黃河防汛中現場搶險方案編制原則研究

1 引言

一直以來防汛搶險都是一項涉及地質、 水文氣象等方面的系統化工作，不僅技術含量高，且針對性很強。 要求工作人員必須充分考慮黃河流域現場險情的實際水情與雨情， 經過預測與分析之后，選擇最適當的現場搶險方式，遵循因地制宜的原則編制搶險工作方案，加強對防汛搶險施工技術的應用，針對堤防險情的實際嚴重程度做出有效評估， 確保各項工作的高效落實。

2 黃河防汛中現場搶險方案的編制原則

2.1 目的性原則

黃河流域現場搶險方案具體指的是在防汛期間， 技術人員根據當地實情采取臨時應急防護措施。 由于方案在汛期內會受到各類不確定因素的干擾， 搶險方案和除險加固方案無法及時得到調整，所以人們必須按照“搶早和搶小”的工作原則，控制險情蔓延，將其控制在一定范圍內，這是方案編制的目的。 一旦險情爆發，需要按照實際類別和嚴重程度采取防治措施，抑制險情擴大，甚至將一部分險情及時扼殺，為防汛現場爭取足夠的時間。 控制了險情之后，應在原有搶險方案基礎上完善搶護工作方案，協助居民及時脫險[1]。

2.2 時效性原則

黃河防汛搶險工作不僅任務重，且時間緊迫，搶險難度較大，所以搶險方案編制應保持一定的實效性。 負責人必須在第一時間來到險情爆發的地區，結合歷史險情與當地地質情況，判斷危害的嚴重程度， 經過基本了解后初步擬定搶險工作措施，其中涵蓋人員調配和材料設備等內容。 在險情十分嚴重的情況下，要求人員、材料以及設備同時前往搶險現場，而不是在確定了方案后再調配。 技術人員來到現場后，需要以了解險情為前提，對過去的方案做出補充與完善，按照上級部門的指示做好搶險工作。

2.3 有效性原則

防汛搶險方案的編制必須根據險情和堤段的實際情況來進行，遵循因地制宜的原則，保證搶險方案的有效性。 除險加固方案一般強調內容的經濟性， 而現場防汛搶險方案會更注重內容整體的有效性， 確保參與人員充足， 材料設備數量足夠。 充分考慮搶險工作期間所涉及的材料和設備，兼顧人員組織情況，按照方案預估搶險所需物資，準備出比實際更多的物資，以備不時之需。

2.4 針對性原則

黃河防汛搶險工作期間， 同樣的位置會因為險情類別不同而采取具有針對性的搶險方案。 相同的險情如果發生的地點不同，人們就要編制不同的搶險方案。 所以專業人員編制搶險方案時必須充分考慮具體的險情類別與所發生的位置，判斷險情特征，使方案更具有針對性。 比如面對管涌險情，如果沒有形成砂環，此時觀察即可；如果涌口位置形成砂環，涌出大量渾水，此時應做好反濾圍井工作，或者在流量較小的情況下設置導濾堆。

3 黃河防汛中現場搶險方案編制的要點

3.1 做好險情分類，對堤防險情的嚴重程度加以評估

搶險工作期間，常見的黃河防汛堤防險情大致包含漏洞、管涌、滲水、漫溢等類別，面對不同類別所采取的搶險措施會有一定差異。 編制搶險方案時應做好險情的分類工作，確定具體的險情種類后再進行下一階段的工作。 汛期來臨前，各地會對堤防展開安全評估工作，以便完成汛前的險情調查，同時應將該部分工作與汛期巡查、安全評估相結合，從而判斷險情的嚴重程度，為后續除險加固工作的開展奠定基礎。 堤防險情的安全評估工作大致包含以下幾種情況：（1）平均每隔幾年就在汛期來臨之前測量堤防地形，對比往年數據，從中分析差距產生的原因；（2） 定期對堤身和堤基兩部分的土質進行試驗分析，確定相應的物理力學指標；（3）計算重點險工地段的沉降情況，做好穩定性計算；（4）安排人員定期巡查護坡與護岸情況，保證結構的完整性。

綜合以上要點即可確定汛期險情給防汛搶險工作造成的嚴重程度。 一般情況下，汛期險情會隨著時間的推移而加重，技術人員無法對險情做出定量判斷分析。 建議將險情程度劃分為3 個等級，分別為“一般”“較大”以及“重大”險情。 只有做好以上工作，才能保證搶險方案編制具有科學性與針對性，提高搶險方案實施的可行性[2]。

3.2 重視防汛搶險技術的應用

3.2.1 河道工程搶護技術

做好根石坍塌險情搶護工作， 這是河道工程中比較常見的險情。 根石坍塌一般是指壩岸護根石被水沖失，從而引發坍塌風險。 對此，有必要做好拋填物料搶修加固工作，比如散拋亂石或土袋，或者拋四面體、大網兜以及大塊石等。 對于坦石坍塌險情搶護工作， 該情況指的是壩岸基礎被嚴重淘刷造成的根石走失，需迅速加高，及時護根，做到保土抗沖。 可使用柳石枕搶出水面，隨后散拋石塊，再固根即可。

3.2.2 防漫溢技術

做好堤防滲水控制。 當滲漏問題無法及時解決時，滲漏處將會成為防洪搶險工作的重大隱患。 為保證堤防搶險工作的安全性，需要采用多種技術來避免滲水。 首先，溝穿法預防滲水。 在水線以下的位置挖掘導流溝，為保證防水效果，可填入砂石，強化該處的排水性能。 其次，采用滲透法，以原有的堤防為基礎進行加固，降低水位的同時強化滲透效果。 最后，采用逆濾波法，堤防表面提前鋪設濕土，此時可以用粗礫石代替濕土，同時覆蓋塊石袋，必要時可在堤防表面塑造表面層，整個表面層無法透水。

極端狀態下，黃河洪水的高度有時會超過堤壩的頂部，為解決漫溢與倒塌的問題，建議對壩頂做出適當的加工。 因堤壩長度比較長，人們無法大量運輸材料，需就地取材。 比如使用黏性土壤， 風力偏小或者沒有降水的情況下使用黏性土壤即可，在堤防坡距離水面1 m 的位置建設純土壤結，然后清除雜物，碾平黏土層，保證頂部可以超過洪水的最高水位。 再比如使用土袋，如圖1 所示，風力較大的情況下挖土難度很大，此時可使用編織袋，在其中裝滿土，填充內部80%左右的空間即可，隨后以袋口向內的方式不斷堆疊，要求堆疊的坡度保持在1∶0.5，后續再回填土壤，使該處位置更加夯實可靠。

圖1 編織袋防漫溢

3.2.3 管涌搶險技術

管涌險情產生的原因有很多， 堤防基礎一般都是二元結構，上層采用了不透水的黏性土壤，下一層是粉砂或者細砂，再下一層為砂礫卵石等強透水層，該層可以和河水相同。 當汛期處于高水位的時候，強透水層的滲透水頭損失通常比較小，此時堤防的背水側大約幾百米范圍內的表土層底部需要承受較大的水壓力，一旦這股壓力沖破黏土層，如果沒有反濾層的保護，此時粉砂與細砂將會隨之流出，進而造成管涌事故。 掌握管涌險情形成的原因，接下來就要做好險情的有效判斷，即判別管涌的嚴重程度。 管涌通常發生于背水堤腳附近地面或者距離偏遠的坑洼位置，距離堤腳越近，危害性就越大，一般以距離堤腳15 倍水位差范圍之內的管涌險情最嚴重。

對于管用問題通常會采取“上堵下排”的方式，土工膜形成的軟體可做第一道封堵， 將滲漏源頭及時切斷， 然后在堆筑圍井，及時排除壩基內的水分，加強對水位的有效控制，防止滲水給搶險加固工程帶來任何不良影響。對于管涌險情進行搶護時，應及時制止涌水帶砂，留有滲水出路，防止砂層被破壞，降低滲水壓力，實現險情的有效控制，保持險情穩定。

關于管涌的搶護方法，主要包含以下幾種：（1）砂石反濾圍井。 這是搶護管涌險情的常見形式，使用級配不同的反濾材料，將其用在不同土層的管涌搶險。 圍井搶筑的時候，提前清理周圍雜物，編織袋裝土填筑圍井，按照管涌的程度鋪填反濾料。 如果管涌口不大，水量較小，可以從細到粗地鋪填，先裝入細料，再加入過渡料，最后填入粗料，要求每級濾料厚度都保持在20 cm 以上。 如果管涌口比較大， 建議先填入較大的石塊，消殺水勢，再采用上述方法鋪填反濾料即可。 （2）土工織物反濾圍井。 清理平整管涌口的周圍，尤其不能有尖銳的雜物，管涌口位置使用碎石或者礫石這類粗料充填， 在鋪土工織物之前先鋪一層粗砂，厚度達到30 cm 以上即可。 當管涌帶出的土屬于粉砂時，不能使用針刺型的土工織物。 土工織物之間需要用線做好縫合，上層使用塊石壓蓋。 （3）梢料反濾圍井，該方法就是使用梢料代替砂石材料，下層可以使用稻草或者麥秸，鋪設大約30 cm 厚即可，上一層鋪設柳枝、蘆葦等粗料，厚度達到40 cm。 填料后為防止梢料上浮，梢料上面壓塊石等透水材料。 圍井修筑方法及井內水位控制與砂石反濾圍井相同。

如果堤內產生了大面積的管涌，在料源充足的情況下，建議采取反濾層壓蓋的方式降低管涌的流速， 避免泥砂過度流失。 反濾層壓蓋必須用透水性好的材料， 切忌使用不透水材料。 根據所用反濾材料不同，選用砂石反濾壓蓋、梢料反濾壓蓋等，以便及時控制險情，降低管涌危害。

3.3 構建黃河流域防汛智能化體系

在流域防汛工作中，歷史上黃河流域頻發自然洪水災害，且氣候與人類活動頻繁造成氣象不穩定， 這是造成災害風險的重要原因之一。 比如， 小浪底到花園口區間存在著超過18 000 km2的無工程控制區， 其中100 年一遇的洪峰流量最高可以達到12 000 m3/s，一旦發生災害，這將直接對下游居民造成威脅。 因此，有必要構建專門的防汛智能化體系。 整個體系中主要包含 “監測感知”“通信網絡”“水旱災害防御” 等部分，信息采集傳輸系統可以實時獲取監測數據，同時發揮數據資源池的重要作用，加強黃河防汛智能化建設。

4 結語