堰塞湖的处置方法.doc

堰塞湖及其爆破处置方法研究

“堰塞湖”在“5.12”汶川大地震后引起公众的普遍关注。本文论述了采用爆破方式炸开缺口泄流一类堰塞湖应急排险的有效手段,较详细地分析了堰塞湖滑坡坝治理中常用的工程爆破技术。包括具体方法的使用特点和工程处治典型实例。
新世纪新阶段，我国经济高速发展，针对未来可能发生的突发情况，随着我军的职能使命任务正在发生新的变化，由承担单纯的水电施工逐渐向应急救援领域转变。特别是近年来，由于自然环境恶化，灾害频发，导致重大的人员财产经济损失。作为水电兵，我们在抢险救灾方面拥有得天独厚的专业优势，在抢险救灾中可担任尖刀兵，为抢救人员生命和财产做出重要贡献。
从98特大洪灾到汶川特大地震灾害，我军在抢险救灾方面积累了丰富的经验。然而，在汶川地震中我军面临了一类新的灾害考验——地震堰塞湖。堰塞湖是由于河流被外来物质堵塞而形成的湖泊。常由山崩、地震、滑坡、石流、火山喷发的熔岩流和流动沙丘等造成。长发生在地震活跃，泥石流多发地带。地震堰塞湖的堤坝大多由滑落的松散石块组成，一旦决堤将会对下游民众造成毁灭性的破坏。在治理汶川地震形成的堰塞湖过程中，针对唐家山堰塞湖极难险情，我军联合各领域的专家解决了问题，但同时也反映出在处理这一类灾害上的技能欠缺，经验欠缺，排险措施单一等问题。本文主要是通过对各国处理地震堰塞湖的经验技术进行分析总结，为我军治理堰塞湖提供一定的技术支撑。
在汶川地震后，国内学者专家通过对唐家山等地震堰塞湖的应急处理积累了经验。在治理过程中通过多平台，多时相的卫星遥感影像，利用3S技术掌握了灾区堰塞湖的位置及范围，并利用先进的数学建模技术模拟灾区堰塞湖模型，为治理方案的产生提供了宝贵的参考依据。这些经验对我们应急抢险都有宝贵的借鉴价值，在处理未来的突发灾难时，我们可以借助先进的卫星通信，遥感成像，计算机模拟等技术为我军抢险救援提供技术支撑。
本文以处理堰塞湖方法技术为切入点，通过对爆破处置技术的原理、原则、具体技术措施等进行深入和详细的研究，从而为从事抗震救援等非战争军事行动提供技术支撑,并为治理地震堰塞湖这一课题的研究提供理论上的参考。
堰塞湖应急处置的基本原则是：“安全、科学、快速”。采用的基本方法是：“疏导、引流、降水”。处置堰塞湖的工程措施主要有以下两种：
方法一：人工处置方法。对交通极为不便的堰塞体，应充分利用天然低凹地形，开挖溢流泄水槽，按照“分次爆破、分层开挖、挖爆结合、淘冲引流”的方法，有效降低堰体高度和堰前水位。
方法二：机械作业方法。把握时机进行高效的机械化施工作业。采取“机械淘渣、水力冲渣、机械运渣、淘冲运结合”的方式，开挖溢流泄水槽，实现可控泄流，降低堰塞体溃决风险。
工程应急排险主要采取分层爆破与开挖，降低堰塞坝顶溢流高程，尽可能降低堰塞湖水位和库容。采用机械开挖、爆破、人工开挖相结合；机械淘渣、水力冲渣、装载机运渣的“淘、冲、运”相结合的施工模式，在堰塞坝顶低矮处开挖出满足设计过流要求的泄流槽，达到降低堰塞湖水位，提前引流、泄流，降低堰塞坝整体溃决风险，在泄流槽过流时让水流自然扩宽泄流槽，控制下泄流量，实现堰塞坝体逐步溃决，最终达到排除险情的目的。
由于堰塞湖的危害可能非常大，因此对于大多数堰塞湖来说，需要对其进行处理，少部分堰塞湖如果对其进行相关论证之后，认为其不需要处理，则可以不施加相应处理措施。
堰塞湖的处理措施主要有以下几个方面：
(1)爆破泄洪：爆破泄洪一般是采用人工上堤坝装埋炸药完成的，是及时解决堰塞湖危机的方案。爆破泄洪的决策是在最紧急情况下，即下游地区将面临灭顶之灾，并且在人员情况已经被成功转移的前提下才可以实施。爆破泄洪比较适合于库区水容量不是很大的情况下，并且实施爆破泄洪的最佳时机在堰塞湖形成的初期。
(2)人工开挖泄流措施：此类方法治理的原理是按照疏导水流，控制堰塞湖水位。泄流措施包括人工开挖明渠、泄流槽或泄洪洞。该类处理措施是在保证堰塞坝稳定的条件下进行的，通过水流下泄，保持上游水位不变或逐渐降低上游水位来保证堰塞坝上下游的安全。但是这种方法不容易对上游淤积物进行很好的处理，将使得堰塞坝上游河床不断抬升，因此，在处理的过程中需要考虑如何下泄上游淤积物。这种方法是解决分散、水位较低、流量较小的中小型堰塞湖和灾害晚期、重建工程开始的情况下所采用的决策。
(3)堰塞坝加固：在详细的工程地质勘测和未掌握下游人员疏散情况的决策背景下，通常会采用加固堰塞坝的方法。这种方法对下游将存在安全隐患，通常不建议采用。对于工程实际来说，应结合现场工程地质条件、上下游生命财产安全等实际情况，然后采用合理的处理措施。当然，一些小型堰塞湖在形成不久之后将会自动溃决或者水位漫顶，并不需要采用一定的工程处理措施[5]。
下面我们主要讲一下堰塞湖爆破处理的具体措施。堰体主要有二种基本结构：一是