水利工程冰凌险情处置技术指南(试行)

水利工程冰凌险情处置技术指南(试行)1适用范围本指南适用于我国境内河道堤防、水库、水电站、拦河闸坝等各类水利工程发生冰塞、冰坝、凌汛漫溢、冻胀破坏、冰压力损伤等冰凌险情的应急处置，小型水利工程、农村供水工程冰凌险情处置可参照执行。2术语与定义2.1凌汛河道封冻、解冻过程中，冰凌阻塞河道、拦蓄水量，导致水位显著上涨的水文现象。2.2冰塞封冻期大量冰花、碎冰堆积在过水断面，形成多孔冰体堆积物，阻塞过水通道，引起水位抬升的险情，多发生于河道窄段、弯道、闸坝上游、水库回水末端。2.3冰坝开河期大量冰块在河道堆积，形成横断或部分横断河道的实体冰堆积体，拦蓄大量上游来水，导致上游水位陡涨，冰坝溃决后易形成突发凌峰洪水，多发生于武开河河段。2.4冻胀破坏水利建筑物地基、垫层土壤中水分冻结体积膨胀，产生的冻胀力超过结构承载力，导致结构隆起、开裂、脱落的险情。2.5冰压力破坏静冰挤压力、动冰撞击力超过水工建筑物设计荷载，导致结构开裂、位移、失稳的险情。3基本处置原则3.1安全优先，防抢结合始终将人员生命安全放在首位，优先保障重要城镇、基础设施、防洪保护对象安全，坚持监测预判在前，防抢并重，避免险情扩大。3.2统一指挥，分类处置在同级防凌抗旱指挥机构统一指挥下，根据险情类型、险情等级、工程重要性分类施策，结合现场条件选择最优处置方案，严禁盲目作业、违规处置。3.3科学研判，高效处置充分运用现代监测预报技术，精准掌握险情发展趋势，优先利用现有工程设施和成熟处置技术，兼顾处置效率和工程安全，把灾害损失降到最低。4冰凌监测与预报4.1日常监测每年凌汛期（封河前15天至开河后10天）开展常态化冰情监测：（1）监测断面布置：大中型河道每2km设置1个监测断面，窄段、弯道、闸坝上游等重点区域加密至每500m1个，每个监测断面布设3~5个冰厚测点。（2）监测内容与频率：封河、开河期每日开展2次人工巡测，监测要素包括冰厚、流凌密度、冰块尺寸、水位、冰体位移、水工建筑物变形。冰厚采用钻冰取样法测量，测量误差控制在±5%以内；水位采用自动水位计或水尺测量，误差控制在±1cm以内。（3）冰情分级标准：流凌密度分为稀疏流凌（<0.3）、中密度流凌（0.3~0.7）、高密度流凌（>0.7）；冰块平均尺寸分为小块（<5m²）、中块（5~20m²）、大块（>20m²）；冰厚按<0.3m、0.3~0.7m、>0.7m分为薄冰、中冰、厚冰。4.2应急监测发生冰凌险情后，立即启动应急监测：采用无人机遥感、冰情雷达、移动LiDAR等技术开展大范围冰情监测，冰情雷达监测距离不小于10km，平面定位误差不大于10m；每1小时监测1次上游水位变化，每2小时监测1次冰体发展范围，每6小时更新1次冰情分布图，及时掌握险情发展动态。4.3冰情预报建立“气象-水文-冰情”联动预报机制，封开河日期预报误差不超过2天，凌峰水位预报误差不超过0.3m，险情发展趋势预报精度不低于85%：短期预报（1~3天）重点预报凌峰流量、水位，为险情处置提供依据；中长期预报（4~15天）重点预报流凌、封开河时间，提前做好防凌准备。5常见冰凌险情分类处置技术5.1冰塞险情处置根据冰塞堵塞过水断面比例和水位涨幅，分为轻、中、重三级处置：5.1.1轻度冰塞（堵塞过水断面<20%，水位涨幅<0.5m，不威胁堤防安全）优先采用导凌法处置：在冰塞体上游未封冻河段，沿水流方向每隔50m开辟一条宽10~15m的导凌槽，引导冰花顺槽下泄，避免持续堆积；若冰塞位于闸坝上游，可小开度开启闸门泄冰，闸门开度控制在设计泄流能力的30%以内，避免大流量携带大块冰撞击闸体。5.1.2中度冰塞（堵塞过水断面20%~50%，水位涨幅0.5~1.5m，威胁堤防安全）采用机械破冰结合控制爆破处置：机械破冰采用破冰船、冰上挖掘机作业，将冰塞体破碎为粒径<2m³的碎冰，促进下泄；爆破作业严格遵循《爆破安全规程》GB6722要求，药包布置在冰塞体底部，距离冰盖下沿0.5~1.0m，每立方米冰体装药量为10~20g的二号岩石硝铵炸药，药包间距2~3m；爆破顺序从冰塞下游向上游、从边缘向核心推进，单次爆破冰体方量不超过5000m³，避免大块冰体下泄淤积下游河道；严禁在堤脚100m范围内实施大药量爆破，装药点距离堤脚不小于50m，防止爆破震动破坏堤身结构。5.1.3重度冰塞（堵塞过水断面>50%，水位涨幅>1.5m，随时可能发生漫堤）处置程序：①立即启动Ⅰ级应急响应，组织受威胁区域人员全部转移；②启用预设分凌区分洪，分泄凌洪，控制上游水位上涨速率；③先在冰塞下游开辟不小于原河道过水断面1/3的泄冰通道，再逐段破碎上游冰塞，严禁一次性爆破大规模冰体，避免突发凌峰冲击下游堤防；④若冰塞距离大坝、重要闸坝不足100m，严禁爆破，优先采用大型破冰船连续作业破碎冰塞，必要时在上游设置拦冰网拦截冰花，控制冰塞发展。5.2冰坝险情处置冰坝多发生于春季武开河期，按冰坝长度占河宽比例分为三级处置：5.2.1轻度冰坝（冰坝长度占河宽<1/3，水位上涨速率<0.2m/h）采用上游导凌冲刷处置：沿水流方向在冰坝上游冰盖每隔50m开辟一条宽8~12m的导凌槽，导凌槽深度贯穿整个冰厚，引导上游冰块沿导凌槽下泄，逐步冲刷冰坝体，每8小时观测一次冰坝变化，若冰坝体积缩小，水位下降，可维持处置措施直至险情解除。5.2.2中度冰坝（冰坝长度占河宽1/3~2/3，水位上涨速率0.2~0.5m/h，威胁堤防安全）采用分层控制爆破处置，装药量按工程经验公式计算：当冰厚h<2m时，单药包装药量Q=1.5h²（单位：kg）；当冰厚2m≤h≤5m时，Q=h²+2h（单位：kg）；药包布置间距为3~5m，从冰坝下游端开始逐段爆破，每次爆破清除长度10~20m，逐步打通泄冰通道；具备空中作业条件的，可采用直升机投抛爆破，提高作业效率。5.2.3重度冰坝（冰坝长度占河宽>2/3，完全阻塞河道，水位上涨速率>0.5m/h，冰坝蓄水量>1000万m³）处置程序：①立即发布红色预警，组织冰坝上游、下游受威胁区域所有人员转移；②提前预泄下游河道，降低下游水位，增加河道槽蓄容量，预留凌峰行洪空间；③具备分凌条件的，立即开启分洪口门分蓄凌洪，控制上游水位上涨；④爆破采用“疏底通槽、分层拆除”工艺：先爆破冰坝底部过水缝隙，打通底部过水通道，降低冰坝上下游水位差，再分层破碎冰坝主体，严禁从冰坝上游端开始爆破，避免冰坝整体溃决形成超大凌峰；⑤若冰坝距离下游城镇、重要水利工程不足5km，不具备爆破条件的，在上游设置固定式拦冰网，拦冰网采用直径不小于20mm的钢索编制，网孔尺寸不大于2m，两端固定在河岸钢筋混凝土锚定墩上，拦截上游来冰，避免冰坝进一步扩大，同时调集大型破冰装备进场处置。5.3凌汛漫溢险情处置凌汛水位超过堤防、坝顶设计水位，发生漫溢险情，按以下程序处置：5.3.1抢筑子堤挡水根据现场材料、水流冰流条件选择子堤形式：①土料子堤：适用于冰流流速<0.5m、就地可取土的情况，子堤顶宽0.5~1.0m，超高0.5~1.0m，边坡比1:1，分层夯实，砂性地基设置30~50cm厚的黏土防渗层；②黏土心墙子堤：适用于堤身透水性强、冰流流速0.5~1.0m的情况，心墙顶宽0.3~0.5m，高出凌水位0.5m，两侧填土夯实；③土工布围袋子堤：适用于缺乏土料、应急抢护的情况，采用土工编织袋灌装砂石土，错缝码砌，顶宽不小于0.8m，超高不小于0.5m，抢筑速度快，适用性强。5.3.2防冲护岸子堤抢筑完成后，在临水坡堤脚抛投块石、铅丝笼块石防护，抛投厚度不小于0.5m，防止冰流冲刷淘刷堤脚，若堤身已经发生冲刷破坏，立即抛投土工织物沉排护岸，控制险情发展。5.3.3水库漫溢险情处置冰塞堵塞溢洪道导致库水位上涨漫坝的，首先采用机械破冰或控制爆破清除溢洪道进口冰体，打开泄洪通道，加大下泄流量；坝顶抢筑的子堤必须设置连续黏土防渗层，超高不小于0.7m，防止渗水溃堤；若小型水库无力抢护，立即向下游发布预警，组织人员转移，避免人员伤亡。5.4水工建筑物冰凌破坏险情处置5.4.1冻胀破坏处置按破坏程度分级处置：①轻度冻胀：衬砌裂缝宽度<5mm，隆起高度<10cm，不影响结构安全，春季化冻后，钻孔排出基层积水，降低地基含水率，裂缝采用环氧树脂灌缝修补，隆起部位拆除重建，基层设置排水盲沟，盲沟间距不大于2m，深度进入冻土层以下0.5m；②中度冻胀：裂缝宽度5~20mm，隆起高度10~30cm，部分衬砌脱落，拆除破坏衬砌，换填砂砾石置换冻胀性土，换填深度等于当地最大冻深，压实度不小于96%，重新浇筑衬砌，衬砌背后设置厚度不小于2cm的聚乙烯泡沫塑料缓冲层，削减冻胀力；③重度冻胀：结构整体倾斜，承载力不足，立即降低建筑物运用水位，设置临时支撑控制变形，凌期过后实施永久加固，堤防冻胀滑坡采用削坡减重+反压滤体工艺处置，闸墩冻胀破坏采用灌注桩加固基础。5.4.2冰压力破坏处置①轻度破坏：护坡局部脱落，结构裂缝宽度<10mm，无明显位移，修复受损部位后，在迎冰面设置浮式防冰排，缓冲冰压力，防冰排间距15~20m，固定在岸坡锚点上；②中度破坏：护坡大面积脱落，闸墩出现贯穿裂缝，位移量小于设计允许值的50%，在迎冰面设置钢筋混凝土拦冰墩，拦冰墩间距10~15m，阻挡大块冰块，裂缝采用预应力灌浆加固，面层采用钢筋网喷混凝土修复，迎水面护坡更换为柔性铰接混凝土块护坡，适应冰挤压缩放变形；③重度破坏：结构位移超过设计允许值，稳定性不足，立即放空相关部位水体，设置钢筋笼块石临时挡冰墙控制险情，抓紧编制永久加固方案，限期完成加固。5.5水电站进水口冰塞险情处置水电站进水口冰塞导致拦污栅堵塞、出力下降，按以下处置：①未形成冰塞前，采用压缩空气泡排扰冰，在进水口前缘水下每隔2m布置一根输气管，气管开孔直径3~5mm，孔距20~30cm，通入0.6~0.8MPa压缩空气，带动下层暖水上翻，防止冰花堆积，该方法无结构损伤，适用于常年运行水电站；②已经形成冰塞的，采用小药量控制爆破，装药量每立方米冰体不超过10g，装药点距离拦污栅不小于10m，避免爆破损伤结构；③拦污栅挂冰堵塞的，采用热水冲淋或机械刮冰，严禁硬敲猛砸损伤拦污栅结构。6应急保障6.1组织保障凌汛期各级防凌指挥机构实行24小时值班制度，开河封河关键期实行领导带班，水利工程管理单位落实冰情巡查主体责任，明确巡查人员、巡查范围、巡查频率，发生险情1小时内上报同级防凌指挥机构，不得迟报、漏报、瞒报。6.2物资装备保障按工程等级储备防凌物资，储备标准为：每10km堤防储备块石不少于500m³、土工布不少于10000m²、铅丝笼不少于200个；大型水库、闸坝储备破冰船1~2艘、无人机、卫星通信设备各不少于1台（套），爆破器材按设计用量的1.2倍储备，建立跨区域物资调运联动机制，保障险情发生后2小时内物资装备到位。6.3技术与安全保障建立国家级、省级防凌专家库，冰凌险情发生后2小时内专家赶赴现场提供技术支撑；所有作业人员必须配备防寒装备、救生衣，冰上作业必须配备安全绳，作业区域设置警戒，防止冰体坍