应急抢险工程及非常态施工组织
2014-07-25梁军
梁 军
(四川省水利厅,610017,成都)
四川省地处青藏高原隆升带边缘地区,由于特殊的地理条件,自然灾害多发易发,各类自然灾害发生频率之多、影响之大为全国少有。自2008 年“5·12”汶川地震以来,受地震、山洪泥石流、滑坡崩塌、洪水等各类自然灾害的影响,四川省涉及水利、水电、国土、交通、城建等各方面的基础设施损失巨大,给经济社会发展与人民群众生命财产安全造成重大伤害。5年多来粗略统计由山洪泥石流、滑坡崩塌、洪水引发的水毁、垮塌、掩埋等各类较大的自然灾害发生次数达60余次(起),平均每年发生10余次(起)。从四川省水利行业来看,“5·12”地震使全省 1 997 座水库、706处堤防出险;602座农村水电站受损;575万人饮水安全受到严重影响;约1.2万km灌溉渠道损毁;影响灌面1 100万亩 (73.33万 hm2); 形成 113处河道堰塞湖,严重威胁下游300万人的生命财产安全。2013年芦山“4·20”地震造成各类损失也是惨重的,据水利部门统计,“4·20”地震使灾区89座水库、395 km堤防出险,灌区水利设施受损4 765台 (套),饮水工程设施9 373处受到严重影响,约1 388 km灌溉渠道、引水管道4 729 km损毁共计水利损失14 388.7万元。另外,2009—2013年连续5年,省内不同地区每年汛期都遭受暴雨洪水袭击,诸如 2010 年通江“7·24”、龙门山沿线映秀—清平等地 “8·13”,2011 年达州“7·21”、广安“7·29”,2012年外江“7·4”、凉山“8·30”,2013 年遂宁“6·30”、龙门山沿线石棉—都江堰“7·9”等有记录的暴雨洪水,均给当地造成惨痛的财产与生命损失。
“灾害就是命令”“有灾必抢”已经成为近年特别是每年汛期各级各部门一项重要工作。毋庸置疑,抢大险救大灾是一项紧张有序、时间性很强的社会化大活动,具体的抢险行动实际上就是在一种非正常状态下的紧急施工操作,完全有别于正常情况下的常规施工作业。目前,国内对诸如此类的应急抢险缺乏系统全面的专题论述,一些研究成果尚不多见,本文结合四川省一些应急抢险工程项目的实施,分析研究非常态施工组织的一般方法、指导原则及其特点。
一、非常态施工组织
1.非常态施工组织的基本特征
近年,四川省针对山洪泥石流、堰塞湖、山体滑坡崩塌、洪水水毁等次生灾害的应急抢险 (或称抢险救灾)处置已积累了丰富的经验,在防灾减灾上立下了汗马功劳,为社会稳定和保护经济发展成果作出了突出贡献。从工程角度看,应急抢险或抢险救灾相对于正常状态而言,是作业环境相对恶劣的处于非正常情况下的施工作业,因此,非常态施工组织及其工法(或简称非常态施工方法)是指处于应急状态或非正常情况下的一种快速施工组织方法。这一施工方法具有下列特点:
①时效性。主要体现在不能按照常规工期进行作业,时间上要求尽可能短。一般都有时间控制要求,短则数小时,长则数十小时,而且要求昼夜不间断地持续施工,“轮番作业,人停机不停。”
②紧迫性。主要针对施工作业的速度而言,不能按照常规进行按部就班的作业。在施工方法选择上保证有效,在施工作业速度上快速处置,不允许扩大灾害范围和影响程度。
③被动性。抢险施工作业场面的总体布置不可能按照常规或一般工程建设施工那样预先有序地布置,人类总是对抢险救灾作业现场被动地适应。灾害的发生,从时间、地点、程度等要素讲,都是无法预先控制和预测的。抢险的被动性决定了抢险的复杂性和艰巨性。
④危险性。非常态施工作业面一般都是危险的,抢险现场存在诸多无法事先控制的潜在危险因素,对现场作业人员、设备均构成不可预见的潜在威胁。
⑤适时性。一般抢险救灾实施方案均需根据现场情况事先确定,但由于没有经过有计划的勘察设计环节,现场随时可能出现不可预见的情况,因此,抢险救灾方案也随时进行适时性的修正、调整,从而对现场指挥和协调提出更高要求。
2.非常态施工组织的基本原则
非常态施工方法应当遵循 “科学、快速、安全、有效”的原则。
①科学——这是现场研究确定快速施工抢险方法的基础,没有科学的抢险方案,抢险或非常态施工都是无效的,达不到抢险的目的,而科学的抢险方案应当建立在遵循自然客观规律和对现场条件快速科学判断的基础之上。
②快速——这是非常态施工抢险的灵魂,是险情的客观要求,也是人居社会的迫切要求,“早一分除险,就早一分安全”。
③安全——这是非常态施工方法的根本,也是抢险作业得以顺利实施的保证。抢险施工作业本身不安全,就不能有效实施抢险。但有的专家认为,抢险就是以小险抢大险,抢险不冒险是不行的。无论如何,抢险施工应当保证相对安全。
④有效——这是非常态施工方法的目标,应当说,每一步抢险动作、每一项抢险行为都是以有效达到并消除险情为最终目的。对抢险有效性的检验也是十分重要的。
3.非常态施工组织体系构成
应急抢险或非常态施工组织应建立并完善以专家为主体的现场技术决策与风险评估机制 (指挥决策系统),以项目管理单位为主体的物资采集、运输与后勤保障机制 (后勤与物资保障),以施工抢险单位为主体的非常态施工作业队伍(非常态施工),以 “指挥部”为主体的现场管理与协调机制和地方及有关部门组成的信息发布、报送和监测预警、预报机制等应急组成单元(或工序),其中,指挥协调、后勤与物资保障、非常态施工等3个单元(工序)为主要单元(工序)。
(1)指挥决策系统
应急抢险救灾是一项社会化的紧急行动。针对应急抢险为主要内容的非常态施工作业,应迅速建立有效的、统一的指挥系统,指挥系统一般以工程管理方及其上级主管部门共同组建。结合国情和省情,工程抢险救灾指挥系统一般多冠以 “××指挥部”或“××现场应急处置中心”等名称,这是一种临时性的决策指挥机构,可以调动各方面的有生力量,全权履行抢险救灾职能。如2008年汶川“5·12”地震后组建的四川省“5·12”地震抗震抢险指挥部、唐家山堰塞湖应急抢险指挥部等等。
现场指挥系统的关键在于专业、协调、统一,构成应急抢险的总合力。制定应急抢险方案并监督实施是指挥与决策系统的首要任务。抢险方案系行业专家依据现场灾情、经技术会商研究提出来的,体现了抢险的有效性、科学性和快速等特点,确定抢险方案并监督实施则是指挥长或现场最高决策人,这体现了指挥系统果断、敢于拍板的魄力和负责、担当的气度,特别在专家意见不一致、众说纷纭、举棋难定之际,这种勇于担当的精神对抢险救灾具有重要的主导作用。
(2)抢险物资保障
抢险物资准备是顺利实施非常态施工作业的关键。指挥系统应针对灾情严重程度、灾情属性(如工程抢险、堰塞湖抢险等不同内容)、预计抢险完成时间以及进场开展抢险的施工队伍等具体情况,尽快确定所需各类抢险物资准备量。完成一项应急抢险工作所需的物资总量可能是一个定数,但并不是越多越好,也不要急于把这个总量一下子凑齐,只要能够满足每天抢险施工作业的物资准备量即可,每天预计的物资准备量是根据每天抢险施工的进度和要求完成的工作量来确定的,可有一定的富余度。另外,根据抢险物资购买、运输、到达现场的时间,应做好现场物资供应计划,以满足2~3天的抢险使用为准,加强抢险物资的储备和调运。
非常态施工抢险一般多是机械化作业,抢险物资应当与之相匹配。从近几年的河道工程应急抢险来看,除现场拌制的混凝土构件外,大多采用刚性和柔性抢险物资(如混凝土四面体、六面体,钢筋、铅丝、石笼、钢筋网、编织袋等)。实际上,抢险物资可以不拘一格,应尽可能地因地制宜,现场附近的废弃墙体、屋面板、树木、巨石等不规则物体,都可以作为抢险物资。实践证明,在水流流速大于7 m/s的龙口实施封堵,使用不规则的物体还能抵抗急流冲走,易于封堵,效果比规则物体 (如四、六面体)更优。2011年7月上旬国道213线罗圈湾抢险,省路桥集团采用四、六面体与主动钢筋网等抢险物资几经抢堵冲刷路基的龙口未果 (流速达10~12 m/s),水利厅专家到场指导,修正了截流进占起点与方位,并改用不规则体(屋面板、巨石等)实施封堵,历时半天即获成功。
应急抢险的整体组织行动流程如图1所示,表达了在抢险过程中各应急单元的协同作用的重要性,并已经多次抢险实践所证实。
在指挥协调、后勤与物资保障、非常态施工等主要应急单元基本到位的情况下,这些应急单元不同的组合关系构成抢险组织效能的高低,直接影响现场救灾的效果。因此,抢险组织效能是指挥长或现场最高决策人履行监督职责、追求有效消险的主要工作。
二、几个工程实例
1.“8·1 4”映秀泥石流应急治理
2010年 8月 13—14日凌晨,汶川县发生强降雨,降雨量超过有记录的历史同期,导致映秀镇发生“5·12”地震次生灾害,山体滑坡、泥石流突发,位于映秀镇境内的红樁沟泥石流侵入岷江河道使水位急剧上涨,形成河道壅塞,一时间映秀镇路面洪水横流,新建房屋被淹,大量居民被困于房顶和山上,严重威胁映秀新镇灾后重建成果。水利部门有关领导、专家和抢险队伍于第一时间到达现场,组成水利抢险指挥部,根据现场险情,积极磋商,制定应急处置方案,采取“一分二导三截四疏”的技术方案成功应对了映秀泥石流灾害。
2.清平“8·1 4”河道险情治理
2010年8月13日凌晨,清平乡发生强降雨,导致绵远河左岸文家沟、走马岭沟等5条沟集中产生泥石流,形成泥石流总量600多万m3,致使清平乡场镇河道淤塞,河流改道,严重影响当地居民生产生活秩序,严重威胁清平乡灾后重建成果,抢险救灾刻不容缓。省市县三级水利部门的领导和当地政府组成现场指挥部,水利专家克服困难,徒步近十公里查看现场险情,提出了“水流归槽,束水排砂,左拦右堵,重点疏导”的总体思路和“上导,中挡,下疏,重点保护”的应急抢险方案,成功消除了清平河道的险情。
3.唐家山“9·2 1”滑坡泥石流排险
图1 应急抢险组织流程图
2010年9月21日唐家山泄流龙口因连日强降雨导致滑坡泥石流再一次被堵塞,河道断流,上游库水位迅速上升,预测存在溃决的风险,泥石流滑坡体约30万m3,气象预报近期上游可能还将有中大暴雨,如不及时处理,一方面水位上升将可能再次淹没堰塞湖库尾禹里乡场镇,另一方面溃坝形成的超标洪水将对下游老县城遗址和沙坝、邓家等沿河乡镇居民生命财产安全构成严重威胁。灾害发生后,省、市两级和水利、国土部门有关领导第一时间到达现场,随即展开应急指挥与协调,当地抢险队伍也陆续到达现场待命。通过现场查看灾情,水利专家研究制定采取“两级开挖,三次转运,挖运结合,泄流排险”的应急抢险方案,以最小的开挖方量和临时施工断面,在短时间内形成泄流槽过流,并利用水流自然冲刷不断扩大过流断面,经过当地抢险队伍奋力苦战,于2010年中秋夜晚成功地排除了险情。
4.外江灌区石头堰枢纽工程“7·4”洪灾排险
2011年7月3—4日西河发生了历史罕见的洪水,上游元通水文站实测洪峰流量为3 440 m3/s,是1953年以来西河发生的最大洪水。据省水文局计算,石头堰枢纽洪峰流量达3 950 m3/s,超过枢纽工程50年一遇3 600 m3/s的校核洪水。洪水造成了在建的石头堰枢纽工程出险,坝下游左右护岸垮塌380 m,海漫局部被冲毁,宾格笼被冲走,消力池垮塌40多m,严重威胁着闸室安全,情况十分危急。水利专家组迅速制定了抢险及防洪调度方案,制定了“左岸分流,右岸抢险;回填冲坑,闸门复位;开堵结合,分区防洪”抢险方针。 通过采取“填、堵、护、分、修”5条具体工程抢险措施,至7月12日完成石头堰枢纽的全部抢险工作。
[1]张仕超,周志东,周春清.汶川特大地震次生灾害类型与今后应急救援对策探讨[J].四川水利.2013(4).
[2] 高明军.映秀“8·14”特大山洪泥石流应急抢险纪实[J].四川水利,2011(1).
[3] 王灵伟.清平“8·13”特大山洪泥石流的抢险方法[J].四川水力发电,2011(增刊 1).