劉佩璽　馬春雷　姜永鵬

工程管理

淺談泗河下采煤沉陷治理段河道的運行管理

劉佩璽馬春雷姜永鵬

泗河是南四湖湖東地區(qū)最大的山洪河道，保護著濟寧市7個縣市區(qū)、37個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、1514個鄉(xiāng)村、211.8萬畝耕地和200.8萬人的防洪安全。河道全長159km，流域面積2357km2，流域內(nèi)有古城煤礦、鮑店煤礦、濟二、濟三等國家和地方特大、大型煤礦10余座，一直是濟寧市經(jīng)濟最具實力和活力的區(qū)域。

一、泗河下采煤現(xiàn)狀

泗河下采煤自1993年開始，至今有20余年的時間，泗河下采煤共涉及鄒城、兗州、高新區(qū)、曲阜、任城5個縣（市）區(qū)，10多個煤礦，40余個作業(yè)面。截至目前，泗河塌陷堤防治理長度共32.09km，其中右岸17.28km，左岸14.81km，占泗河堤防總長度的23%，同時仍有增加的趨勢，對泗河的影響極大。

二、河下采煤對河道的影響

河下采空后會導(dǎo)致河道下沉，改變河勢，引起河流沖淤變化以及上下游河岸沖刷破壞，同時引起堤防、灘地及護堤地產(chǎn)生裂縫，破壞堤防的邊坡穩(wěn)定性和防滲能力，使局部堤防嚴重下沉，喪失堤防功能。

1.裂縫危害

開采引起的裂縫主要有兩種：一是位于采煤工作邊界以外的永久性拉伸裂縫，另一種是在采煤工作面上方的可閉合裂縫。特別是由于沉陷的不均勻，在垂直堤防方向產(chǎn)生的拉伸貫通裂縫，最大裂縫寬度可達20cm以上，極易誘發(fā)管涌和流土，甚至直接形成漏水通道，在短時間內(nèi)發(fā)生潰堤的風(fēng)險。

2.河勢改變

河下采煤塌陷后，可能會在原先河道穩(wěn)定的河段，影響水流的挾沙力，引起河底、河岸和堤防的沖刷及河道中泓的改變，損壞地形地貌，加劇水土流失，對上下游橋梁和堤防的安全造成威脅。

截至目前，泗河已進行了近20余次的采煤塌陷段治理，涉及的堤防大部分位于防洪壓力較大的泗河中下游。因此要加大對采煤塌陷治理的管理力度，在實施工程措施時，加大非工程措施的實施，確保泗河的運行安全。

三、采煤沉陷治理的措施

治理的主要內(nèi)容包括堤防、灘地和外護堤地的修復(fù)治理以及裂縫處理，經(jīng)過治理，河道斷面得到恢復(fù)，但治理效果未經(jīng)大洪水考驗，仍需在實踐中進行檢驗，為泗河的日常管理和防洪安全帶來了較大隱患。

1.裂縫處理措施

在修復(fù)治理中，必須先對裂縫進行治理，然后才能對堤防及灘地進行加高恢復(fù)。

（1）拉伸貫通裂縫治理：對于地表形成的較大裂縫，一般在裂縫發(fā)展基本穩(wěn)定，不再出現(xiàn)明顯的擴展時進行，采用開挖后重新回填壓實的方法處理。裂縫開挖深度采用石灰水灌注裂縫方式確定。

（2）閉合裂縫治理：在工作面上方的裂縫受開采影響后出現(xiàn)，裂縫逐漸發(fā)育，工作面推進一段距離后，裂縫由于進入壓縮變形區(qū)，受周圍壓力作用，裂縫又趨于閉合。此種裂縫應(yīng)在裂縫開始閉合時采用灌漿進行處理，此時的灌漿體在堤防自身重力作用下進行修復(fù)，會對裂縫內(nèi)的充填體進一步擠密壓實，達到更好的效果。

2.堤防修復(fù)措施

泗河堤防目前全線已達到20年一遇防洪標準，由于采煤沉陷的特殊性，為強化沉陷治理段的安全儲備，對沉陷堤防的修復(fù)采用50年一遇防洪標準。

在裂縫處理完后，對堤防按標準進行加高、加固的修復(fù)治理，分層上土，分層碾壓，達到設(shè)計標準。

對河下采煤工作面比較集中的堤段，常采取預(yù)加固與沉陷后修復(fù)治理相結(jié)合的方式。根據(jù)礦區(qū)的采煤規(guī)劃，預(yù)測各工作面采煤的影響范圍，在沉陷位置按照預(yù)測進行預(yù)加固及備土，穩(wěn)沉后再對裂縫和堤岸進行修復(fù)。

3.灘地、護堤地修復(fù)

在裂縫處理完成后，灘地和護堤地按規(guī)范高程和寬度進行恢復(fù)，確保與上下游相銜接，為保護新筑灘地，防止水流沖刷，在河岸處進行拋石護腳或砌石護坡。

四、沉陷治理段的制度化管理

以兗礦集團鮑店煤礦為例，鮑店煤礦在泗河下有近10個工程面，影響泗河堤防達10km，最大塌陷深度達9m，是對泗河影響的最大的煤礦之一。為保證沉陷治理段的日常運行和防洪安全，按照“誰損壞，誰負責(zé)”的原則，對采煤沉陷治理段實施重點維修養(yǎng)護措施和非工程措施，并形成有針對性的制度化管理。

1.編制采煤深陷段重點維修養(yǎng)護方案

由河道主管單位編制沉陷治理段的維修養(yǎng)護方案，在《堤防工程養(yǎng)護修理規(guī)程》（SL595-2013）要求的基礎(chǔ)上，有針對性地強化了相關(guān)項目的養(yǎng)護力度。重點加強了對灘地、堤防、馬道、護堤地的裂縫巡查觀測，布置了沉陷段河勢觀測網(wǎng)，每月進行高程和位移觀測，定期進行堤身內(nèi)部隱患探測。

2.日常養(yǎng)護

根據(jù)水利部、財政部頒布的《水利工程維修養(yǎng)護定額標準》，沉陷段常規(guī)養(yǎng)護主要內(nèi)容包括堤頂、堤坡、上堤馬道及附屬設(shè)施等項目的維修養(yǎng)護。通過專業(yè)化的日常養(yǎng)護，使堤防斷面滿足設(shè)計標準要求，堤坡平順，堤頂?shù)缆菲秸麜惩?，管理設(shè)施完備，堤防整潔有序，使工程保持良好運行狀態(tài)。

3.專項養(yǎng)護

針對采煤沉陷的特點，重點加強了裂縫巡查觀測、河勢位移觀測和堤身內(nèi)部隱患探測。

（1）裂縫巡查觀測

安排專業(yè)技術(shù)人員定期對灘地、堤防、馬道、護堤地進行裂縫巡查，填寫巡查報告。如遇強降雨或上游來水，應(yīng)加強觀測頻次，視降雨和來水強度，進行24h值班巡查。

（2）河勢觀測

布置河勢觀測網(wǎng)，每月進行高程和位移測量。強降雨或洪水過后，要立即測量，繪制累計變化曲線，做好變化趨勢對比分析。

（3）堤身內(nèi)部隱患探測

由于采煤沉陷造成堤身內(nèi)部的情況較為復(fù)雜，掌握其內(nèi)部應(yīng)變可以提前應(yīng)對可能發(fā)生的變化。采用地質(zhì)雷達或利用高密度電法定期進行探測，每季度探測一次，確保及時發(fā)現(xiàn)深層誘發(fā)裂縫。

4.非工程管理措施

根據(jù)防洪實踐運用的經(jīng)驗，用防洪工程措施控制洪水是有限度的，而且代價也較大，防洪工程措施必須與非工程措施相結(jié)合，才能發(fā)揮更大效能，防洪非工程措施作為減少洪災(zāi)的綜合措施之一，越來越受到重視。為最大限度地降低采煤沉陷區(qū)的防洪風(fēng)險，在防洪工程措施管理的基礎(chǔ)上，制定針對采煤沉陷區(qū)的防洪非工程措施，主要有以下內(nèi)容：

（1）做好洪水預(yù)警預(yù)報。泗河流域上游為山區(qū)，下游為平原，落差大，流域面積主要集中在上游的泗水縣和曲阜市。可利用泗河洪水傳播歷時圖，根據(jù)上游的降雨和洪水情況，及時向各煤礦發(fā)出相應(yīng)級別的預(yù)警，以便為抗洪搶險和井下撤離提供信息，確保安全并減少損失。

（2）制定汛期管理措施。進入汛期除進行常規(guī)的巡查和值守工作外，各煤礦成立專業(yè)防汛搶險隊，針對塌陷區(qū)可能出現(xiàn)的各種險情進行專業(yè)的搶險培訓(xùn)，并定期演練。做好防汛料物儲備，由于塌陷區(qū)的特殊性，料物的數(shù)量應(yīng)在現(xiàn)狀堤防級別的基礎(chǔ)上按定額提高一級進行儲備。

（3）與各煤礦簽訂防汛責(zé)任狀。要提高對防洪工作的認識，克服僥幸心理，每年汛前對各煤礦的防汛隊伍和料物的準備情況進行檢查，并落實年度搶險演練計劃的內(nèi)容和時間，簽訂防汛責(zé)任狀。

五、結(jié)語

采煤沉陷治理的河道管理是目前泗河工程和防汛管理的重要內(nèi)容之一，利用養(yǎng)護工程措施和非工程措施對沉陷治理段進行制度化管理，取得了一定的實效，目前整個工程運行良好。由于沉陷河道內(nèi)部及河道外部邊界條件存在不確定性和復(fù)雜性，沉陷治理段河道的管理也不是一成不變的，應(yīng)在動態(tài)管理的模式下，積極探索新的方法和措施，確保泗河沉陷段河道日常運行和防洪安全■

（作者單位：山東省濟寧市泗河管理處272100）