黄河下游防洪工程备防石坍塌防治技术应用与效益分析

摘要：备防石是黄河下游防汛的重要基础物资，为防洪提供了重要保障，因此分析研究备防石的储备具有重要意义。针对备防石散乱、坍塌，以往采取的方法主要是加强日常维修养护，发现问题进行整修。本文对黄河下游防洪工程备防石坍塌防治技术应用与效益进行分析，以供参考。

关键词：备防石防坍塌；应用；效益分析

引言

流域防洪工程建设征地及移民安置涉及政治、经济、社会、法律、文化等各个方面，是目前经济社会发展过程面临的主要难题之一。本研究采取科学严谨的研究方法，从理论上、政策上、实践上全面总结黄河下游防洪工程建设征地及移民安置过程，探索防洪工程移民经济社会系统重建的机理与规律，建立防洪工程征地及移民安置的理论框架体系，进一步完善黄河防洪工程征地补偿及移民安置政策法规，推动黄河下游防洪工程建设征地补偿及移民安置实施与管理逐步向科学化、标准化、规范化方向发展，保障移民群众共享防洪工程建设成果，形成移民安置区安定团结的和谐局面，实现黄河下游社会经济可持续发展。

1研究背景

黄河下游河道是横跨中华腹地的“地上悬河”，其防洪安全事关国家稳定大局。河道边的滩区有大洪水行洪、滞洪、沉沙的功能，又有黄河防洪安全、滩区社会经济发展以及生态环境保护的“河道-社会-生态”三重属性。受国家现行法规等因素制约，防洪管理调度、生态环保方面的问题比较突出，滩区的发展建设已不能满足发展的需要，现已形成了河南、山东二省人口较为集中的沿黄贫困区。洪水安全与经济社会、生态环境之间存在着复杂多变的反馈关系，黄河滩区经济发展-防洪安全-生态环境相互作用系统研究也是热点问题。黄河下游系统协调发展的研究，多侧重单一系统或两个系统之间的相互发展关系的评价，如构建黄河流域高质量发展评价指标体系来测度黄河流域高质量发展的社会与生态层面。基于生态保护和经济发展水平两方面入手对黄河流域进行了综合评价。针对系统之间的耦合发展情况，开发了耦合协调度模型研究了农村发展与水环境之间的非线性作用关系。通过建立黄河流域生态保护与高质量发展的耦合机理框架，评价了其协调度发展关系。而从要素、空间和时间三方面研究了黄河流域生态保护与高质量发展应向社会经济生态转型的发展趋势。以往研究多关注黄河流域整体，滩地多系统相关研究较为少见。黄河下游滩区是一个综合经济、防洪和生态的三维度的复杂环境，要高质量发展，需要在保证防洪安全、社会经济和生态环境协调的基础上。如何科学地评价滩区防洪安全与社会经济以及生态环境之间的耦合关系需进一步探索。提出单指标量化-多指标组合权重-三维度耦合的评价方法，对兰东滩的社会经济-防洪安全-生态环境耦合系统进行量化研究，系统评估各个系统发展程度以及分析滩区综合优化发展的趋势，以期促进滩区社会经济、防洪安全、生态环境的协同发展，为黄河下游滩区协调治理发展和黄河流域高质量发展提供科学参考。

2黄河下游防洪工程征地补偿及移民安置工作特点

2.1征地范围是典型的带状

“十三五”期间，黄河下游防洪工程建设永久征地主要是沿堤防外侧80~100m范围内征用农户的土地用于放淤固堤，以及在堤防内侧征用土地用于防浪林建设。工程建设范围涉及河南、山东两省多个市、县、区，是典型的带状征地，与调水工程、公路、铁路、管线工程建设等线性征地比较相似，每个农户平均被征用的土地数量不是很大，但受征地影响的农户数量众多。由于涉及的县市较多，而各个县市受征地影响的程度存在差异，因此如何结合各个县市的具体情况与特点设置管理机构以及确定合适的移民安置模式，对政府移民管理工作提出了很高要求。

2.2部分实物指标具有黄河下游区域特点

黄河下游防洪工程建设征用实物种类繁多，如土地、房屋建筑物、地上作物、树苗、果树、坟墓、基础设施和专业设施（如道路、通信线路、电力线路、灌溉设施）等，但实物指标有其自身特点，如在宅基地实物指标方面，由于黄河滩区的土质比较松软，地势普遍较低，当地村民在建房子之前需要从其他地方获取大量土方以抬高地基，会发生抬高地基费用，因此在补偿过程中，有关部门除了遵循补偿的基本原则外，还需要考虑当地实物指标的特殊性，以保障移民群众补偿权益。

3备防石垛加筋技术的实施

3.1整平压实地基与堆石

备防石垛高1.4m，石料重度20kN/m3，产生的地基压力为28kPa，乘以系数2为56kPa，黄河险工、控导、堤防工程顶面，经过压实填土，地基压力均能达到90kPa以上，因此满足地基承载力要求。如果土质松软，则必须进行压实，只要达到以往砌筑备防石垛地基处理整平、压实的要求，能满加筋备防石垛的要求；然后可以根据计算石方量购石，在备防石垛中部堆放，用于备防石边墙砌筑。

3.2不锈钢丝绳预应力锚的制作与安装

不锈钢丝绳预应力锚在备防石垛内一侧拴在较规则石块上，用铝套压紧专用工具压紧铝套，使不锈钢丝绳与石块紧密固定。不锈钢丝绳长2m，铺设长度按3m控制，石块要轻放避免砸断钢丝，接着端使用长活节螺栓，长活节螺栓范围内用PVC管进行保护，张拉时可以自由传力，不受石块卡压，立墙壁处设较厚的圆形垫片，使张拉力均匀传至上下层石块。张拉时应分次进行，先张拉一次，然后放松，再张拉至规定应力并固定，达到要求后，切除外露的螺栓，抹水泥砂浆保护。

4效益分析

以历城黄河河务局霍家溜险工为例，分析备防石坍塌防治技术的应用效益。该险工位于黄河大堤右岸，相应桩号为48+785—49+950，工程长1165m，护砌长1296.5m，坝岸数为33段（坝12段、岸21段），即乱石坝7段、扣石坝24段、砌石坝2段。霍家溜险工现在有2913m3的备防石，有的备防石出现坍塌现象。环箍及拉丝法加固备防石垛材料投资估算（1垛）包括不锈钢丝绳环箍、拉丝、环箍紧固件等费用大约为807元。即每垛需要增加材料费807元，增加工时费800元计算，加筋备防石垛每垛增加费用1607元，少于增加费用（1720元）113元，可以认为加筋备防石垛码方费用基本不增加。本次试验中购买试验工具、试验用品投资1500元，如果推广应用，将备防石垛由高1.2m提高到1.4m，单垛方量达到200m3以上时，不增加码方费用。

结束语

目前,对表对标新发展阶段、新发展理念、新发展格局和推动高质量发展的要求,为做好七大流域防洪规划修编准备工作,开展防洪规划修编重大问题论证探讨是必要的。黄河山东段属于黄河下游干流河道部分主要河段,山东段重大问题治理思路是防洪规划修编中必须要考虑的问题。在完成数字化映射的基础上,投入力量研究半潜水下机器人以实现水下地形地貌绘制和根石走失量计算,采用大数据分析技术,根据预案、洪水演进模型生成调度方案,以经验指导实际,以实际繁衍经验,最终模拟出较优化的调度方案,实现各类水利治理管理行为的超前仿真推演与评估优化,为水工程调度管理提供智能化、科学化技术支持,提升智能化决策支撑能力。

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