白格堰塞湖应急处置工程措施方案设计

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摘要：2018年10月10日及11月3日，西藏自治区昌都市江达县波罗乡白格村的金沙江江段同一地点先后发生了两次堰塞体堵江。其中，“11-3”滑坡形成堰塞湖预计蓄水量可达7.7亿m3，对下游形成重大安全威胁，需要进行及时合理处置。在比较了爆破、水冲、人工开挖、机械开挖形成引流槽的可行性和安全性后，采用机械开挖形成引流槽的方式干预处置。介绍了应急处置工程方案和施工动态优化。至11月15日溃堰洪水安全下泄进入下游水库，金沙江各梯级水库平安度险，成功解除白格堰塞湖险情，无人员伤亡，堰塞湖抢险处置工作取得阶段性胜利。

关键词：应急处置;施工组织;白格堰塞湖;金沙江

中图法分类号：P315.9

文献标志码：A

1工程概况

2018年10月10日及11月3日，西藏自治区昌都市江达县波罗乡白格村的金沙江江段同一地点先后发生了两次堰塞体堵江。滑坡位于白格村日安组，对岸为四川省白玉县绒盖乡则巴村，距上游波罗乡乡镇府所在地约20km，距离下游叶巴滩水电站水路约54km。

第一次滑坡堵江发生在2018年10月10日22：00。堰塞坝顺河道方向长度约2km，横河向宽度约450～700m，堰塞坝高度60～100m，估算体积约2500万m3。12日17：15堰塞湖水开始自然漫溢，最高水位时蓄水量2.9亿m3。13日06：00流量达到最大值10000m3/s，此后开始消退。经过水流冲刷，形成长1622m、底宽80～120m的泄流槽。

2018年11月3日，几乎在同一位置，白格滑坡体二次堵塞金沙江河道，形成白格“11 -3”堰塞坝，新形成的堰塞体垭口高程2966m，坝顶长度577m，其中垭口部分长约195m，坡脚宽约273m，二次滑坡体约200万m3，堰塞坝高度96～100m。根据中国地震台网中心对滑坡相关参数的分析，发生垮塌时间为11月3日17：21" 42""。堰塞體导致金沙江上游水位持续上涨，堰塞体上游部分村庄、房屋、道路、桥梁、耕地被淹。如不采取人工措施干预，预计11月15日晚到16日凌晨，堰塞湖将蓄水至垭口顶高程，蓄水量将达7.7亿m3，是第一次堰塞湖蓄水量的2.7倍。堰塞体一旦漫溃，突溃洪水将对建设中的金沙江梯级电站造成严重损失，并对堰塞湖下游金沙江沿岸云南、四川数个重要城镇和数万人民群众的安全造成严重威胁。

2基础资料

白格“11·3”滑坡再次垮塌部位位于原滑坡区后缘靠左侧，据测算，崩塌体规模约80万～100万m3。由于崩滑区相对高差大，崩塌体在高速崩滑过程中铲刮裹挟中下部上次滑坡的残留体，初步估算有约150万～200万m3堆积体人江，顺河堆积长约200m，并掩埋上次已冲开的泄流通道，再次堵江形成堰塞湖。由于崩滑体本身结构破碎，解体充分，堆积体结构松散，主要以破碎土质为主。

通过对堰塞区域进行航拍，获取了堰塞湖区域无人机航空影像（见图1）。

“11·3”堰塞体险情发生后，政府各职能部门迅速响应，先后建立了堰塞体上游岗拖水文站、白格李勤军等 白格堰塞湖应急处置工程措施方案设计堰塞湖点、下游巴塘站共3个实时水文监测点;在滑坡体四川侧建立了气象观测点，综合现场临时观测点与卫星监测等手段，对现场及周边地区气温、雨雪、风力情况实施监测预报;在滑坡点安装了北斗监测设备、裂缝监测设备和边坡雷达，对滑坡山体及周边地质情况进行实时监测。

3设备进场条件

“11·3”白格堰塞体较“10·10”白格堰塞体高36m，如任其自然过流，溃前堰塞湖蓄水量是“10·10”堰塞湖的2倍多，溃决洪水洪峰流量将达50000m3/s.自然过流的洪水远超下游河道安全泄流能力，风险与损失巨大，采取工程措施是必须的。同时与上次堰塞湖险情相比，金沙江上游来流量已由1700m3/s降至约700m3/s，为采取工程措施取得了必要的时间。

施工设备可通过陆路、水路或空中抵达堰塞体。最便捷且受气候因素影响相对较小的是陆路。

堰塞体堵江后，堰塞湖内水流平缓，具备开通水路运输的条件。在上游库区合适的地方设置码头，在堰塞坝形成的堰塞湖内利用漕渡门桥进行水路运输也是可行的。漕渡门桥由河中舟组合而成，河中舟在吃水深度为0.64 m时的载重量为20t。根据运输重量需要，河中舟可以组合成载重量40，60t及110t的漕渡门桥，也可就地临时拼装浮运平台，用冲锋舟等作为动力，拖带浮运平台和机械设备上堰。

空中运输方面，目前国产中型民用直升机核定吊挂载荷仅St，挂载能力较好的米26直升机核定吊载20t。但直升机运输受制于气候因素，没有合适的气候条件时无法实施，不确定性最大，未予考虑。

白玉县城至则巴村公路长度约44km，则巴村至堰塞坝间没有道路，需先从则巴村沿则巴沟前行4.7 km到达金沙江边，然后沿退水后的金沙江河滩行进2.5 km到达堰塞坝体。施工设备绝大部分（16台套）沿此线路上坝，2台是采用漕渡门桥和改装船水运上堰（见图2）。

4堰塞湖应急处置工程措施

4.1应急处置总体方案

“11-3”白格堰塞湖险情的总体处置方案为“机械挖槽导泄，下游水库预泄拦洪，人员转移避险”。

该次堰塞湖险情发生后，全国相关行业的专家均参与了处置方案的讨论和研究，在比较了爆破、水冲、人工开挖、机械开挖形成引流槽的可行性和安全性后，经过专家的慎重研判、商讨，最终决定采用机械开挖形成引流槽的方式干预处置堰塞湖。同时实施两条非工程措施：一是堰塞湖上下游淹没区人员迅速转移避险;二是提前调度下游水库，腾出库容接纳溃坝洪水。

4.2应急处置工程方案

（1）引流槽布置。“11·3”堰塞体主要堆积在“10·10”堰塞体自然溢流后形成的泄流槽中，顺河向堆积长度仅273m左右，加之堆积体结构松散破碎，且仍然是堆积体厚度相对较薄处，再次从该处溢流的可能性大。将引流槽布置在此，开挖效率更高，并可充分利用水流的势能冲刷堰塞体。

（2）引流槽结构。为了尽快导泄堰塞湖的壅水，采用机械开挖10～12m深、方量较少的窄深梯形断面引流槽，引导湖水下泄路径，利用水流势能所转化的巨大动能，沿程冲深拓宽引流槽，在可控的原则下逐渐扩大泄水能力下泄湖水，一方面大大降低堰塞湖水位和减少堰塞湖的水量，以避免发生突然溃坝;另一方面通过下泄湖水的冲刷，形成有一定行洪能力的稳定泄流槽，基本消除堰塞坝对上、下游的威胁。

（3）引流槽底高程。引流槽底高程根据水位上涨速度、机械下挖速度，以及安全撤离时间拟定，并根据现场条件及时调整。设计了槽底宽、边坡坡比相同、渠道最大挖深分别为10m和12m两个方案。槽底宽3m，边坡坡比1：1.3。

4.3施工过程动态优化

施工过程动态优化是应急抢险处置过程中的基本原则[1-2]。为了优化工程处置效果，引流槽开挖施工过程中，根据现场设备能力及堰塞湖水位变化情况，现场确定在堰塞湖水位上升至引流槽口门之前继续下挖3m，将引流槽底高程最终确定为2953.4m，最大开挖深度15m。

4.4施工安全措施

引流槽开挖施工期间，滑坡体区域滑沙落石不断，共发生小型垮塌3次。为了能在再次滑坡前提前预警，现场布置了24h在线自动化专业监测设施，无人机开展3d周期的航测，并据实增设或优化监测点部署。同时加强地质灾害监测，增加人工观测点，增加摇旗、信号弹等预警措施。现场指挥部制定了安全施工规定和人员撤离方案，严格控制现场施工人员数量，确保施工人员安全。

5堰塞湖应急处置实施效果

5.1引流槽快速施工

11月8日上午，左岸四川侧则巴村通往堰塞體的临时便道被打通。8日14：45，第一台反铲由则巴村经陆路登顶白格堰塞坝，此后集结在则巴村的大型挖掘设备陆续通过临时便道从下游抵达堰塞体。

至11月10日08：00，堰塞坝上一共投入18台套设备，各型反铲共13台，装载机5台，其中16台套通过陆路到达堰塞坝上;同时使用漕渡门桥、改装船水运2台反铲上堰。这些大型挖掘设备的上堰，有力地保障了应急处置工作的顺利进行。堰上共配备了52名操作手，停人不停设备，昼夜奋战，连续施工。

经过抢险人员两天半的持续奋战，11月11日上午，堰塞体顶部人工引流槽已开挖贯通，引流槽顶宽42m，底宽3m，最大开挖深度15m，总长度220m，开挖和翻渣累计土石方工程量13.5万m3。

11月11日17：00，引流槽按要求开挖到位后，除留下少量水文、监测人员外，施工人员大部分乘冲锋舟由水路撤退至波罗乡，少部分乘挖机由陆路撤退至则巴村。

5.2处置效果

11月12日04： 00，水流开始进入引流槽，同日10：50，金沙江白格堰塞湖通过人工开挖引流槽开始过流，过流前堰塞湖蓄水量约5.24亿m3;13日18：20溃堰洪水达到峰值，洪峰流量31000m3/s。据溃堰洪水分析成果，工程处置措施有效削减洪峰流量约20000m3/s。

11月13～15日，白格溃坝洪水洪峰向下游传递并次第衰减，经河道槽蓄坦化作用后，至叶巴滩超万年一遇，奔子栏超万年一遇，至塔城衰减为千年一遇，行进至石鼓时已接近天然状态;15日14：00梨园水库出现最大入库流量7410m3/s，溃堰洪水安全入库，金沙江中游各梯级水库平安度险。至此，金沙江“11-3”白格堰塞湖洪水已通过金沙江上游江段，白格堰塞湖险情解除，无人员伤亡，堰塞湖抢险处置工作取得阶段性胜利。

6结论

（1）坚持“安全、科学、快速、动态优化”原则。堰塞坝漫顶过水所需时间一般取决于入库流量和堰塞坝形成的库容两个因素，有条件时，应全力组织开展抢险救灾工作，最大程度降低灾害损失。受当前的技术条件和投入所限，尚无法阻止堰塞坝的形成，但在时间允许的情况下，可以通过采取人工干预方案，开挖引流槽，使堰塞坝早日过水，从而降低最高湖水位，减少堰塞坝上游淹没，减小溃坝下泄洪峰流量及洪量。人工干预方案要坚决执行“安全、科学、快速、动态优化”的指导原则，抓住时机，及早处理，处置方案要结合现场情况动态优化。

（2）“11·3”白格堰塞湖险情发生后，通过研判决定采取人工干预方案，开挖引流槽，使堰塞坝早日过水，从而降低最高湖水位，减少堰塞坝上游淹没区域，减小溃坝下泄洪峰流量及洪量。从事后效果来看，应急处置方案正确及时。

（3）高山峡谷地区陆路运输量大、受气候因素影响低，是应急抢险应优先考虑的运输方案。堰塞体堵江后堰塞湖内水流平缓，在上游库区有合适的地方设置码头，在堰塞坝形成的堰塞湖内利用漕渡门桥或拚装浮运平台进行水路运输也是可行的;空中运输因受制于气候因素和直升机挂载能力，未予考虑。

（4）“11·3”白格堰塞湖应急抢险过程中，对堰塞湖溃口洪水演进过程和堰塞体溃决过程进行了监测、录像，监测数据和影像资料可指导今后堰塞湖应急处置引流槽设计。

参考文献：

[1]庞林祥，崔明.崩塌型堰塞坝形成条件与过程研究[J].水利水电快报，2018，39（6）： 1-4.

[2]姜长录，张陶陶，柴喜洲.堰塞湖应急抢险救援机制概述[J].水利水电快报，2018，39（6）：40-42.

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