白格堰塞湖應急處置工程措施方案設計

1、白格堰塞湖應急處置工程措施方案設計文獻標志碼：A1工程概況2021年10月10日及11月3日，西藏自治區(qū)昌都市江達縣波羅 鄉(xiāng)白格村的金沙江江段同一地點先后發(fā)生了兩次堰塞體堵江。滑坡位 于白格村日安組，對岸為四川省白玉縣絨蓋鄉(xiāng)則巴村，距上游波羅鄉(xiāng) 鄉(xiāng)鎮(zhèn)府所在地約20km，距離下游葉巴灘水電站水路約54km。第一次滑坡堵江發(fā)生在2021年10月10日22： 00。堰塞壩順河 道方向長度約2km，橫河向?qū)挾燃s450700m，堰塞壩高度60 100m，估算體積約2500萬m3。12日17： 15堰塞湖水開始自然漫 溢，最高水位時蓄水量2.9億m3。13日06： 00流量達到最大值 *m3/s，此后開始

2、消退。經(jīng)過水流沖刷，形成長1622m、底寬80 120m的泄流槽。2021年11月3日，幾乎在同一位置，白格滑坡體二次堵塞金沙 江河道，形成白格“11-3”堰塞壩，新形成的堰塞體埡口高程2966m， 壩頂長度577m，其中埡口部分長約195m，坡腳寬約273m，二次滑 坡體約200萬m3，堰塞壩高度96100m。根據(jù)中國地震臺網(wǎng)中心 對滑坡相關(guān)參數(shù)的分析，發(fā)生垮塌時間為11月3日17： 21 42。 堰塞醴導致金沙江上游水位持續(xù)上漲，堰塞體上游部分村莊、房屋、 道路、橋梁、耕地被淹。如不采取人工措施干預，預計11月15日晚 到16日凌晨，堰塞湖將蓄水至埡口頂高程，蓄水量將達7.7億m3, 是第

3、一次堰塞湖蓄水量的2.7倍。堰塞體一旦漫潰，突潰洪水將對建 設中的金沙江梯級電站造成嚴重損失，并對堰塞湖下游金沙江沿岸云 南、四川數(shù)個重要城鎮(zhèn)和數(shù)萬人民群眾的安全造成嚴重威脅。2基礎資料白格“113”滑坡再次垮塌部位位于原滑坡區(qū)后緣靠左側(cè)，據(jù)測算， 崩塌體規(guī)模約80萬100萬m3。由于崩滑區(qū)相對高差大，崩塌體在 高速崩滑過程中鏟刮裹挾中下部上次滑坡的殘留體，初步估算有約 150萬200萬m3堆積體人江，順河堆積長約200m，并掩埋上次 已沖開的泄流通道，再次堵江形成堰塞湖。由于崩滑體本身結(jié)構(gòu)破碎， 解體充分，堆積體結(jié)構(gòu)松散，主要以破碎土質(zhì)為主。通過對堰塞區(qū)域進行航拍，獲取了堰塞湖區(qū)域無人機航空

4、影像 （見圖1）?！?13 ”堰塞體險情發(fā)生后，政府各職能部門迅速響應，先后建立 了堰塞體上游崗拖水文站、白格李勤軍等 白格堰塞湖應急處置工程 措施方案設計堰塞湖點、下游巴塘站共3個實時水文監(jiān)測點;在滑坡 體四川側(cè)建立了氣象觀測點，綜合現(xiàn)場臨時觀測點與衛(wèi)星監(jiān)測等手段， 對現(xiàn)場及周邊地區(qū)氣溫、雨雪、風力情況實施監(jiān)測預報;在滑坡點安裝 了北斗監(jiān)測設備、裂縫監(jiān)測設備和邊坡雷達，對滑坡山體及周邊地質(zhì) 情況進行實時監(jiān)測。3設備進場條件“113”白格堰塞體較“1010”白格堰塞體高36m，如任其自然過流， 潰前堰塞湖蓄水量是“1010”堰塞湖的2倍多，潰決洪水洪峰流量將達 *m3/s.自然過流的洪水遠超下

5、游河道安全泄流能力，風險與損失 巨大，采取工程措施是必須的。同時與上次堰塞湖險情相比，金沙江 上游來流量已由1700m3/s降至約700m3/s，為采取工程措施取得了 必要的時間。施工設備可通過陸路、水路或空中抵達堰塞體。最便捷且受氣候 因素影響相對較小的是陸路。堰塞體堵江后，堰塞湖內(nèi)水流平緩，具備開通水路運輸?shù)臈l件。 在上游庫區(qū)合適的地方設置碼頭，在堰塞壩形成的堰塞湖內(nèi)利用漕渡 門橋進行水路運輸也是可行的。漕渡門橋由河中舟組合而成，河中舟 在吃水深度為0.64 m時的載重量為20t。根據(jù)運輸重量需要，河中舟 可以組合成載重量40，60t及110t的漕渡門橋，也可就地臨時拼裝 浮運平臺，用沖鋒

6、舟等作為動力，拖帶浮運平臺和機械設備上堰。空中運輸方面，目前國產(chǎn)中型民用直升機核定吊掛載荷僅St，掛載能力較好的米26直升機核定吊載20t。但直升機運輸受制于氣候 因素，沒有合適的氣候條件時無法實施，不確定性最大，未予考慮。白玉縣城至則巴村公路長度約44km，則巴村至堰塞壩間沒有道 路，需先從則巴村沿則巴溝前行4.7 km到達金沙江邊，然后沿退水 后的金沙江河灘行進2.5 km到達堰塞壩體。施工設備絕大部分（16 臺套）沿此線路上壩，2臺是采用漕渡門橋和改裝船水運上堰（見圖 2）。4堰塞湖應急處置工程措施4.1應急處置總體方案“11-3 ”白格堰塞湖險情的總體處置方案為“機械挖槽導泄，下游水

7、庫預泄攔洪，人員轉(zhuǎn)移避險”。該次堰塞湖險情發(fā)生后，全國相關(guān)行業(yè)的專家均參與了處置方案 的討論和研究，在比較了爆破、水沖、人工開挖、機械開挖形成引流 槽的可行性和安全性后，經(jīng)過專家的慎重研判、商討，最終決定采用 機械開挖形成引流槽的方式干預處置堰塞湖。同時實施兩條非工程措 施：一是堰塞湖上下游淹沒區(qū)人員迅速轉(zhuǎn)移避險;二是提前調(diào)度下游 水庫，騰出庫容接納潰壩洪水。4.2應急處置工程方案（1）引流槽布置。“113”堰塞體主要堆積在“1010”堰塞體自然溢 流后形成的泄流槽中，順河向堆積長度僅273m左右，加之堆積體結(jié) 構(gòu)松散破碎，且仍然是堆積體厚度相對較薄處，再次從該處溢流的可 能性大。將引流槽布置

8、在此，開挖效率更高，并可充分利用水流的勢 能沖刷堰塞體。（2）引流槽結(jié)構(gòu)。為了盡快導泄堰塞湖的壅水，采用機械開挖 1012m深、方量較少的窄深梯形斷面引流槽，引導湖水下泄路徑， 利用水流勢能所轉(zhuǎn)化的巨大動能，沿程沖深拓寬引流槽，在可控的原 則下逐漸擴大泄水能力下泄湖水，一方面大大降低堰塞湖水位和減少 堰塞湖的水量，以避免發(fā)生突然潰壩;另一方面通過下泄湖水的沖刷， 形成有一定行洪能力的穩(wěn)定泄流槽，基本消除堰塞壩對上、下游的威脅。引流槽底高程。引流槽底高程根據(jù)水位上漲速度、機械下 挖速度，以及安全撤離時間擬定，并根據(jù)現(xiàn)場條件及時調(diào)整。設計了 槽底寬、邊坡坡比相同、渠道最大挖深分別為10m和12m兩

9、個方案。 槽底寬3m，邊坡坡比1： 1.3。4.3施工過程動態(tài)優(yōu)化施工過程動態(tài)優(yōu)化是應急搶險處置過程中的基本原則1-2。為了 優(yōu)化工程處置效果，引流槽開挖施工過程中，根據(jù)現(xiàn)場設備能力及堰 塞湖水位變化情況，現(xiàn)場確定在堰塞湖水位上升至引流槽口門之前繼 續(xù)下挖3m，將引流槽底高程最終確定為2953.4m，最大開挖深度15m。4.4施工安全措施引流槽開挖施工期間，滑坡體區(qū)域滑沙落石不斷，共發(fā)生小型垮 塌3次。為了能在再次滑坡前提前預警，現(xiàn)場布置了 24h在線自動化 專業(yè)監(jiān)測設施，無人機開展3d周期的航測，并據(jù)實增設或優(yōu)化監(jiān)測 點部署。同時加強地質(zhì)災害監(jiān)測，增加人工觀測點，增加搖旗、信號 彈等預警措施

10、。現(xiàn)場指揮部制定了安全施工規(guī)定和人員撤離方案，嚴 格控制現(xiàn)場施工人員數(shù)量，確保施工人員安全。5堰塞湖應急處置實施效果5.1引流槽快速施工11月8日上午，左岸四川側(cè)則巴村通往堰塞醴的臨時便道被打 通。8日14： 45,第一臺反鏟由則巴村經(jīng)陸路登頂白格堰塞壩，此后 集結(jié)在則巴村的大型挖掘設備陸續(xù)通過臨時便道從下游抵達堰塞體。至11月10日08： 00，堰塞壩上一共投入18臺套設備，各型反 鏟共13臺，裝載機5臺，其中16臺套通過陸路到達堰塞壩上;同時 使用漕渡門橋、改裝船水運2臺反鏟上堰。這些大型挖掘設備的上堰， 有力地保障了應急處置工作的順利進行。堰上共配備了 52名操作手， 停人不停設備，晝夜

11、奮戰(zhàn)，連續(xù)施工。經(jīng)過搶險人員兩天半的持續(xù)奮戰(zhàn)，11月11日上午，堰塞體頂部 人工引流槽已開挖貫通，引流槽頂寬42m，底寬3m，最大開挖深度15m，總長度220m，開挖和翻渣累計土石方工程量13.5萬m3。11月11日17： 00，引流槽按要求開挖到位后，除留下少量水 文、監(jiān)測人員外，施工人員大部分乘沖鋒舟由水路撤退至波羅鄉(xiāng)，少 部分乘挖機由陸路撤退至則巴村。5.2處置效果11月12日04： 00，水流開始進入引流槽，同日10： 50，金沙 江白格堰塞湖通過人工開挖引流槽開始過流，過流前堰塞湖蓄水量約 5.24億m3;13日18： 20潰堰洪水達到峰值，洪峰流量*m3/s。據(jù) 潰堰洪水分析成果，

12、工程處置措施有效削減洪峰流量約*m3/s。11月1315日，白格潰壩洪水洪峰向下游傳遞并次第衰減，經(jīng) 河道槽蓄坦化作用后，至葉巴灘超萬年一遇，奔子欄超萬年一遇，至 塔城衰減為千年一遇，行進至石鼓時已接近天然狀態(tài);15日14： 00梨 園水庫出現(xiàn)最大入庫流量7410m3/s，潰堰洪水安全入庫，金沙江中 游各梯級水庫平安度險。至此，金沙江“11-3白格堰塞湖洪水已通過 金沙江上游江段，白格堰塞湖險情解除，無人員傷亡，堰塞湖搶險處 置工作取得階段性勝利。6結(jié)論堅持安全、科學、快速、動態(tài)優(yōu)化原則。堰塞壩漫頂過水 所需時間一般取決于入庫流量和堰塞壩形成的庫容兩個因素，有條件 時，應全力組織開展搶險救災工作，最大程度降低災害損失。受當前 的技術(shù)條件和投入所限，尚無法阻止堰塞壩的形成，但在時間允許的 情況下，可以通過采取人工干預方案，開挖引流槽，使堰塞壩早日過 水，從而降低最高湖水位，減少堰塞壩上游淹沒，減小潰壩下泄洪峰 流量及洪量。人工干預方案要堅決執(zhí)行“安全、科學、快速、動態(tài)優(yōu)化” 的指導原則，抓住時機，及早處理，處置方案要結(jié)合現(xiàn)場情況動態(tài)優(yōu) 化。“113”白格堰塞湖險情發(fā)生后，通過研判決定采取人工干預 方案，開挖引流槽，使堰塞壩早日過水，從而降低最高湖水位，減少 堰塞壩上游淹沒區(qū)域，減小潰壩下泄洪峰流量及洪量。從事后效果來 看，應急處置方案正確及時。高山峽谷地區(qū)陸