浅谈泗河下采煤沉陷治理段河道的运行管理

刘佩玺　马春雷　姜永鹏

工程管理

浅谈泗河下采煤沉陷治理段河道的运行管理

刘佩玺马春雷姜永鹏

泗河是南四湖湖东地区最大的山洪河道，保护着济宁市7个县市区、37个乡镇、1514个乡村、211.8万亩耕地和200.8万人的防洪安全。河道全长159km，流域面积2357km2，流域内有古城煤矿、鲍店煤矿、济二、济三等国家和地方特大、大型煤矿10余座，一直是济宁市经济最具实力和活力的区域。

一、泗河下采煤现状

泗河下采煤自1993年开始，至今有20余年的时间，泗河下采煤共涉及邹城、兖州、高新区、曲阜、任城5个县（市）区，10多个煤矿，40余个作业面。截至目前，泗河塌陷堤防治理长度共32.09km，其中右岸17.28km，左岸14.81km，占泗河堤防总长度的23%，同时仍有增加的趋势，对泗河的影响极大。

二、河下采煤对河道的影响

河下采空后会导致河道下沉，改变河势，引起河流冲淤变化以及上下游河岸冲刷破坏，同时引起堤防、滩地及护堤地产生裂缝，破坏堤防的边坡稳定性和防渗能力，使局部堤防严重下沉，丧失堤防功能。

1.裂缝危害

开采引起的裂缝主要有两种：一是位于采煤工作边界以外的永久性拉伸裂缝，另一种是在采煤工作面上方的可闭合裂缝。特别是由于沉陷的不均匀，在垂直堤防方向产生的拉伸贯通裂缝，最大裂缝宽度可达20cm以上，极易诱发管涌和流土，甚至直接形成漏水通道，在短时间内发生溃堤的风险。

2.河势改变

河下采煤塌陷后，可能会在原先河道稳定的河段，影响水流的挟沙力，引起河底、河岸和堤防的冲刷及河道中泓的改变，损坏地形地貌，加剧水土流失，对上下游桥梁和堤防的安全造成威胁。

截至目前，泗河已进行了近20余次的采煤塌陷段治理，涉及的堤防大部分位于防洪压力较大的泗河中下游。因此要加大对采煤塌陷治理的管理力度，在实施工程措施时，加大非工程措施的实施，确保泗河的运行安全。

三、采煤沉陷治理的措施

治理的主要内容包括堤防、滩地和外护堤地的修复治理以及裂缝处理，经过治理，河道断面得到恢复，但治理效果未经大洪水考验，仍需在实践中进行检验，为泗河的日常管理和防洪安全带来了较大隐患。

1.裂缝处理措施

在修复治理中，必须先对裂缝进行治理，然后才能对堤防及滩地进行加高恢复。

（1）拉伸贯通裂缝治理：对于地表形成的较大裂缝，一般在裂缝发展基本稳定，不再出现明显的扩展时进行，采用开挖后重新回填压实的方法处理。裂缝开挖深度采用石灰水灌注裂缝方式确定。

（2）闭合裂缝治理：在工作面上方的裂缝受开采影响后出现，裂缝逐渐发育，工作面推进一段距离后，裂缝由于进入压缩变形区，受周围压力作用，裂缝又趋于闭合。此种裂缝应在裂缝开始闭合时采用灌浆进行处理，此时的灌浆体在堤防自身重力作用下进行修复，会对裂缝内的充填体进一步挤密压实，达到更好的效果。

2.堤防修复措施

泗河堤防目前全线已达到20年一遇防洪标准，由于采煤沉陷的特殊性，为强化沉陷治理段的安全储备，对沉陷堤防的修复采用50年一遇防洪标准。

在裂缝处理完后，对堤防按标准进行加高、加固的修复治理，分层上土，分层碾压，达到设计标准。

对河下采煤工作面比较集中的堤段，常采取预加固与沉陷后修复治理相结合的方式。根据矿区的采煤规划，预测各工作面采煤的影响范围，在沉陷位置按照预测进行预加固及备土，稳沉后再对裂缝和堤岸进行修复。

3.滩地、护堤地修复

在裂缝处理完成后，滩地和护堤地按规范高程和宽度进行恢复，确保与上下游相衔接，为保护新筑滩地，防止水流冲刷，在河岸处进行抛石护脚或砌石护坡。

四、沉陷治理段的制度化管理

以兖矿集团鲍店煤矿为例，鲍店煤矿在泗河下有近10个工程面，影响泗河堤防达10km，最大塌陷深度达9m，是对泗河影响的最大的煤矿之一。为保证沉陷治理段的日常运行和防洪安全，按照“谁损坏，谁负责”的原则，对采煤沉陷治理段实施重点维修养护措施和非工程措施，并形成有针对性的制度化管理。

1.编制采煤深陷段重点维修养护方案

由河道主管单位编制沉陷治理段的维修养护方案，在《堤防工程养护修理规程》（SL595-2013）要求的基础上，有针对性地强化了相关项目的养护力度。重点加强了对滩地、堤防、马道、护堤地的裂缝巡查观测，布置了沉陷段河势观测网，每月进行高程和位移观测，定期进行堤身内部隐患探测。

2.日常养护

根据水利部、财政部颁布的《水利工程维修养护定额标准》，沉陷段常规养护主要内容包括堤顶、堤坡、上堤马道及附属设施等项目的维修养护。通过专业化的日常养护，使堤防断面满足设计标准要求，堤坡平顺，堤顶道路平整畅通，管理设施完备，堤防整洁有序，使工程保持良好运行状态。

3.专项养护

针对采煤沉陷的特点，重点加强了裂缝巡查观测、河势位移观测和堤身内部隐患探测。

（1）裂缝巡查观测

安排专业技术人员定期对滩地、堤防、马道、护堤地进行裂缝巡查，填写巡查报告。如遇强降雨或上游来水，应加强观测频次，视降雨和来水强度，进行24h值班巡查。

（2）河势观测

布置河势观测网，每月进行高程和位移测量。强降雨或洪水过后，要立即测量，绘制累计变化曲线，做好变化趋势对比分析。

（3）堤身内部隐患探测

由于采煤沉陷造成堤身内部的情况较为复杂，掌握其内部应变可以提前应对可能发生的变化。采用地质雷达或利用高密度电法定期进行探测，每季度探测一次，确保及时发现深层诱发裂缝。

4.非工程管理措施

根据防洪实践运用的经验，用防洪工程措施控制洪水是有限度的，而且代价也较大，防洪工程措施必须与非工程措施相结合，才能发挥更大效能，防洪非工程措施作为减少洪灾的综合措施之一，越来越受到重视。为最大限度地降低采煤沉陷区的防洪风险，在防洪工程措施管理的基础上，制定针对采煤沉陷区的防洪非工程措施，主要有以下内容：

（1）做好洪水预警预报。泗河流域上游为山区，下游为平原，落差大，流域面积主要集中在上游的泗水县和曲阜市。可利用泗河洪水传播历时图，根据上游的降雨和洪水情况，及时向各煤矿发出相应级别的预警，以便为抗洪抢险和井下撤离提供信息，确保安全并减少损失。

（2）制定汛期管理措施。进入汛期除进行常规的巡查和值守工作外，各煤矿成立专业防汛抢险队，针对塌陷区可能出现的各种险情进行专业的抢险培训，并定期演练。做好防汛料物储备，由于塌陷区的特殊性，料物的数量应在现状堤防级别的基础上按定额提高一级进行储备。

（3）与各煤矿签订防汛责任状。要提高对防洪工作的认识，克服侥幸心理，每年汛前对各煤矿的防汛队伍和料物的准备情况进行检查，并落实年度抢险演练计划的内容和时间，签订防汛责任状。

五、结语

采煤沉陷治理的河道管理是目前泗河工程和防汛管理的重要内容之一，利用养护工程措施和非工程措施对沉陷治理段进行制度化管理，取得了一定的实效，目前整个工程运行良好。由于沉陷河道内部及河道外部边界条件存在不确定性和复杂性，沉陷治理段河道的管理也不是一成不变的，应在动态管理的模式下，积极探索新的方法和措施，确保泗河沉陷段河道日常运行和防洪安全■

（作者单位：山东省济宁市泗河管理处272100）