中国安能创新决口封堵技术 成功攻克226米超宽决口
中国安能创新决口封堵技术 成功攻克226米超宽决口
近日，《中国应急管理》杂志2025年第1期刊发《堤防大型决口快速封堵关键技术及团洲垸抢险应用的创新与实践》。在2024年洞庭湖决口封堵战中，中国安能集团以科技赋能的“硬核战力”，创新提出“机械化双向立堵+船舶水上抛投”的水陆并进封堵战法，攻克226米超宽决口。这项凝结实战经验的《堤防大型决口快速封堵关键技术及团洲垸抢险应用》研究成果，此前顺利通过中国水力发电工程学会鉴定委员会鉴定，是防灾减灾领域的重大技术突破。
决口情况及封堵挑战
2024年6月16日至7月2日，湖南遭遇强降雨，洞庭湖水位迅速上涨，城陵矶站水位从26.48米升至31.82米，湖面面积从1100平方公里增至2570平方公里。7月3日，东、南洞庭水位全线超警戒。7月5日，团洲垸堤防发生塌陷，堤面沉陷约1.5米，堤身内坡大量出水，流量约2立方米/秒。紧急处置失败后，堤防溃决，口门宽度迅速扩大至150米以上。决口的形成不仅对周边地区造成了巨大的威胁，也对封堵工作提出了极高的要求。
封堵特大决口面临着诸多挑战。第一，决口宽度大、水位深，封堵工程量巨大，施工组织复杂；第二，水力学参数动态变化，堤头坍塌风险高，物料抛投均匀性难以控制；第三，物料运输距离远，陆上和水上运输条件复杂，物料供应难度大；第四，时间紧迫，应急保障难度高，现场指挥协调复杂；第五，高温天气严峻考验着救援人员的体力和设备的性能。
高效封堵的关键技术
中国安能在团洲垸堤防决口封堵中，根据实际大胆创新，在确定“石碴戗堤沿原堤线立即封堵”方案后，又创新采用“机械化双向立堵+船舶水上抛投”水陆并进封堵战法、多料混合抛投工艺、水上抛投技术、水陆空立体侦测技术、双侧坡面复合防渗防浪体系设计等系列关键技术并应用于实践中，为安全、科学、高效完成决口封堵任务打下了坚实的技术基础。
水陆并进封堵战法
基于决口两岸及水域、周边水陆交通、运输设备配备等条件，中国安能首次采用水上抛投、水陆并进的方式进行封堵，水上由1000吨平板船运输块石料，反铲上船进行定点抛投，并辅助采用6000吨的仓式砂船运输砂砾料，直接用船上皮带机卸料抛投；陆上由35吨、50吨等自卸车从左右两岸沿裹头向决口深处抛填，充分利用水面和陆地空间，实现多个工作面作业，形成合力，创新形成“机械化双向立堵+船舶水上抛投”的水陆并进封堵战法，达到平堵和立堵结合的效果，是一种高效、快速的封堵措施，更是特大决口封堵战法的一次创新和实践。
船舶集群抛投技术
抛投位置控制主要采取定位技术，利用GPS等定位设备实现船舶的精准定位。当湖内水位高于湖外水位时，抛投点对比原堤轴线向湖内侧偏移1.5米至3米；反之，抛投点对比原堤轴线向湖外侧偏移1.5米至3米，以此控制物料抛投入水后受水流冲击导致位移与抛投位置的抵消，确保抛投物料沉底在轴线位置，提高抛投效果。船舶动态布置主要是根据口门宽度、抛填效果等因素，进行动态调整。前期口门较宽时，安排4艘船舶“一”字排开抛投物料，靠近左右岸2艘船舶抛投点后尽可能靠近陆上抛填点，以加大同一点的抛填强度，减少物料流失，加快进占速度。随着口门宽度缩窄，布置1艘至3艘船舶抛投，直至龙口宽度剩余30米以下。
多料掺混抛填技术
为加快戗堤进占速度，现场研究决定采用砂砾石料与石碴料混合抛投技术，实际操作是把砂砾石料卸料点布置在戗堤堤头端部水域，并在另一侧布置船抛块石，形成两侧岸抛船抛块石与皮带机在中间抛砂砾石料的连续掺混，解决了抛投不均匀性问题，在大幅加快抛投速度的同时，避免了砂砾石料局部集中。
水陆空立体侦测技术
针对水流湍急、水下地形不明、夜间、大风等复杂环境，水上采用多波束无人船测量船、测绘艇、水下机器人，陆地采用三维激光扫描仪、全站仪、实时动态差分定位（RTK）、手持式测速仪，空天采用卫星定位、机载激光雷达、正射影像及视频监控系统等，形成水陆空立体侦测监控体系，实现了各参数实时数字化更新。特别是利用多波束无人船测量船、测绘艇等侦测设备，全程测量水下地形动态变化数据，形成三维水下地形图，通过立体侦测数据融合处理，形成数字高程模型（DEM）。数字高程模型提供了及时精准的水下地形数据，保障了制定细化封堵方案、评估物料水上抛填效果、引导物料精准投放等抢险需求，大幅度提高了抢险效果。
戗堤复合防渗闭气技术
戗堤合龙并加高加固后，由于洞庭湖水位涨落动态变化和垸内抽排水，内外水位差由负差到正差。为适应这一复杂变化，中国安能创新采用了戗堤两侧坡面复合防渗防浪体系设计。湖区侧由于风浪和行船影响，浪高达0.5米至0.6米；垸内侧也有风浪影响，导致防渗黏土表面局部脱坡。过程中中国安能采用了铺填砂砾石、船体阻挡和挂枕等消浪措施，但总体效果不是很理想。最终中国安能创新采用在防渗黏土表面铺设由水泥、编织布和涤纶布等材料加工而成的水泥毯，既具有固化边坡防冲功能，又有良好的抗渗性能，起到了防浪和防渗的双重效果。
中国安能洞庭湖决口封堵作业现场。（申屠建华 摄）
高效封堵的实施过程和成果
中国安能从7月6日2时开始抢筑裹头保护，当日15时开始堤头进占，至7月8日22时33分，实现戗堤封堵合龙，比上级要求的7月9日12时合龙时间提前约13.5小时；之后立即开展加高加固和防渗闭气作业，至7月13日全面完成防渗闭气。抢险累计完成石料抛投8.3万立方米、反滤料4.2万立方米、粘土料4.9万立方米，铺设复合土工膜1.5万平方米、水泥毯0.6万平方米，充分彰显了工程救援国家队、专业队的能力和担当。
本文原文来自《中国应急管理》杂志