第六节 漫溢
漫溢指实际洪水位超过现有堤坝顶高程,或因风浪翻过堤坝顶的现象。
造成漫溢的主要原因有:
(1)流域内发生超标准洪水,水位超过堤坝顶或防浪墙的设计高程。
(2)堤坝顶部高程未达到设计标准。
(3)河道严重淤积、存在阻水建筑物或盲目围垦,过洪断面减小,使淤积河段及其上游河段水位升高。
(4)河势变化、潮汐顶托以及地震引起水位升高。
一、抢护原则
抢护原则是:水涨加堤,水多分流。当洪水有可能超过堤坝顶部时,即水位上涨时,临时加高堤坝或抢筑子堤,或利用分蓄洪区或相邻河道分洪,以降低水位。
二、抢护方法
当洪水位有可能超过堤坝顶时,为防止洪水漫溢溃决,根据洪水预报和河库实际情况,抓紧一切时机,尽全力在堤坝顶部抢筑子堤,力争在洪水到来之前完成。本节主要介绍抢筑子堤的方法。
1.土料子堤
筑于堤坝顶部靠迎水坡一侧,距坡肩0.5~1.0m,子堤顶宽0.6~1.0m。边坡不大于1∶1,子堤顶应超过推算最高水位0.5~1.0m,见图3-42。在抢筑时,在堤坝顶先开挖一条结合槽,槽深0.2m,底宽0.3m左右,边坡1∶1,子堤底宽范围内的原堤坝顶部应清除路面、杂物,并将表层土刨松或犁成小沟,以利新老土结合。土料宜选用黏性土,填筑时要分层夯实。
图3-42 土料子堤示意图
2.土袋子堤
当风浪较大时,一般用土工编织袋、草袋或麻袋,装土七八成,将土袋袋口缝严,不宜用绳扎口,以利铺砌。土袋放置于迎水面,起到防浪作用,一般以黏土土料为宜,颗粒较粗或掺杂砾石的土料也可使用。铺砌土袋距迎水坡肩0.5~1.0m,袋口朝向背水面,排砌紧密,袋缝上下层错开,并使土袋迎水面形成1∶0.5~1∶0.3的边坡。不足1.0m高的子堤,临水叠砌一排土袋;较高的子堤底层可酌情加宽为两排或更宽些。土袋后加筑防渗土戗,随砌土袋,随分层铺土夯实,背水坡比不大于1∶1。子堤顶应超过推算最高水位0.5~1.0m,见图3-43。当堤坝顶即将漫溢,来不及从远处取土时,在堤坝顶较宽的情况下,可临时在背水坡肩取土筑子堤。
图3-43 土袋子堤示意图
3.桩柳子堤
当土质较差,又缺乏土袋时,可就地取材,采用桩柳子堤。做法是:在迎水坡肩0.5~1.0m处先打木桩一排,桩长可根据桩高确定,桩径0.03~0.1m,木桩入土深度约为桩长的1/3~1/2,桩距0.5~1.0m。将柳枝或秸料等捆成长2~3m,直径约20cm的柳把,用铅丝或麻绳绑扎于木桩后,自下而上紧靠木桩,逐层叠放。在放置最下一层柳把时,先在堤坝顶挖深约0.1m的槽沟,将柳把放置于沟内。在柳把后面,散置秸料一层,厚约20cm。然后再铺土夯实,做成子堤。子堤顶宽1.0m,坡比不大于1∶1。具体做法与土料子堤同,见图3-44。此外,若坝顶较窄时,也可用双排桩柳子堤。排桩的净排距1.0~1.5m,相对绑上柳把、散柳,然后在两排桩间填土夯实,两排桩的桩顶可用18~20号铅丝对拉或用木杆连接牢固。
4.柳石枕子堤
当土袋缺乏,而柳源又比较丰富的地方,适用此法。做法是:在堤坝迎水坡肩0.5~1.0m处,根据子堤高度,确定使用柳石枕的数量。枕后用土填筑子堤,分层铺土夯实,图3-45。
图3-44 桩柳子堤示意图
图3-45 柳石枕子堤示意图
5.利用防浪墙挡水
如果土堤坝顶部设置有防浪墙,且由防浪墙直接挡水时,应在墙后用土袋加撑。土袋紧靠防浪墙垒砌,宽度应满足加高需要,其余同土袋子堤砌筑法。
三、注意事项
(1)根据预报洪水到来的时间和最高水位,做好抢筑子堤的物料、机具、劳力、进度和取土地点、施工路线等安排。抢护要周密计划、统一指挥,抓紧时间,在洪水到来之前完成子堤抢筑。
(2)抢筑子堤须全线同步施工,不得分段进行,不得留有缺口。
(3)在抢筑子堤时要巡视检查,加强质量监督,发现问题,及时处理。
(4)子堤不得靠近背水侧。
(5)当洪水位降落而又无后续来水时,应及时拆除子堤,防止发生退水滑坡。
四、案例
(一)湖北石首市长江调关以下堤段漫溢抢险
湖北石首市长江调关以下堤段设计堤顶高程38.60~39.50m,1954年最高水位超1m,堤面宽5.5~6m,内外坡1∶3,堤身5.6~7m。石首河段按照50年一遇或80年一遇大水的泄洪能力为38500m3/s。1998年第6次洪峰经过石首段的流量为46900m3/s,造成下顶上压,水位屡创新高,造成了子堤作为抵御特大洪水最后屏障的局面。调关以下共4次抢险加高加固子堤。
6月26日,抢筑一道顶宽0.5m、高0.5m、底宽1.5m的子堤。7月18日,长江第二次洪峰安全经过调关。第三次洪峰预报调关水位将达39.0m,部分堤段子堤将挡水,子堤必须加高至0.8m,顶面宽加至0.6m,底宽加至2m。7月26日长江第三次洪峰顺利通过调关,洪峰水位39.0m,干堤鹅公凸段400m子堤挡水。
7月29日获悉长江第四次洪峰将于8月9日左右到达调关,将达39.80m,子堤再次加高到1.2m,顶面宽1m,底宽2.5m。8月9日8时,第四次洪峰通过调关,洪峰水位39.76m,子堤挡2~0.6m。由于高水位持续浸泡时间长,在第五次洪峰到来之前,又对全线子堤进行了加固。8月13日19时,调关水位39.74m仍在缓慢上涨,长江第五次洪峰尚未通过,上游更大的第六次洪峰已经形成,预报水位将达40.40m。3万多军民奋战两昼夜,抢运土方近10万m3,子堤再次加至高1.7~2.2m,顶面宽1.5~2.2m,底宽2~4m。8月17日11时经上游水库成功调节错峰后的长江第六次特大洪峰抵达调关,洪峰水位40.10m,子堤挡水深度0.5~1.2m。
1998年长江长江干堤调关堤段全线漫溢的成功抢护是建立在科学预测、科学决策、劳力及器材充足的基础上的。同时子堤质量也是十分重要的。调关以下全线子堤成功挡水13天,部分堤段子堤挡水37天,最深挡水达1.2m,实践证明子堤质量过关,重点注意了子、母堤的有效衔接:清除母堤堤肩的草质和沙石层,增强子堤与母堤间结合面的黏结力;适当加宽子堤,增加子堤与母堤间的结合面;子堤层层捣实(木桩捣、踩),增加子堤与母堤间的密实度。
(二)北京潮白河顺义段漫溢抢险
1.出险情况
潮白河顺义段位于北京市顺义县。潮白河苏庄水文站的保证水位为27.5m(北京高程),保证流量为3000m3/s。1954年潮白河流域雨水丰富,7月份土壤已趋于饱和。8月4—10日,流域上游又普降大暴雨,暴雨造成山洪暴发,苏庄站最大洪水水位达27.8m,超过保证水位0.3m,最大洪峰流量3500m3/s,超过保证流量500m3/s,此时潮白河水面在王家场段宽度达6km,洪水水位已经超过河岸高度。
2.出险原因
该段为沙质河床,两岸为沙壤土,抵抗洪水冲刷能力极低。在整个行洪期间,特别是落洪时,经常发生塌岸和塌地现象,致使河道摆动非常严重,威胁两岸村庄和土地的安全。一旦洪水在此外溢,将淹没顺义城关镇4个村、李桥乡2个村、沿河乡6个村等共计17984亩农田,同时将殃及下游通县平町、大庞等村的许多农田。
3.抢险措施及效果
当洪水水位接近河岸发生漫溢的时候,顺义县组织500多名水利职工和群众赶到出险地点,临河筑堤,抢筑了三道小堤挡截洪水。但洪水继续上涨,水位超过河滩地1.2m,局部堤段已发生漫溢。由于新修筑的土堤经水一泡,非常湿软,加之天上有雨,地上有水,无处取土,用土料加高培厚堤身是很困难的,于是采取砍树枝捆成小捆,横放在堤顶上,对加高堤身有一定效果。但是枝料数量少,不能解决洪水大面积外溢的险情。于是提出用青玉米秸捆成捆,横放堤顶,用以加高堤坝。采用这种方法,将堤坝加高了30cm。筑堤挡水过程中,出现了一处缺口,在两位领导同志的带领下,大家纷纷跳入水中,用身体筑成人墙,站在水里传送物料抢培,加高培厚堤埝,堵住了缺口。这样与洪水斗争了4h,下午18时左右,洪峰不再上涨,水势逐渐平稳,20时左右水位开始下降,险情解除。这次临险筑堤的办法在潮白河其他河段防汛中加以推广,筑堤总长度达15km。
4.经验
经过这次洪水的考验,我们取得了抗洪抢险的宝贵经验。采取临险筑堤埝,人墙挡水,就地取材的方法,效果明显。特别是用青玉米秸捆横放,迅速加高堤捻,做到与洪水争速度、抢时间。
(三)松花江干流下岱吉粮库段漫溢抢险
1.出险情况
松花江干流扶余段堤防设计防洪标准为50年一遇,流量12400m3/s,水位127.43m。下岱吉粮库段位于下岱吉水文站上游,因该处没有堤防,1998年8月15日20时,该处流量13200m3/s,水位127.54m,洪水还在迅猛上涨,根据市防汛指挥部门预测,下岱吉站洪峰流量将达到15700m3/s,防汛形势极其严峻。
2.出险原因
由于该段堤防地势较高,在松花江干流堤防土方加固时,没有加筑堤防,1998年发生特大洪水,致使该段发生洪水漫溢。该段堤防发生回流倒灌,直接威胁下岱吉粮库安全,并威胁下游三个乡镇、11000hm2耕地、3.5万人口的安全,抢险已迫在眉睫。
3.抢险措施及效果
经过研究,决定立即采用就地利用粮库院墙外防浪墙作为防洪墙,与院墙之间每隔两米,修筑土牛子一个,作为支撑,土牛子宽1m,高1.2m。院墙背水侧用麻袋装土贴墙根修筑固定子堤,铺塑料布防渗,子堤顶宽2m,高1.2m,此段长约200m。其他无院墙段修筑临时子堤,长度800m,堤高1.2m,顶宽lm,迎水侧铺塑料布防风浪冲刷。该项措施共动用人工1500人次,完成土方3000m3,煤方500m3,用麻袋5000条,编织袋5万条,历时约15h。该处抢险措施获得成功,减少耕地淹没面积约1200hm2,减少人员转移约1400人,抢险取得的经济效益约1.25亿元。
4.经验教训
由于这次抢险前,方案制定合理,抢险物料能就地取材,物资准备充分,使抢险投入少,效益高。但该段无堤,地势较高,建议对该段应修建防洪墙,以使今后防汛不发生抢险度汛的被动局面。
(四)湖北蒲圻普安塘水库漫坝抢险
1.出险情况
普安塘水库位于湖北省蒲圻市茶安村境内。水库控制流域面积0.89km2,坝顶高程70m,总库容21万m3,为心墙代料坝。1965年12月开工,1966年11月建成。1991年5月21日库区日降雨量384mm,由于雨量集中,来水快,山高坡陡,山体滑坡,溢洪道堵塞,洪水漫坝,险情十分严重。水库三面高山,居高临下。下游有两个村6个组780人,农田1500亩,以及京广铁路和107国道,水库安危对人民生命财产和社会经济、秩序影响至关重要。
2.抢险措施及效果
(1)水库出险后,镇、村主要领导立即调用200余名民兵,清除疏通滑坡堵塞的溢洪道。并采用炸药50kg,开挖加宽溢洪道断面,扩大泄量,降低库水位。
(2)坝面上铺设薄膜1320m2,让水漫坝滚过,防止冲毁大坝,达到保坝目的。
(3)加高坝顶。拆除右坝肩管理房屋一栋,将砖石投入坝上抢险,同时用草袋300余条,编织袋200多只装土加高坝顶挡水。由于抢险及时,镇、村主要领导指挥果断,措施得力,经全体参战人员奋战历时6.5h,使大坝脱险。
3.经验教训
(1)按分级管理原则,作为一个山区里的小(2)型水库,汛期始终有人坚守岗位,及时发现险情,组织劳力抢救。
(2)镇、村主要领导亲自上阵参战指挥,果断拆掉管理房屋的物料,投入坝上抢险,疏通溢洪道,铺设薄膜保坝过水,措施得力。
(3)溢洪道工程没有达到防洪标准,对山区山高坡陡、来水迅速的库区防洪保安十分不利。
(4)对重点铁路沿线水库一定要重视安全防洪标准,提高责任感,严格把关,加强防守。