在5.12汶川特大地震形成的堰塞湖中,唐家山堰塞湖是集雨面积最大、蓄水量最大、威胁最大、可能造成灾害损失最为严重的堰塞湖。
(1)唐家山堰塞湖基本情况。堰塞体体积2037万m3,顺河长约803m,横河宽最大约611m,平面面积约30万m2,坝高82~124m,上游集雨面积3550km2,堰塞湖库容3.16亿m3。
(2)唐家山堰塞湖应急处置制约性因素。概要地说,唐家山堰塞湖险情有4个确定性因素和4个不确定因素。
确定性因素:一是遇较大洪水或降雨,溃决概率非常大;二是堰塞体80~120m高,水头60~80m高,极具危险性;三是上游流域面积大,水位上涨快;四是堰塞体还在遭遇强余震影响。
不确定因素:一是堰塞体土石结构复杂,一时难以弄清,且均为经过高速滑动形成的散粒堆积体;二是气象的变化难以预测;三是堰塞体可能存在薄弱环节造成塌陷甚至部分溃决,5月29日在堰塞体左后坡700m高程处发现管涌渗水点,渗漏量一直在增多扩大;四是在堰塞体上游约3km处还有一处近1700万m3的马玲岩潜在滑坡体存在,如果巨大滑坡体滑落产生涌水,可能会对唐家山堰塞体造成严重影响。
唐家山堰塞湖如果溃决其洪水峰高量大,推进迅速,3~4h就将到达绵阳市,大大超过当地防洪标准,直接威胁数百万人的生命安全。因此,必须工程排险与人员避险相结合,力求“安全、科学、快速”。
(3)唐家山应急处置方案制订和施工过程。在坝体右侧垭口软硬结合处开挖泄流渠,确定了“入口低坡、中段平底、岩槽锁口”的渠型,以期达到“方便施工、溯源冲刷、固左淘右、不溃少留”的效果。设计了渠道开口线相同、三个不同的渠底高程目标方案,还设计了爆破方案备用。实施中动态调整方案。在施工方式上,采用“疏通引流,顺沟开渠,深挖控高,护坡镇脚”以及“挖爆结合,先挖后爆,平挖深爆,以爆促挖”。(www.xing528.com)
根据堰塞体现场的地形、地质条件,泄流渠利用堰塞体上偏右侧的低洼薄弱部位布置,平面上呈凸向右岸的弧形。泄流渠采用梯形断面,两侧边坡为1∶1.5。为简化施工,设计了铅丝笼进行出口锁口和软弱边坡防护。防护范围为陡坡段及其两侧边坡、下游出口段变坡处顺流向前后共50m范围、泄流渠凹岸边坡。
5月25日开始,连续奋战7天6夜,开挖完成了一条总长475m、上游段深12m、下游段深13m、进出口段高程分别为740m和739m的泄流渠,开挖方量13.55万m3。
避险措施:风险评估,预警预报,溃坝分析,人员转移。制定了1/3、1/2和全溃方案,对1/3溃坝影响范围内的人口27.5万多人进行了提前转移。充分利用科技手段,建立水雨情预测预报体系、远程实时视频监控系统、坝区安全监测系统、专家会商决策机制。
(4)唐家山应急处置的效果评估。6月11日坝前水位较最高水位下降28.97m,相应蓄水量减少1.6亿m3。泄流过程中,下游群众无一人伤亡,重要基础设施没有造成损失。6月11日,临时转移的群众安全返回家园,唐家山堰塞湖险情解除。
泄流后泄流渠渠底高程下降到710~700m,堰塞体至苦竹坝电站闸坝的下游1km河道被“6.11”泄洪冲刷后的碎砾石砂层所淤积,高程由665m上升到695m。泄流后剩余堰塞体主要由结构较密实的巨石、孤块碎石组成,抗滑稳定性较好。泄流渠过水冲刷形成新的峡谷型河道,具有通过200年一遇洪水的能力。
堰塞湖泄流过程证明,泄流渠引流效果良好,有效控制了湖水下泄过程,符合“主动、尽早,排险与避险相结合”的原则,体现了“安全、科学、快速”。国务院抗震救灾总指挥部发来贺电,称赞其“创造了世界上处理大型堰塞湖的奇迹”。
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