YS+146迎水处出现坝基坍塌入水，土胎外露险情，出险体积为684 m3，出险长度达16 m，且河势大溜正冲刷出险位，经抢险指挥部会商，抢险方案为利用大柳石搂厢护胎，控制住大溜冲刷后进行坝体恢复。

7月3日14时05分，柳险工 39坝3支坝QT+139～XK+155发生根坦石下蛰较大险情，体积为360 m3，根据出险情况确定出险方案为抛散石。该次险情抢护完成之后,在7月4日10时10时,柳险工39坝3支坝YS+100～SK+140发生坝基坍塌险情,在迎水面40 m处出现一条体积1008 m3的险情，经抢险指挥部会商，抢险方案为利用大柳石搂厢护胎，控制住大溜冲刷后进行坝体恢复。

2 出险原因分析

分析39坝3支坝和4支坝险情原因主要是，由于调水调沙下泄流量加大，加之39坝的3道支坝在1990年建设时,该坝采用的是土工布铅丝笼沉排技术，整体结构所用材料，土工布两层（有纺、无纺）以及柳秸料，铅丝笼网片，石料、木桩等。当时坝顶设计高程81.18 m，滩面平均高80.60 m，基坑设计挖深4～4.50 m，底宽8 m，铅丝笼长10 m，笼高0.50 m。

柳园口39坝3支坝、4支坝出现较大险情的重要原因是根石严重不足，因柳园口支坝在建设时采用的是铅丝笼沉排技术，每道支坝的单断面根坦石数量为12 m3,3支坝根坦石数量仅为1980 m3,4支坝的根坦石数量仅为1920 m3,还由于该坝受到大溜冲刷和对工程基础的长时间浸泡，工程基础底部根石被掏空，工程根石走失严重，致使工程发生根坦石下蛰、坝基坍塌险情。

另外，铅丝笼沉排技术主要缺点是，在河水大溜冲刷坝时，由于坝前冲刷水深，已超过沉排下沉深度，在排体下面坡度突然变陡，形成“头重底空”，在重力的作用下，拉断铅丝笼，以强大的下滑力撕裂上部的土工布，致使该坝极易发生猛墩猛蛰情况的发生，从而导致较大险情和重大险情的发生。

3 工程抢险方案及险情分析

在柳园口39坝3支坝、4支道支坝出现较大险情后，迅速通知龙亭区防指，立即在现场成立临时抢险指挥部，同时向上级报请调用机动抢险队，在请求调用机动抢险队的同时，还调用的亦工亦农抢险队。同时根据现场出险情况，区防指会同现场的抢险技术人员对险情进行了会商，根据出险状况和河势情况，确定抢险方法。柳园口39坝3、4道支坝抢险主要采用的方法有：一是抛石抢护法；二是铅丝笼抢护法；三是柳石枕抢护法；四是柳石搂厢抢护法。抢险技术人员首先要查看当前出险坝垛的溜势，分析上下游河势的变化趋势，利用探水杆探摸了当前的坝前水深，以及河底土质情况，经探摸39坝2、3、4道支坝的河底土质为淤沙。

该坝在调水调沙期一直受大溜冲刷情况下，坝底被洪水淘空，根石走失严重，造成坦石与土胎整体下蛰。坦石坍塌后，坝体土胎经长时间浸泡，且在大水的直接冲刷下，不断坍塌入水。经高级技术人员分析，该险情为坝基坍塌，坦石与坝基同时滑入水中，属较大险情。

4 结语

4.1 完善工程配套措施

防洪工程的设计、建设和配套要进一步加强。目前柳园口已建成的39坝4道支坝主要是控导河势，送溜至对岸大宫工程，但是由于4道不能有效控导河势，造成目前已靠河的3支坝和4支坝受到大溜的持续淘刷，若在柳园口险工上首建造上延工程和下延4支坝将可有效控导河势，减少险情的发生。

4.2 抢险料物要集中存放

建议抢险料物要集中存放，定点储备，因为这次柳园口出现的险情是连续发生的，仅靠柳园口险工本坝储备的石料，不足以满足抢险的需要，为做到险情的“抢早抢小”，应在未出险的坝垛3～5道坝储备1万m3的石料，存放位置可以存放在背河的护坝地，才能有把握控制住险情。

4.3 根石点抢险预加固

抢险预加固，加固根石点，我们在3支坝2010年抛投了两处根石点，从今年的险情来看，去年抛投根石点的地方，未出现像4支坝一样的险情，从而控制了河势的导向，减小了坝垛的出险机率。根据探摸的情况来看，一般坝前大溜顶冲淘刷深度可达5～8 m，大回溜淘刷的深度可达3～7 m，因此，要想根石稳固，在深度方面应超过水深3 m以上，在坡度方面应大于1:1以上，在厚度方面应在3 m以上。

4.4 次要坝岸的防护不能轻视

每当坝岸靠河时，根据当前河势情况，要及时探摸根石，了解坝前水深及根石变化状况，不论主坝或次坝，根石坡度过陡，坝前水深超过根石深度时，都要及时增抛根石，防止在基础薄弱的坝岸发生突然的险情。

4.5 加大铅丝笼抛石使用量

当所处河道为“宽、浅、散、乱”，易出现横河斜河，溜势多变工程情况时，据资料显示，石块＜70 kg都能被大溜冲刷走失，现在备的石料大多块小，因此必须注意适当多抛石笼，尤其是根石的外层。石笼一般以l～2 m3为宜，抛笼同时应结合抛石，对水上根石坡和顶，尽量用大石较好。对坦石部位，一般以乱石坦或乱石排垒，坡度1:10～1:1.30为宜。

[1]罗庆君.防汛抢险技术〔S〕.郑州：黄河水利出版社，2000.

[2]高兴利.现代防洪抢险技术〔M〕.郑州：黄河水利出版社，2010.