黄河防汛中现场抢险方案编制原则研究

1 引言

一直以来防汛抢险都是一项涉及地质、 水文气象等方面的系统化工作，不仅技术含量高，且针对性很强。 要求工作人员必须充分考虑黄河流域现场险情的实际水情与雨情， 经过预测与分析之后，选择最适当的现场抢险方式，遵循因地制宜的原则编制抢险工作方案，加强对防汛抢险施工技术的应用，针对堤防险情的实际严重程度做出有效评估， 确保各项工作的高效落实。

2 黄河防汛中现场抢险方案的编制原则

2.1 目的性原则

黄河流域现场抢险方案具体指的是在防汛期间， 技术人员根据当地实情采取临时应急防护措施。 由于方案在汛期内会受到各类不确定因素的干扰， 抢险方案和除险加固方案无法及时得到调整，所以人们必须按照“抢早和抢小”的工作原则，控制险情蔓延，将其控制在一定范围内，这是方案编制的目的。 一旦险情爆发，需要按照实际类别和严重程度采取防治措施，抑制险情扩大，甚至将一部分险情及时扼杀，为防汛现场争取足够的时间。 控制了险情之后，应在原有抢险方案基础上完善抢护工作方案，协助居民及时脱险[1]。

2.2 时效性原则

黄河防汛抢险工作不仅任务重，且时间紧迫，抢险难度较大，所以抢险方案编制应保持一定的实效性。 负责人必须在第一时间来到险情爆发的地区，结合历史险情与当地地质情况，判断危害的严重程度， 经过基本了解后初步拟定抢险工作措施，其中涵盖人员调配和材料设备等内容。 在险情十分严重的情况下，要求人员、材料以及设备同时前往抢险现场，而不是在确定了方案后再调配。 技术人员来到现场后，需要以了解险情为前提，对过去的方案做出补充与完善，按照上级部门的指示做好抢险工作。

2.3 有效性原则

防汛抢险方案的编制必须根据险情和堤段的实际情况来进行，遵循因地制宜的原则，保证抢险方案的有效性。 除险加固方案一般强调内容的经济性， 而现场防汛抢险方案会更注重内容整体的有效性， 确保参与人员充足， 材料设备数量足够。 充分考虑抢险工作期间所涉及的材料和设备，兼顾人员组织情况，按照方案预估抢险所需物资，准备出比实际更多的物资，以备不时之需。

2.4 针对性原则

黄河防汛抢险工作期间， 同样的位置会因为险情类别不同而采取具有针对性的抢险方案。 相同的险情如果发生的地点不同，人们就要编制不同的抢险方案。 所以专业人员编制抢险方案时必须充分考虑具体的险情类别与所发生的位置，判断险情特征，使方案更具有针对性。 比如面对管涌险情，如果没有形成砂环，此时观察即可；如果涌口位置形成砂环，涌出大量浑水，此时应做好反滤围井工作，或者在流量较小的情况下设置导滤堆。

3 黄河防汛中现场抢险方案编制的要点

3.1 做好险情分类，对堤防险情的严重程度加以评估

抢险工作期间，常见的黄河防汛堤防险情大致包含漏洞、管涌、渗水、漫溢等类别，面对不同类别所采取的抢险措施会有一定差异。 编制抢险方案时应做好险情的分类工作，确定具体的险情种类后再进行下一阶段的工作。 汛期来临前，各地会对堤防展开安全评估工作，以便完成汛前的险情调查，同时应将该部分工作与汛期巡查、安全评估相结合，从而判断险情的严重程度，为后续除险加固工作的开展奠定基础。 堤防险情的安全评估工作大致包含以下几种情况：（1）平均每隔几年就在汛期来临之前测量堤防地形，对比往年数据，从中分析差距产生的原因；（2） 定期对堤身和堤基两部分的土质进行试验分析，确定相应的物理力学指标；（3）计算重点险工地段的沉降情况，做好稳定性计算；（4）安排人员定期巡查护坡与护岸情况，保证结构的完整性。

综合以上要点即可确定汛期险情给防汛抢险工作造成的严重程度。 一般情况下，汛期险情会随着时间的推移而加重，技术人员无法对险情做出定量判断分析。 建议将险情程度划分为3 个等级，分别为“一般”“较大”以及“重大”险情。 只有做好以上工作，才能保证抢险方案编制具有科学性与针对性，提高抢险方案实施的可行性[2]。

3.2 重视防汛抢险技术的应用

3.2.1 河道工程抢护技术

做好根石坍塌险情抢护工作， 这是河道工程中比较常见的险情。 根石坍塌一般是指坝岸护根石被水冲失，从而引发坍塌风险。 对此，有必要做好抛填物料抢修加固工作，比如散抛乱石或土袋，或者抛四面体、大网兜以及大块石等。 对于坦石坍塌险情抢护工作， 该情况指的是坝岸基础被严重淘刷造成的根石走失，需迅速加高，及时护根，做到保土抗冲。 可使用柳石枕抢出水面，随后散抛石块，再固根即可。

3.2.2 防漫溢技术

做好堤防渗水控制。 当渗漏问题无法及时解决时，渗漏处将会成为防洪抢险工作的重大隐患。 为保证堤防抢险工作的安全性，需要采用多种技术来避免渗水。 首先，沟穿法预防渗水。 在水线以下的位置挖掘导流沟，为保证防水效果，可填入砂石，强化该处的排水性能。 其次，采用渗透法，以原有的堤防为基础进行加固，降低水位的同时强化渗透效果。 最后，采用逆滤波法，堤防表面提前铺设湿土，此时可以用粗砾石代替湿土，同时覆盖块石袋，必要时可在堤防表面塑造表面层，整个表面层无法透水。

极端状态下，黄河洪水的高度有时会超过堤坝的顶部，为解决漫溢与倒塌的问题，建议对坝顶做出适当的加工。 因堤坝长度比较长，人们无法大量运输材料，需就地取材。 比如使用黏性土壤， 风力偏小或者没有降水的情况下使用黏性土壤即可，在堤防坡距离水面1 m 的位置建设纯土壤结，然后清除杂物，碾平黏土层，保证顶部可以超过洪水的最高水位。 再比如使用土袋，如图1 所示，风力较大的情况下挖土难度很大，此时可使用编织袋，在其中装满土，填充内部80%左右的空间即可，随后以袋口向内的方式不断堆叠，要求堆叠的坡度保持在1∶0.5，后续再回填土壤，使该处位置更加夯实可靠。

图1 编织袋防漫溢

3.2.3 管涌抢险技术

管涌险情产生的原因有很多， 堤防基础一般都是二元结构，上层采用了不透水的黏性土壤，下一层是粉砂或者细砂，再下一层为砂砾卵石等强透水层，该层可以和河水相同。 当汛期处于高水位的时候，强透水层的渗透水头损失通常比较小，此时堤防的背水侧大约几百米范围内的表土层底部需要承受较大的水压力，一旦这股压力冲破黏土层，如果没有反滤层的保护，此时粉砂与细砂将会随之流出，进而造成管涌事故。 掌握管涌险情形成的原因，接下来就要做好险情的有效判断，即判别管涌的严重程度。 管涌通常发生于背水堤脚附近地面或者距离偏远的坑洼位置，距离堤脚越近，危害性就越大，一般以距离堤脚15 倍水位差范围之内的管涌险情最严重。

对于管用问题通常会采取“上堵下排”的方式，土工膜形成的软体可做第一道封堵， 将渗漏源头及时切断， 然后在堆筑围井，及时排除坝基内的水分，加强对水位的有效控制，防止渗水给抢险加固工程带来任何不良影响。对于管涌险情进行抢护时，应及时制止涌水带砂，留有渗水出路，防止砂层被破坏，降低渗水压力，实现险情的有效控制，保持险情稳定。

关于管涌的抢护方法，主要包含以下几种：（1）砂石反滤围井。 这是抢护管涌险情的常见形式，使用级配不同的反滤材料，将其用在不同土层的管涌抢险。 围井抢筑的时候，提前清理周围杂物，编织袋装土填筑围井，按照管涌的程度铺填反滤料。 如果管涌口不大，水量较小，可以从细到粗地铺填，先装入细料，再加入过渡料，最后填入粗料，要求每级滤料厚度都保持在20 cm 以上。 如果管涌口比较大， 建议先填入较大的石块，消杀水势，再采用上述方法铺填反滤料即可。 （2）土工织物反滤围井。 清理平整管涌口的周围，尤其不能有尖锐的杂物，管涌口位置使用碎石或者砾石这类粗料充填， 在铺土工织物之前先铺一层粗砂，厚度达到30 cm 以上即可。 当管涌带出的土属于粉砂时，不能使用针刺型的土工织物。 土工织物之间需要用线做好缝合，上层使用块石压盖。 （3）梢料反滤围井，该方法就是使用梢料代替砂石材料，下层可以使用稻草或者麦秸，铺设大约30 cm 厚即可，上一层铺设柳枝、芦苇等粗料，厚度达到40 cm。 填料后为防止梢料上浮，梢料上面压块石等透水材料。 围井修筑方法及井内水位控制与砂石反滤围井相同。

如果堤内产生了大面积的管涌，在料源充足的情况下，建议采取反滤层压盖的方式降低管涌的流速， 避免泥砂过度流失。 反滤层压盖必须用透水性好的材料， 切忌使用不透水材料。 根据所用反滤材料不同，选用砂石反滤压盖、梢料反滤压盖等，以便及时控制险情，降低管涌危害。

3.3 构建黄河流域防汛智能化体系

在流域防汛工作中，历史上黄河流域频发自然洪水灾害，且气候与人类活动频繁造成气象不稳定， 这是造成灾害风险的重要原因之一。 比如， 小浪底到花园口区间存在着超过18 000 km2的无工程控制区， 其中100 年一遇的洪峰流量最高可以达到12 000 m3/s，一旦发生灾害，这将直接对下游居民造成威胁。 因此，有必要构建专门的防汛智能化体系。 整个体系中主要包含 “监测感知”“通信网络”“水旱灾害防御” 等部分，信息采集传输系统可以实时获取监测数据，同时发挥数据资源池的重要作用，加强黄河防汛智能化建设。

4 结语