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1、堰塞湖及其爆破處置方法研究“堰塞湖”在“5.12”汶川大地震后引起公眾的普遍關注。本文論述了采用爆破方式炸開缺口泄流一類堰塞湖應急排險的有效手段,較詳細地分析了堰塞湖滑坡壩治理中常用的工程爆破技術。包括具體方法的使用特點和工程處治典型實例。新世紀新階段,我國經(jīng)濟高速發(fā)展,針對未來可能發(fā)生的突發(fā)情況,隨著我軍的職能使命任務正在發(fā)生新的變化,由承擔單純的水電施工逐漸向應急救援領域轉變。特別是近年來,由于自然環(huán)境惡化,災害頻發(fā),導致重大的人員財產經(jīng)濟損失。作為水電兵,我們在搶險救災方面擁有得天獨厚的專業(yè)優(yōu)勢,在搶險救災中可擔任尖刀兵,為搶救人員生命和財產做出重要貢獻。從98特
2、大洪災到汶川特大地震災害,我軍在搶險救災方面積累了豐富的經(jīng)驗。然而,在汶川地震中我軍面臨了一類新的災害考驗——地震堰塞湖。堰塞湖是由于河流被外來物質堵塞而形成的湖泊。常由山崩、地震、滑坡、石流、火山噴發(fā)的熔巖流和流動沙丘等造成。長發(fā)生在地震活躍,泥石流多發(fā)地帶。地震堰塞湖的堤壩大多由滑落的松散石塊組成,一旦決堤將會對下游民眾造成毀滅性的破壞。在治理汶川地震形成的堰塞湖過程中,針對唐家山堰塞湖極難險情,我軍聯(lián)合各領域的專家解決了問題,但同時也反映出在處理這一類災害上的技能欠缺,經(jīng)驗欠缺,排險措施單一等問題。本文主要是通過對各國處理地震堰塞湖的經(jīng)驗技術進行分析總結,為我軍治
3、理堰塞湖提供一定的技術支撐。在汶川地震后,國內學者專家通過對唐家山等地震堰塞湖的應急處理積累了經(jīng)驗。在治理過程中通過多平臺,多時相的衛(wèi)星遙感影像,利用3S技術掌握了災區(qū)堰塞湖的位置及范圍,并利用先進的數(shù)學建模技術模擬災區(qū)堰塞湖模型,為治理方案的產生提供了寶貴的參考依據(jù)。這些經(jīng)驗對我們應急搶險都有寶貴的借鑒價值,在處理未來的突發(fā)災難時,我們可以借助先進的衛(wèi)星通信,遙感成像,計算機模擬等技術為我軍搶險救援提供技術支撐。本文以處理堰塞湖方法技術為切入點,通過對爆破處置技術的原理、原則、具體技術措施等進行深入和詳細的研究,從而為從事抗震救援等非戰(zhàn)爭軍事行動提供技術支撐,并為治理
4、地震堰塞湖這一課題的研究提供理論上的參考。堰塞湖應急處置的基本原則是:“安全、科學、快速”。采用的基本方法是:“疏導、引流、降水”。處置堰塞湖的工程措施主要有以下兩種:方法一:人工處置方法。對交通極為不便的堰塞體,應充分利用天然低凹地形,開挖溢流泄水槽,按照“分次爆破、分層開挖、挖爆結合、淘沖引流”的方法,有效降低堰體高度和堰前水位。方法二:機械作業(yè)方法。把握時機進行高效的機械化施工作業(yè)。采取“機械淘渣、水力沖渣、機械運渣、淘沖運結合”的方式,開挖溢流泄水槽,實現(xiàn)可控泄流,降低堰塞體潰決風險。工程應急排險主要采取分層爆破與開挖,降低堰塞壩頂溢流高程,盡可能降低堰塞湖水位
5、和庫容。采用機械開挖、爆破、人工開挖相結合;機械淘渣、水力沖渣、裝載機運渣的“淘、沖、運”相結合的施工模式,在堰塞壩頂?shù)桶庨_挖出滿足設計過流要求的泄流槽,達到降低堰塞湖水位,提前引流、泄流,降低堰塞壩整體潰決風險,在泄流槽過流時讓水流自然擴寬泄流槽,控制下泄流量,實現(xiàn)堰塞壩體逐步潰決,最終達到排除險情的目的。由于堰塞湖的危害可能非常大,因此對于大多數(shù)堰塞湖來說,需要對其進行處理,少部分堰塞湖如果對其進行相關論證之后,認為其不需要處理,則可以不施加相應處理措施。堰塞湖的處理措施主要有以下幾個方面:(1)爆破泄洪:爆破泄洪一般是采用人工上堤壩裝埋炸藥完成的,是及時解決堰塞
6、湖危機的方案。爆破泄洪的決策是在最緊急情況下,即下游地區(qū)將面臨滅頂之災,并且在人員情況已經(jīng)被成功轉移的前提下才可以實施。爆破泄洪比較適合于庫區(qū)水容量不是很大的情況下,并且實施爆破泄洪的最佳時機在堰塞湖形成的初期。(2)人工開挖泄流措施:此類方法治理的原理是按照疏導水流,控制堰塞湖水位。泄流措施包括人工開挖明渠、泄流槽或泄洪洞。該類處理措施是在保證堰塞壩穩(wěn)定的條件下進行的,通過水流下泄,保持上游水位不變或逐漸降低上游水位來保證堰塞壩上下游的安全。但是這種方法不容易對上游淤積物進行很好的處理,將使得堰塞壩上游河床不斷抬升,因此,在處理的過程中需要考慮如何下泄上游淤積物。這種
7、方法是解決分散、水位較低、流量較小的中小型堰塞湖和災害晚期、重建工程開始的情況下所采用的決策。(3)堰塞壩加固:在詳細的工程地質勘測和未掌握下游人員疏散情況的決策背景下,通常會采用加固堰塞壩的方法。這種方法對下游將存在安全隱患,通常不建議采用。對于工程實際來說,應結合現(xiàn)場工程地質條件、上下游生命財產安全等實際情況,然后采用合理的處理措施。當然,一些小型堰塞湖在形成不久之后將會自動潰決或者水位漫頂,并不需要采用一定的工程處理措施[5]。下面我們主要講一下堰塞湖爆破處理的具體措施。堰體主要有二種基本結構:一是塊石結構,主要由大塊石堆積而成,個