唐家山堰塞湖泄流槽排險方案研究

1聯合行1.1堰塞湖公園地質概況2008年5月12日，四川四川發生8.0級地震，中間深度達到11度，給人民生命財產造成巨大損失。同時，地震災區有34個洪積湖，其中位于距北川縣約6公里的唐家山湖。這是規模最大、風險最大、最難處理的洪積湖。該堰塞湖壩頂最低高程750.2m,壩高82.8～124.4m,壩體順河長約803.4m,橫向寬約611.8m,頂部面積約30萬m2,表層主要由山坡風化土組成。方量約2037萬m3,壩上游集雨面積約3550km2,堰塞湖形成庫容約2億m3。1.2主2在壓力和時間上留空至1由于當時湔江流量較大(約720萬m3/d),堰塞湖水位每天上漲約2.3m,5月25日水位距離堰塞湖頂部的最低處還有約30m的距離,給搶險工作留出的時間只有10天左右,情況非常危急。經過多方案比較,搶險指揮部決定采用在堰塞湖頂部開挖泄流槽的方案,在開挖過程中,根據實際情況,最終開挖體型為:長475m,頂寬50m,底寬8m,深13m,上游底部高程740.0m,下游底部高程739.0m,上游平緩段泄流槽縱坡為0.6%,下游陡坡段縱坡分別為24%和16%,實際開挖方量達到13.55萬m3。1.3產品運輸方案由于到達唐家山堰塞湖的道路因沿線山體滑坡被毀,無法短期修復,推土機、挖掘機等重型機械無法開到壩頂,且堰塞湖有隨時潰壩的危險,因此搶險指揮部決定采用米-26直升機吊運設備到堰塞湖上開挖泄流槽的設備運輸方案。2設備連接2.1家庭設備集唐家山堰塞湖排險任務重、時間緊,依靠內部調整及新購等措施,在短期內集結大型機械設備113臺(其中:推土機35臺,挖掘機52臺,裝載機18臺,自卸車19臺,炊事車3臺,液壓鉆機4臺)。2.2開辟設備結論點,開辟設備利益犯集結場地必須滿足設備的停放、檢修、試車以及直升機吊運要求。由于設備數量龐大,且要滿足直升機吊運要求,為此,經抗震救災指揮部協調,在距離堰塞湖約6km擂鼓鎮的空曠地帶開辟了一個長約300m,寬約50m的設備集結點,作為設備停放、檢修、試車和直升機吊運場地。3設備組的運輸線3.1個人正常巡航速度為了能夠完成吊裝大型設備的任務,起吊設備選用了目前世界上裝載量最大的米-26直升機(最大載重量20t,最大平飛速度295km/h,正常巡航速度255km/h,實用升限4600m,懸停高度1000～1800m,航程800km)。因唐家山堰塞湖地處高山峽谷,地形險要,且天氣變化無常,為了調運安全,要求調運的設備重量不得大于15t。3.2設備吊運的任務根據最初施工方案的要求,開挖強度達到1萬m3/d,需配置0.5m3斗容挖掘機13臺和功率130kW推土機16臺。由于泄流槽開挖工程強度大,所需設備數量多,為了滿足泄流槽的開挖和直升機的吊運要求,需在集結的113臺設備中短時間挑選性能好、施工效率高且重量必須小于15t(實際吊運設備最重為13.9t)的設備,任務非常艱巨,為了確保設備的吊運,需進行大量的檢修、試車工作。為保障泄流槽開挖順利完成,最終吊運至唐家山堰塞湖上的大型設備達到了51臺套,主要為推土機SD13和挖掘機PC130、ZX120(見表1)。3.3做好設備的保養保養為了保證吊運到堰塞湖上的設備性能優良,在吊運前對設備進行了嚴格的檢修,按照“清潔、調整、緊固、防腐、潤滑”十字作業法做好設備的檢修保養,并嚴格按照設備操作規程進行試車,確保壩上設備完好率和利用率雙百。否則,吊到堰塞湖上的設備一旦在泄流槽開挖中發生故障,將嚴重影響施工進度。3.4懸吊設備3.4.1檢查中的鋼絲斷裂情況大型機械設備的吊運開始使用6×19?24.5mm鋼絲繩做為起吊用鋼絲繩,在吊運一個架次后檢查發現鋼絲繩中有6根鋼絲斷裂(規范要求斷12根鋼絲報廢)。因飛機在吊運過程中,將遭受不穩定氣流和調運設備晃動等因素帶來不利影響,吊運過程危險性很高,為了確保安全,改用6×37?24.0mm鋼絲繩做為起吊用鋼絲繩。3.4.2車橋吊運的試吊為了確保直升機吊運的安全,每種型號的設備在正式吊運前均采用20t汽車吊對設備進行試吊,確定吊點后做上標記,從而保障了直升機吊運時對設備的快速綁扎和安全吊運。3.4.3染色工藝方案比選直升機吊運設備時懸停高度約50m,因吊運設備主要為履帶設備,為了防止因調勻過程中履帶轉動而發生重大事故,經多方案比較,決定采用鋼絲繩直接從臺車梁下穿過的方法。穿繩由10名戰士一起進行,前后分別進行,鋼絲繩從臺車梁下穿過并固定好后,與米-26直升機從空中吊下的2條鋼絲繩分別鎖定。3.4.4吊運整理吊運時,直升機先緩慢上升,待鋼絲繩受力均勻后再吊離地面。吊運途中主要的危險是氣流的突然變化和沿途的高壓電纜,因此須清除起吊和降落點附近的高壓電纜。堰塞湖上的設備吊落點由事先進入的先頭部隊進行平整,保證設備的平穩著地。4施工組合方法為了保證吊運到的設備發揮出最大的效率,技術人員對堰塞湖上的設備進行了詳細的施工組合,泄流槽出口部位和地勢教開闊部位采用3臺自卸車配合2臺挖掘機施工的組合方法,因泄流槽寬度有限,泄流槽主體開挖主要采用了以一臺推土機配合一臺挖掘機的施工組合方法,從而保證了設備開挖施工的最優組合。5高海拔地區設備選型的注意事項設備的有力保障是唐家山堰塞湖成功排險的重要因素之一。完成類似的搶險任務,在設備保障問題上,以下幾點值得注意:(1)緊急情況下設備的集結,一要平時有準備,二要依靠地方政府;(2)為減少故障,便于操作,保證設備24小時作業的要求,有條件時搶險設