水利工程冲淘险情处置技术指南(试行)

水利工程冲淘险情处置技术指南(试行)1适用范围本指南适用于江河堤防、水库大坝、水闸、河道整治建筑物（丁坝、顺坝、护岸等）各类水利工程的水流冲淘险情预防与应急处置，不适用于海上围堤、深海航道工程等海洋水利设施的冲淘处置。本指南为试行技术标准，处置特大冲淘险情时应结合专家论证意见调整方案。2术语与险情分级2.1术语定义（1）冲淘险情：指受水流冲刷、波浪淘蚀、紊流扰动、流冰撞击等作用，水利工程的坡脚、基础、岸坡部位土体、砂石被连续掏挖流失，形成冲刷坑，导致工程结构稳定性下降、存在失稳破坏风险的险情。（2）冲淘深度：指冲淘坑底部最低点至工程原设计坡脚线的垂直距离。（3）设计安全埋深：指工程设计阶段，按照对应防洪标准计算得到的允许最大冲刷深度，基础底部应满足的最小埋置深度。2.2险情分级根据冲淘深度、影响范围、结构变形程度，将冲淘险情分为四级，具体标准如下：（1）一般险情：冲淘深度＜1/3设计安全埋深，冲淘影响长度＜5m，工程结构未出现明显位移、裂缝，不影响整体稳定性。（2）较大险情：1/3设计安全埋深≤冲淘深度＜1/2设计安全埋深，冲淘影响长度5m≤L＜20m，工程结构累计位移＜1/3允许位移值，仅存在表层微裂缝，无延伸扩展趋势。（3）重大险情：1/2设计安全埋深≤冲淘深度＜2/3设计安全埋深，冲淘影响长度20m≤L＜50m，工程结构累计位移在1/3~2/3允许位移值之间，出现深度大于0.5m的表层裂缝，裂缝日扩展量小于5mm。（4）特大险情：冲淘深度≥2/3设计安全埋深，冲淘影响长度≥50m，工程结构累计位移超过允许位移值，出现深度大于1m的贯通性裂缝，存在整体滑移、坍塌前兆。3巡查与监测预判3.1日常巡查要求（1）非汛期：每月开展至少2次徒步巡查，每季度开展1次水下地形测量，重点检查弯道凹岸、丁坝坝头、闸前海漫、坝脚等易冲部位，记录冲刷坑位置、大致深度、岸坡变形情况。枯水期应组织潜水摸排，每10m布设1个测点，实测冲淘深度，误差控制在±10cm以内。（2）汛期：水位低于警戒水位时每日开展1次巡查；水位达到及超过警戒水位时每2小时开展1次巡查，高风浪、大流量期间每1小时巡查1次。重点观测坡脚有无塌窝、出水是否变浑、岸坡有无新增裂缝、结构有无位移，发现异常立即上报并加密监测。3.2监测技术要求（1）水下地形监测：采用无人船搭载单波数测深仪，平面定位精度优于±10cm，测深精度优于±5cm。高水位期每3天监测1次易冲部位，险情发展阶段每天监测1次，及时绘制冲淘坑断面图，掌握冲淘深度发展速率。（2）结构位移监测：在迎水面坡脚每20~30m布设1个GNSS位移监测点，自动采集数据，采样频率不低于1次/小时，位移日变化量超过2mm时触发预警。（3）隐患探测：对于坝体、堤身内部冲淘，采用高密度电法、地质雷达探测，每1m采集1组数据，判断内部土体流失范围。3.3预警预判按照险情发展程度分为四级预警：（1）蓝色预警：冲淘深度月发展量超过0.5m，冲淘深度达到1/4设计安全埋深，启动应急值守。（2）黄色预警：冲淘深度达到1/3设计安全埋深，启动一般险情应急响应。（3）橙色预警：冲淘深度达到1/2设计安全埋深，启动重大险情应急响应。（4）红色预警：冲淘深度达到2/3设计安全埋深，启动特大险情应急响应，疏散危险区域人员。4处置原则与通用技术要求4.1处置原则冲淘险情处置遵循“预防为主、先止冲后固基、先护脚后护坡、优先保障主体安全”的原则，优先抢护对工程整体安全威胁最大的冲淘部位，高水位期以临时抢护控制险情发展为主，枯水期实施永久加固。4.2通用技术要求（1）抢护前必须通过水下测量明确冲淘坑的位置、深度、范围、地形，严禁盲目抛投料物。（2）抛投料物的抗冲稳定要求：流速v＜2m/s时，块石最小重量不小于15kg；2m/s≤v＜3m/s时，块石最小重量不小于50kg；v≥3m/s时，采用重量不小于1t的铅丝石笼或混凝土块抛投。（3）抢护结构边缘必须超出冲淘坑轮廓线不小于2m，顶高程高出设计洪水位不小于0.5m，满足超标准洪水防御要求。（4）抛投作业应考虑水流漂移量，漂移量计算公式为S=1.2Hv，其中S为漂移距离（m），H为水深（m），v为断面平均流速（m/s），抛投点应设置在设计落点上游S位置，确保料物准确落入冲淘坑。5不同类型冲淘险情处置技术5.1一般冲淘险情处置技术一般冲淘险情主要采用以下4种处置工艺：（1）抛石护脚法适用条件：水深小于6m，流速小于3m/s的堤岸、坝脚局部冲淘，工程整体稳定。技术要求：石料选用质地坚硬、未风化的岩石，块重15~75kg，含泥量不大于5%。抛投顺序为从下游往上游、从远岸往近岸逐段抛投，先填充冲淘坑最深部位，再依次补抛浅部。抛石总厚度为冲淘深度+0.5~1.0m，护脚顶宽不小于2m，顶高程高出冲刷坑上缘0.5m。抛投完成后复测冲淘坑，不足部位及时补抛。（2）柳石枕抢护法适用条件：流速1~3m/s，局部中小型冲淘，当地柳料资源丰富的区域。技术要求：柳石枕直径控制在0.6~1.0m，长度超出冲淘坑两端各1m，每米枕体耗用柳（秸）料不少于150kg，石料不少于200kg，保证枕体容重不小于12kN/m³。采用12号铅丝捆扎，每0.3~0.5m捆扎一道，铅丝扭矩不小于30N·m，保证捆扎牢固。抛投从冲淘坑最深点开始，逐枕错缝摆放，相邻枕体搭接长度不小于0.2m，枕体之间缝隙填小石，枕后填筑黏土闭气，顶部压重块石。冲淘深度大于3m时可铺设2~3层，层间用铅丝连接固定。（3）桩柳编篱法适用条件：冲淘深度小于4m，流速2~4m/s，岸坡整体稳定的堤岸冲淘。技术要求：采用长3~5m的木桩或预制混凝土桩，桩径10~15cm，桩间距0.5~1.0m，打入河底深度不小于桩长的1/2，桩顶高出水面0.5~1.0m。桩间编织柳枝或绑扎土工格栅，背水面填筑厚度不小于0.8m的块石或粗砂滤层，既止冲又导渗。冲淘深度大于3m时采用双排桩，排距0.8~1.2m，中间填筑块石，提高整体稳定性。（4）土工织物沉排护脚适用条件：冲淘范围较大，水深3~8m的平缓坡脚冲淘。技术要求：排体采用单位面积质量不小于300g/㎡的涤纶长丝土工布，抗拉强度不小于12kN/m，加设土工格栅提高整体强度，排体尺寸一般为10m×10m或15m×15m。排体连接采用缝合，缝合线强度不低于土工布强度的80%，搭接宽度不小于20cm。排体压载采用块石或混凝土联锁块，单位面积压载量不小于0.5kN/m²，保证排体紧贴坑底不被冲走。沉排下沉到位后，排体边缘超出冲淘坑轮廓不小于2m，顶部高出设计洪水位0.5m。5.2较大及重大冲淘险情处置技术（1）铅丝石笼抛投法适用条件：流速大于3m/s，冲淘深度3~6m的较大险情，丁坝坝头、弯道凹岸等部位冲淘。技术要求：铅丝石笼采用高尔凡镀锌铅丝编织，网孔尺寸10~15cm，网丝直径不小于2.5mm，常用规格为1m×1m×2m，装填块石粒径不小于网孔尺寸的1.5倍，孔隙率不大于30%，封口绑扎间距不大于20cm。抛投按先深后浅顺序，石笼错缝摆放，层与层之间错开，形成整体护脚结构，护脚厚度不小于冲淘深度的0.8倍，且不小于2m。（2）模袋混凝土抢护法适用条件：水深4~10m，流速不大于4m/s的重大冲淘险情，需快速形成连续防冲结构。技术要求：模袋采用聚丙烯或聚乙烯编织土工布，渗透系数不小于1×10^-3cm/s，抗拉强度不低于15kN/m，常用模袋厚度为15~30cm，冲淘深度越大厚度越大。混凝土标号不低于C15，坍落度控制在18~22cm，满足泵送要求。铺设前找平冲淘坡面，清除突出石块，填平凹坑，模袋覆盖范围超出险情范围上下边缘各不小于3m，顶部高程高于设计洪水位0.5m。灌筑从下往上分层进行，及时排出模袋内积水和空气，灌筑完成后保湿养护不少于7天。模袋混凝土防冲结构整体性好，抗冲流速可达5m/s，使用寿命长，是目前重大冲淘险情永久加固的主流工艺。（3）双排桩挡墙护脚适用条件：冲淘深度4~8m，岸坡变形较大的重大险情，需限制岸坡进一步变形。技术要求：采用预制钢筋混凝土管桩，桩径50~80cm，桩长8~15m，沿坡脚双排布置，桩间距1.5~2.0m，排距0.8~1.2m，桩底深入冲淘坑底部不小于2m。桩顶浇筑钢筋混凝土冠梁连接成整体，冠梁宽度不小于40cm，高度不小于60cm，桩间回填块石，迎水面铺设土工膜防渗，抗冲稳定性好，可有效限制岸坡滑移。5.3特大冲淘险情处置技术（1）混凝土沉箱固基法适用条件：冲淘深度大于6m，危及工程主体安全的特大险情，水深较大区域。技术要求：一般采用预制钢筋混凝土沉箱，常用尺寸为2m×2m×3m、3m×3m×4m，提前在岸边预制，浮运至险情位置，逐步加水下沉至冲淘坑底部，下沉到位后箱内填筑碎石或C10素混凝土，沉箱之间错缝布置，采用钢拉杆对拉连接成整体，覆盖全部冲淘范围，沉箱顶部浇筑封顶混凝土，形成整体防冲固基结构。对于大型冲淘坑，可采用浮运整体沉箱，缩短抢险作业时间，快速控制险情。（2）定向抛填截渗固基法适用条件：闸基、坝基冲淘已经危及防渗结构，存在渗流破坏风险的特大险情。技术要求：首先在冲淘坑上游侧快速抛填黏土截渗，抛填厚度不小于2m，抛填范围超出冲淘范围两端各不小于5m，截断渗流路径，然后再抛填块石或石笼固基，止冲与防渗同步进行，避免渗流进一步破坏基础。5.4不同部位冲淘处置要点（1）坝脚冲淘：水库大坝坝脚冲淘多由溢洪道泄洪回流冲刷引起，处置时首先控制溢洪道下泄流量，减小流速，黏土心墙坝冲淘不得危及心墙基础，冲淘深度超过2m立即抛石压脚，露出的基础部位铺设防渗土工膜，防止渗流破坏。（2）堤岸坡脚冲淘：江河弯道凹岸冲淘受环流作用影响，冲淘深度可达岸高的1~2倍，处置时护脚深度应比计算冲刷深度大1~1.5m，护脚厚度比平直段增加30%，优先采用石笼沉排工艺，提高抗冲能力。背水面坡脚冲淘多由渗流带土引起，应先设置导渗滤层，再填筑固脚，严禁直接封堵导致渗压升高引发更大险情。（3）丁坝坝头冲淘：丁坝坝头紊流强度大，是冲淘高发部位，处置时坝头采用石笼群抛填，按梅花形布置，抛填深度不小于最大冲刷深度，顶部用铅丝笼连接成整体，必要时在坝头增设导流墩分散水流，降低流速减小冲淘。（4）闸基海漫冲淘：水闸海漫末端冲淘容易危及消力池和闸基安全，处置时首先减小过闸流量，冲淘深度小于2m采用抛石加固，冲淘深度超过闸基防渗长度1/5时，打设防渗排桩，截断渗流，防止闸基淘空。6安全控制与善后加固6.1作业安全要求水上抢险作业人员必须穿戴救生衣，系安全绳，风力超过6级、能见度不足100m时停止水上作业。作业区域设置观测岗，每15分钟监测一次险情变化，发现结构位移速率突然增大、裂缝快速扩展等险情征兆，立即通知作业人员撤离，避免人员伤亡。冬季冰凌期抢险要提前清除作业区域流冰，设置挡冰桩，防止流冰撞击破坏抢护结构。6.2险情控制后监测险情得到控制后，连续7天每日监测冲淘部位的深度、位移，连续3天冲淘深度无发展、位移日变化量小于0.5mm，可判定险情稳定，撤离应急值守人员，保留监测点继续观测至汛期结束。6.3永久加固汛期结束枯水期，重新测量水下地形，校核冲淘范围和深度，开展工程抗滑稳定计算，临时抢护结构抗滑稳定安全系数不得低于1.2，永久加固后抗滑稳定安全系数满足规范要求不低于1.3。针对冲淘成因，对护脚深度不足的，按对应防洪标准重新设计护脚，新增防冲工程，对原护脚破损的进行修复，建立冲淘险情档案，记录险情位置、等级、处置过程、监测数据，每年汛期前开展专项复查。7应急保障7.1物资保障按规范储备应急抢险物资，每公里堤防储备块石不少于50m³，铅丝不少于1000kg，土工织物不少于500㎡，柳料不少于10m³；大型水库、