黄河水利施工监管及运行模式讨论

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本文作者：代存军1苏乃华2侯本平2张玲1作者单位：1.菏泽黄河河务局郓城黄河河务局2.菏泽安源黄河水利工程维修养护有限公司

1工程概况

1.1修建缘由

杨集上延工程位于郓城县河道右岸，杨集险工上首。杨集河段自1989年以来，由于黄河中小水持续时间较长，引起了河势逐渐上提，大河沿右岸滩地逐年坍塌后退，坍塌长度由2500m逐年扩大到目前的4000m，并在杨集险工上首座一死弯，水流与大堤夹角几乎成90°，左岸芦庄至杨集一段河道已形成横河，水流直冲杨集险工1号坝，水边距大堤不足百米，严重威胁着大堤安全。同时，由于杨集河势上提，引起韩胡同、伟庄两处工程河势上提，如不尽快修建杨集上延工程，改变杨集河段的河势，势必迫使韩胡同、伟庄再上延工程。

1.2建筑规模、主要技术指标、主要工程量

1.2.1建筑规模

杨集上延工程于1996年开始修建，2001年汛前全部竣工，共13道坝，5个垛。工程上段5个垛呈直线布置，便于迎溜送溜，下段的1#—13#坝与杨集险工8#—14#坝在一条复合圆弧段上，治导线半径分别为2200m和1300m。该工程修做期间经历了“96.8”洪水，修做完成后经过历年的调水调沙及汛期洪水，致使河槽不断刷深，虽然险情不断，但在控导溜势中发挥了应有的作用。

1.2.2主要技术指标

①整治流量：Q=5000m3/s②工程长度：L=1148.6m③工程坝型与坝垛数目：丁坝13道，均为圆头丁坝；垛5个，均为简化抛物线垛④坝顶高程：51.39m~52.32m（黄海高程），丁坝坝顶宽度15m，联坝坝顶宽度10m，土坝基边坡1:2，块石裹护体边坡为1:1.5，裹护体厚度1m。⑤工程设计冲刷深：9m~12.5m1.2.3完成主要工程量杨集上延工程于1996年开始修建，2001年汛前全部竣工，共完成各类土方39.3万m3、石方4.26万m3、柳石搂厢4.38万m3、柳石枕2.56万m3、土工格栅1.96万m3、完成投资2233.48万元。

1.3工程整治效果、效益

由于杨集河段河势自1989年以来持续上提，并在杨集险工上首座一死弯，河边距黄河大堤距离不足100m，严重威胁大堤安全，并影响到下游韩胡同、伟庄两处河道整治工程河势上延，1996年3月，山东黄河河务局根据工程现状，编制了《山东黄河杨集险工上延工程初步设计》，并批准实施，1996年6月16日开始兴建杨集上延1#、2#坝，1996年7月25日两坝竣工。“96.8”洪水期间，刚刚修建好的1#坝靠小边溜，溜出河湾挑向左岸。洪水过后，主流顶冲杨集上延2#坝上跨角，水流经调整后，主流向左略有偏移，工程以下部分帖右岸行溜的局面有所改善，对防止杨集河势上提，顶冲大堤起到了一定的作用，杨集上延初见成效。但由于工程做的太少，控溜效果还不太明显，经黄委批准，1997年兴建了杨集上延3#、4#坝，1998年兴建了5#-7#坝，1999年兴建了8#坝，2000年兴建了9#、10#坝，2001年兴建了11#-13#坝及1#-5#垛，至此，杨集上延工程已按初步设计规模全部完成。杨集险工上延工程的修建，大大减轻了芦庄至杨集河段的不利河势给黄河大堤构成的严重威胁，减少了黄河在该河段决口的可能，并改变了韩胡同、伟庄两个河湾河势的继续上提，减少两处工程上延5~10道坝投资300~1000万元的费用，并新增滩地约200余亩，缓解了当地政府防汛工作压力，增加当地群众季节性劳动收入，促进了河道主管部门与当地政府的密切合作关系。杨集上延的成功修建具有重大的意义。

2工程实施

2.1杨集上延工程原计划自1996年至1998年分三年实施，在实际实施过程中，按照轻重缓急的原则，实际于2001年才相继完工。1#-7#坝由郓城县黄河河务局进行施工，于1998年完工，自1999年开始兴建的杨集上延8#坝实行招标投标制，直至整个杨集上延工程全部完工，共5道坝、5个垛均在“三项制度改革”的体制下完工。“三项制度改革”前的施工任务均由菏泽地区黄河河务局与郓城县黄河河务局签订施工合同，由郓城县黄河河务局组织施工，为了搞好施工建设任务，保质保量完成杨集上延工程施工合同内容，郓城县黄河河务局在施工现场成立了以分管局长为指挥长、各相关技术负责人为成员的工程指挥部，指挥部下设工程组、质检组、料物及后勤供应组等相关小组，以保证工程施工质量。现时菏泽地区河务局工程技术人员也进驻工地现场，监督工程施工进度、施工质量及工程投资。“三项制度改革”后，中标单位在施工现场成立了项目经理部，建立了项目法人负责总责，社会监理、政府监督的质量、进度、投资等保证体系。

2.2工程结构及工程施工方法

2.2.1工程结构

杨集上延工程共有13道坝5个垛均为乱石结构，13道坝均为圆头丁坝，5个垛均为简化抛物线垛，根据黄河下游过渡性河道整治过程中总结的“短坝小、小裆距、以坝护弯、以弯导溜”的经验，杨集上延工程1-8#坝丁坝坝长为70m，以达到平稳迎溜送溜和减轻防守负担，坝的间距L与坝的有效长度Lp由图可知（图略）：L=LpCOSα1+LpSINα1*CTG(β+α2-α1)α3=α2-α1式中：α1———坝的方位角α2———水流方向与坝垛迎水面夹角L———丁坝间距β———水流扩散角，据试验成果β=9.50由上式可知，当坝的方位角为300时，杨集上延工程坝间距为71.1m。垛的间距依据黄委会1985年《河道整治》中简化抛物线垛计算公式：L=(5.22+1.7CTGα)/(7.76-2.91CTGα)*S式中：L——垛的中心距（m）S———垛的围护长度（m），S=3.88Rα———垛的迎水面与水流方向夹角（度）R———垛头圆弧半径（m）杨集上延工程坝垛布置按照“上（段）密，下（段）疏、中（段）适当”的原则，结合黄河下游的整治经验，垛的中心距取70m。杨集上延工程9-13#坝坝长70m，坝裆距85m，坝轴线与连坝夹角均为300，联坝顶宽10m。总之，杨集上延工程1-5#垛为迎溜段，呈直线布置，工程长度309m；1-8#坝为导溜段，呈弯曲布置，工程长度为409m，在杨集险工8#坝前头和黄河下游1996-2000年设计治导线弯道圆心的延长线上，圆心半径为2200m；8-14#坝为送溜段，工程长度930m，在杨集险工8#坝前头和黄河下游1996—2000年设计治导线弯道圆心的延长线上，圆心半径为1300m。

2.2.2工程主要施工方法

2.2.2.1水中进占施工

水中进占是该工程的关键工序，该工程1#-8#坝采用传统的柳石搂厢进占施工，施工前认真分析河势情况，即：来溜方向，靠溜程度及河势变化原因，工程基础、土质状况及其抗溜能力，大河流量及其变化对河势的影响，未来河势发展及工程可能着溜范围、长度、水深等，以此来制订施工计划，施工计划立足防大汛、抢大险，施工的原则是边进占、边加固、边加高，严格按照设计施工。

2.2.2.2柳石搂厢

柳石搂厢采用搂厢船进占施工，具体施工方法治黄文献中已有介绍，本文不再赘述，针对施工中出现的问题及采取的措施介绍如下：

2.2.2.2.1进占埽体前爬：当河水水深大于5m时，在进占完成用土方闭气时，出现埽体前爬现象，有时偏离设计轴线多达3m，施工人员对其原因进行了分析：一是埽体迎水面淘刷严重，根基不稳；二是占体较高，土方闭气时产生的侧压力使埽体前爬，针对此种情况，采取了以下措施：（1）、埽体迎水面做成1:0.3-1:0.5的坡度；（2）进占埽体完成后，在迎水面及时捆抛柳石枕加固，铅丝笼固脚，及时解决了进占埽体前爬问题。

2.2.2.2.2进占埽体出水高度的确定：埽体出水高度考虑了两方面的因素：（1）埽体结构为层柳层石，当进占完成增加荷载后，埽体自身出现下蛰现象，高度一般为0.2-0.5m。（2）每天傍晚大河水位出现猛涨现象（当地人俗称“夜涨水”），有时1小时内水位涨落高达0.5-1.0m，造成埽体漫顶，影响了施工进度，因此进占埽体出水高度应高出正常施工水位1.5m。

2.2.2.2.3“家伙桩”的使用：常用的家伙桩一般有：羊角抓子、鸡爪抓子、单头人、三星、棋盘等，施工中对各种家伙桩的效果进行比较：（1）水深溜急时，棋盘因其绳缆的伸展性大，受力慢等特点，底坯搂厢时使用效果最好。（2）一般情况下，三星因其操作简便、受力快、且能连环使用，效果较好，为施工中常用。

2.2.2.3土工格栅施工

杨集上延工程9-13#坝采用土工格栅进行施工，土工格栅筑坝是一种新材料筑坝方式，2000年首先在杨集上延9-10#坝进行施工，达到预期目的，不仅加快了施工进度，还节约了建设投资，随后在2001年在11-13#坝进行了推广应用。土工格栅主要应用在水中进占，土工格栅单块宽度2.5m，长度40m，首先按照设计尺度进行裁拼，然后块与块之间在岸上用尼龙绳搭接，搭接宽度20~30cm。工作内容包括土工格栅铺设、土工土袋、占体石方等，土工格栅铺设从岸边开始，先浅水后深水依次进行，土工格栅长边与坝轴线平行，土工格栅铺设后，及时抛散乱石和铅丝笼进行固压，使土工格栅紧贴河床，土工格栅铺好后，及时进行进占工程。

2.3投资控制

杨集上延工程1-7#坝是在“三项制度”改革前完成的，计划投资1411.39万元，实际完成投资1411.39万元，均按计划任务全部完成，在施工过程中，郓城县河务局成立了现场指挥部，指挥部下设施工科、财务科、后勤供应科等相关科室，各科室人员由郓城县河务局相关主要负责人担任。杨集上延工程8-13#坝在是“三项制度”改革后完成的，其中8#坝仍按黄河上传统上柳石修做，而9-13#坝采用新技术、新材料、新工艺的土工格栅修筑完成，11-13#坝实际投资312.13万元，每坝平均投资104.04万元，而传统柳石修筑的1-8#坝每坝平均投资201.63万元，每坝节约投资97.58万元。

2.4质量控制

为做好杨集上延工程质量管理，保质保量完成合同项目内容，各参建单位制订相应的质量管理体系，严格贯彻全面、全过程的质量管理的思想，运用动态控制的原理，进行质量的事前控制、事中控制、事后控制。

为切实贯彻全面、全过程和全员参与的质量管理，首先，菏泽市黄河河务局成立了以局长为组长，有关科室主要负责人任成员的菏泽黄河防洪工程建设领导小组，并在郓城县局成立了由县局局长和县局技术骨干为成员的第四项目管理办公室，主要负责杨集上延工程施工的现场管理工作，明确了职责范围，分工具体，责任落实到人，各负其责，认真履行合同规定的义务、职责和权利，严格按基建程序办事，坚持一切用文字和数据说话。在工程施工过程中，每周进行一次联合检查和不定期检查，联合检查由项目办公室组织驻地监理工程师、施工单位项目经理和总工参加，对发现的质量问题及时纠正。监理单位按照“三控三管一协调”的原则，制订了监理规划和监理细则，按照事前制订的质量目标，实行了全天候、全过程进行现场监理，主要采取了旁站、巡视和平行检测的方式，对那些技术要求高、施工难度大、对工程质量影响大或是发生质量问题时危害大的对象进行重点控制。在工程建设过程中，黄委会、山东黄河河务局分别组成了督察组和飞检组，多次对工程施工质量进行巡回检查，对工程建设中存在的问题及时进行纠正和指导，确保了工程质量。

施工单位在现场成立了项目经理部，在工程施工前，项目经理部按照工程实际情况，组织工程技术人员编制了《杨集上延工程质量保证体系》，经施工单位技术负责人审核，报总监理工程师审批后，在工程中实施。在施工过程中，施工单位严格按照合同约定的建设内容和质量标准，以及设计文件和工程建设强制性标准进行施工，单元工程的检查验收，实行了“三检”制，按照班组初检、作业队复检、项目经理部终检的原则进行自检，在自检合格的基础上，由监理工程师进行终检验收。

总之，杨集上延工程施工质量管理活动，在建设单位负总责、政府监督、社会监理和施工单位保证的原则下，严格按照建设程序进行施工，顺利通过了上级主管部门的验收。

2.5进度控制

杨集上延工程按照设计目标分三年施工，即从1996年开工，至1998年完工，历时3年，实际施工过程分为六年完成。1-2#坝为1996年6月16日开工，1996年7月25日竣工，主体工程于汛前全部完成，发挥了应有的作用。杨集上延1~2#坝均为水中进占施工完成的，由于该坝的完成，将水流挑向左岸，为后续工程施工创造良好的条件。分期实施的每期工程均为应急度汛工程，所以必须在汛前将工程的主体工程完成。施工单位也紧紧抓住了汛前水小，利于进占施工这一优势，倒排工期，昼夜加紧施工。杨集上延工程施工的关键是进占施工，进占进度的快慢直接影响到整个工程的施工进度，进占作业主要材料有柳料，柳料不仅用量大，而且占用料场面积大，进占需一气哈成，为此，项目部对施工现场进行了周密布置，备料需满足进占的需求量，不至于出现柳料短缺造成垮坝险情，致使前功尽弃。

3杨集上延工程完成后所达到的效果

杨集上延工程于2001年6月30日按照设计目标全部完成，历时6年，工程完成后，大大改善了杨集河段的河势。根据1996年菏泽地局河势查勘报告，1996年汛前杨集险工由于受小水流路影响，其前滩地河湾继续发展，水边距堤防不足百米，河势仍在上提，在高村大河流量在340~395m3/s时，杨集险工2~7#坝靠河，3-6#坝靠大溜，1996年大汛期间，由于修建了杨集上延1-2#坝，两道坝全部靠主溜，掩护了杨集险工上首的河湾，并将溜送至5-7#坝，杨集上延工程初见成效。1997年汛前杨集上延工程3-4#坝完成，根据1997年10月份菏泽地汛后河势查勘报告，在高村水文站大河流量90-160m3/s时，已修建的杨集上延4道坝全部靠河并着大溜顶冲，杨集险工7坝受大溜项冲，5-8#坝靠河，杨集段河势较1996年汛后略有改善。1998年随着杨集上延5-7#坝的完成，杨集上延工程在1998年汛后高村大河流量在100-480m3/s，杨集上延工程1-6#坝靠溜，杨集险工7-8#坝靠大溜，河势较去年略有下滑，杨集段河势逐年向设计目标靠拢。2000年7月，杨集上延工程8-10#坝完成，根据菏泽地局2000年汛后河势查勘情况，在高村大河流量在460-523m3/s时，杨集上延工程已修建的1-10#坝全部靠水，2-8#坝靠溜，3-6#坝靠主溜，导溜至杨集险工8-13#坝靠溜，较好的发挥了控导溜势的作用。2001年6月，随着杨集上延工程1-5#垛、11-13#垛完成，标志着杨集上延工程已按设计目标全部完成，根据菏泽市局2001年汛前河势查勘情况，在高村大河流量在360~385m3/s时，杨集上延工程1-10坝全部靠溜，大溜在6-8#坝，溜出杨集上延工程至杨集险工8-14#坝，控导溜势的作用已十分明显，杨集段河势基本下滑至8-14#坝的平顺弯道，已基本达到工程设计预期目的，并且杨集河段下游的韩胡同工程的河势已呈下滑趋势，河势向归顺的方向发展。杨集上延工程的修筑，彻底改变了杨集至伟庄河段的河势状况。

根据郓城河务局河势观测资料显示，2011年6月黄河第13次调沙调沙开始后，6月20日高村水文站大河流量在377m3/s时，杨集上延工程靠水坝岸为-2垛至13#坝、靠溜坝岸为1坝至13坝、7至8号坝靠主溜，6月30日高村水文站大河流量在3530m3/s时，杨集上延工程靠水坝岸为-4垛至13坝、靠溜坝岸为-4垛至13坝、-1垛至1号坝靠主溜，7月20日高村水文站大河流量在393m3/s时，杨集上延工程靠水坝岸为-4垛至13坝、靠溜坝岸为8至13坝、10至12号坝靠主溜，10月9日高村水文站大河流量在1510m3/s时，杨集上延工程靠水坝岸为-4垛至13坝、靠溜坝岸为-4垛至13坝、9至11坝靠主溜。通过以上资料可以看出，当大河流量在400m3/s左右时，杨集上延河段河势主溜在7-8坝之间，当大河流量在3500m3/s左右时，杨集上延河段河势主溜在-1垛-1坝之间，该段河势有上提现象，在正常流量1500m3/s左右时，杨集上延河段河势主溜在9-11坝之间，主溜送至杨集险工8-10坝，达到了设计要求。

杨集上延工程修建的当年，就遭遇“96.8”洪水的考验，当年由于水位表现较高，滩区漫滩，刚建成的1#、2#坝成为孤岛，经全力抢护保证了坝体的安全。杨集上延工程修建完成后，运行初期，根基薄弱，2002年以后在调水调沙作用下，河床下切，每年出险。据统计，自工程运行以来，截至2010年9月底共出险204次，其中较大险情多发生在7#~10#坝。由于组织有序，险情才得到及时控制，确保了工程安全。杨集上延工程自修建以来，一直受大溜顶冲，主溜常年在2#~8#坝摆动，工程发挥了较好的护滩、控溜作用，杨集及其下游的韩胡同、伟庄河势逐渐得到调整，目前已将杨集险工主溜送至原规划的8#~14#坝弯道内，工程效益显著。

4工程实施的经验与教训

杨集上延工程的施工，见证了过去集“修、防、建、管”于一体的旧体制，向市场经济体制转变的过程，实行“项目法人负总责、政府监督、社会监理和施工单位保证”的建设管理的模式，“三项制度”改革对工程建设起到了积极的推动作用，使参建各方的责、权、利更加明确，保证了工程项目建设堆满有序进行，提高了建设管理水平，节省了工程建设投资，强化参建各方的质量意识，确保了工程质量。因此“三项制度”改革是确保工程质量和工程顺利进行的关键，也给我们在今后的工程建设施工，总结了十分丰富的施工经验。由于杨集上延工程大多在汛前完成的，在小水流路作用下施工有利于工程顺利实施，但工程完成后，坝基严重薄弱根不足，加之近几年来调水调沙作用下，河道下切，造成杨集上延工程完工后、以来，截止2010年9月底共出险204次，其中较大险情118次，总计动用抢险土方3.48万m3，石方6.50万m3，共计投资1067.21万元。杨集上延工程施工共计用石料6.97万m3，与抢险石基本相当，工程经过多年的险情抢护及根石加固，坝基已基本稳定，2011年汛期该工程未出现险情，目前工程运行稳定。