一、概述

2020年7月，受降雨和上游來(lái)水影響，安徽省淮河干流淮南以上發(fā)生超保證洪水。為有效降低正陽(yáng)關(guān)附近水位，減輕淮河干流防洪壓力，7月20日省防指下令姜唐湖進(jìn)洪。26日上午9 時(shí)，姜唐湖內(nèi)水位達(dá)26.24m，蓄洪庫(kù)容7.7 億m3。

2020年7月26日9時(shí)57分，潁上縣半崗鎮(zhèn)巡堤查險(xiǎn)人員在戴家湖涵閘巡查時(shí)，聽到閘門一聲悶響，隨后發(fā)現(xiàn)洪水從姜塘湖行洪區(qū)通過(guò)戴家湖涵西側(cè)閘門瞬間涌入堤后垂崗圩。在堤后約40m 處形成向上翻滾的水流區(qū)，直徑約10m。戴家湖側(cè)水位18.5m，閘門破損處水深約12m，內(nèi)外水頭差接近8m，閘門破損涵洞反向進(jìn)水流量約40m3/s。堤內(nèi)地面高程約21.22m，洪水威脅入垂崗圩內(nèi)半崗、垂崗兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)7 個(gè)行政村8476 人和1.9 萬(wàn)畝耕地安全。同時(shí)，垂崗圩北側(cè)沿崗堤多年沒(méi)有擋水，一旦大量洪水進(jìn)入，沿崗圩堤出險(xiǎn)甚至潰決的風(fēng)險(xiǎn)很高，將有可能影響到潁上縣城和潁右圈堤安全。

戴家湖涵位于姜唐湖行洪區(qū)北堤上，為潁上縣戴家湖向姜唐湖行蓄洪區(qū)老淮河故道排澇的排澇涵。戴家湖涵涵洞長(zhǎng)55.2m，底高程14.65m，共2 孔，孔口尺寸為2m×2.2m，防洪閘門設(shè)在姜唐湖行蓄洪區(qū)側(cè)，為鑄鐵閘門，螺桿式啟閉機(jī)。

二、搶險(xiǎn)經(jīng)過(guò)

險(xiǎn)情發(fā)生后，省、應(yīng)急部、市、縣及淮委的領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)專家會(huì)商后，確定內(nèi)堤外聯(lián)動(dòng)、多重方案并行的方針，同步實(shí)施人員撤退、堤防加固防守、險(xiǎn)情處置的方案。

1.轉(zhuǎn)移妥善安置受洪水威脅的群眾

市縣鎮(zhèn)村四級(jí)聯(lián)動(dòng)，緊急組織洼地人員安全轉(zhuǎn)移。抽調(diào)近900 名警力，配合鎮(zhèn)村干部開展拉網(wǎng)式排查，確保不落一戶、不少一人。同時(shí)，出動(dòng)宣傳車，向群眾宣傳轉(zhuǎn)移安置地點(diǎn)，歷時(shí)3h，戴家湖流域內(nèi)8476 名群眾全部安全轉(zhuǎn)移。

2.及時(shí)加固沿崗堤圈加強(qiáng)防守

連夜對(duì)沿崗堤、垂崗保莊圩封閉堤堤頂欠高及穿堤涵洞等薄弱部位進(jìn)行加固、邱家湖站干渠搶修子堤，安全封堵過(guò)堤涵洞，確保二道防線全線達(dá)標(biāo)。

3.堤內(nèi)堤外聯(lián)動(dòng)，三管齊下徹底解除險(xiǎn)情

（1）搶險(xiǎn)方案

在姜塘湖行洪區(qū)側(cè)涵閘前拋投堵漏，先用鋼筋籠裝塊石拋投，然后用編織袋裝石子集中放入鋼絲網(wǎng)中拋投，再用編織袋裝粘土拋投閉氣，封堵涵閘進(jìn)水口；在垂崗圩側(cè)堤后構(gòu)筑“養(yǎng)水盆”，利用行洪堤、西側(cè)老堤和北側(cè)東側(cè)新筑圍堤，形成“養(yǎng)水盆”，減少行洪堤內(nèi)外水頭差；在姜塘湖行洪區(qū)側(cè)涵閘前填筑“月牙堤”，包裹住漏水涵閘，防止閘門滲漏，保證涵閘和行洪堤安全。

（2）方案實(shí)施

涵閘前拋投堵漏，7月26日14 時(shí)40 分開始，利用一鋼渡船和一臺(tái)挖掘機(jī)進(jìn)行閘前拋投塊石鋼筋籠、石子鋼絲網(wǎng)，后又投放了鋼管格柵、棉被、粘土袋等。至7月30日8 時(shí)，拋投的粘土袋露出水面，涵閘前拋投堵漏基本結(jié)束。涵閘堵漏共拋投石料近3000t、鋼絲網(wǎng)約500 套、鋼筋籠92 個(gè)；在堤后構(gòu)筑“養(yǎng)水盆”，7月26日19 時(shí)進(jìn)行“養(yǎng)水盆”現(xiàn)場(chǎng)地形查勘，決定利用行洪堤、西側(cè)老堤，在北側(cè)和東側(cè)選擇相對(duì)高地筑新圍堤，形成“養(yǎng)水盆”；7月26日22 時(shí)開始施工， 7月30日19 時(shí)完成?！梆B(yǎng)水盆”頂口面積約2 萬(wàn)m2，周長(zhǎng)643m。新筑堤土方4.9 萬(wàn)m3，堤頂高程27.3m，頂寬8.0m，邊坡1 ∶3；在涵閘前填筑“月牙堤”，7月29日晨全面展開，用自卸汽車運(yùn)送粘土沿行洪堤從涵閘兩側(cè)向閘前填筑推進(jìn)，用推土機(jī)和挖掘機(jī)平土整形。在填筑到防洪閘前端之前，利用舟橋部隊(duì)浮船從水上先拋投約100m3袋裝石子固腳，然后填筑“月牙堤”。至7月31日14 時(shí)40 分“月牙堤”合龍。在月牙堤與行洪堤圍成的區(qū)域內(nèi)填充粘土形成平臺(tái)。8月1日晨平臺(tái)填筑完成。

（3）搶險(xiǎn)效果

涵閘前拋投堵漏過(guò)程中，涵洞漏水量從封堵前的約40m3/s 逐步減少，至7月30日15 時(shí)，已無(wú)明顯滲漏流量，涵洞漏水得到有效控制。至8月1日上午，搶險(xiǎn)方案3 項(xiàng)應(yīng)急處置措施全部實(shí)施到位，險(xiǎn)情解除。

“月牙堤”填筑過(guò)程中，將月牙堤堤內(nèi)全部填充粘土，實(shí)際形成一個(gè)粘土“半島”，包裹住整個(gè)涵閘，增加涵閘保險(xiǎn)系數(shù)。

搶險(xiǎn)累計(jì)投入人員2125 人（其中解放軍1850人），挖掘機(jī)95 臺(tái)，推土機(jī)58 臺(tái)，自卸車96 臺(tái)，整個(gè)搶險(xiǎn)過(guò)程沒(méi)有發(fā)生安全事故和人員傷亡。

戴家湖涵閘4 天堵漏成功，6 天徹底消除險(xiǎn)情，入選2020年全國(guó)十大應(yīng)急救援典型案例。

三、險(xiǎn)情成因分析

汛后對(duì)戴家湖涵洞進(jìn)行了清理，委托安徽省(水利部淮河委員會(huì)）水利科學(xué)研究所對(duì)戴家湖涵進(jìn)行了安全檢測(cè)和安全評(píng)價(jià)。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)涵洞主體結(jié)構(gòu)完好，質(zhì)量合格。上游護(hù)底完好，下游消力池和護(hù)坡護(hù)底完好，上游右側(cè)護(hù)坡因出險(xiǎn)水流漩渦掏蝕，尾部2.7m 塌陷沖毀。左孔閘門完好，右孔閘門破損，破損閘門殘留閘門門體腐蝕嚴(yán)重，門槽有明顯變形且腐蝕嚴(yán)重，原尺寸為2.1m×2.3m，鑄鐵門面積為4.83m2，閘門頂部殘留面積1.24m2，斷裂沖走閘門面積3.59m2，占74.3%。戴家湖涵險(xiǎn)情的實(shí)質(zhì)為閘門破損。

戴家湖涵閘鑄鐵閘門門板材料為HT200，面板實(shí)測(cè)厚度最薄位置和最厚位置分別為29.5mm、34.0mm，鑄件本體預(yù)期抗拉強(qiáng)度要求為不低于155 MPa，戴家湖涵閘鑄鐵閘門門板材料檢測(cè)結(jié)果為136 MPa；鑄件布氏硬度要求為150-230 HBW，戴家湖涵閘鑄鐵閘門門板材料檢測(cè)結(jié)果為127 HBW，戴家湖涵閘鑄鐵閘門門板材料檢測(cè)結(jié)果為不合格。鑄鐵閘門材料檢測(cè)報(bào)告材料力學(xué)性能檢測(cè)數(shù)據(jù)見表1。

表1 鑄鐵閘門材料檢測(cè)報(bào)告材料力學(xué)性能檢測(cè)數(shù)據(jù)表

根據(jù)水利部水工金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試中心《戴家湖鑄鐵閘門復(fù)核計(jì)算分析報(bào)告》，戴家湖正常工作狀態(tài)工況：總水壓力+閘門結(jié)構(gòu)自重，閘門水頭為12m，水壓力寬度為面板寬度。復(fù)核結(jié)果如下：

（1）閘門整體結(jié)構(gòu)等效應(yīng)力絕大部分區(qū)域在57.39MPa 以下，最大等效應(yīng)力值為73.77MPa，發(fā)生在下主橫梁與外邊梁連接處，其值小于HT200 許用屈服強(qiáng)度180MPa，閘門整體結(jié)構(gòu)的屈服強(qiáng)度滿足使用條件。

（2）閘門整體結(jié)構(gòu)垂直水流向（X 方向）正應(yīng)力絕大部分區(qū)域在-56.70～29.21MPa 之間，閘門整體結(jié)構(gòu)水流反向（Y 方向）正應(yīng)力絕大部分區(qū)域在-33.93～38.21MPa 之間，閘門整體結(jié)構(gòu)豎直向（Z方向）正應(yīng)力絕大部分區(qū)域在-59.36～34.56MPa 之間；三個(gè)方向最大壓應(yīng)力是垂直水流向（X 方向）應(yīng)力為-81.24MPa，出現(xiàn)在下主橫梁與外邊梁連接處，其值小于閘門整體的抗壓容許應(yīng)力135MPa，三個(gè)方向最大拉應(yīng)力是水流反向（Y 方向）應(yīng)力為50.23MPa，出現(xiàn)在閘門頂部靠中間處，其值大于閘門整體的抗拉容許應(yīng)力40.5MPa，因此閘門在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)避免發(fā)生危險(xiǎn)。

（3）閘門整體結(jié)構(gòu)三個(gè)水流平面（XY 平面）剪應(yīng)力絕大部分區(qū)域在-8.89～11.64MPa 之間，閘門整體結(jié)構(gòu)順?biāo)髌矫妫╕Z 平面）剪應(yīng)力絕大部分區(qū)域在-8.63～7.79MPa 之間，閘門整體結(jié)構(gòu)橫水流平面（XZ 平面）剪應(yīng)力絕大部分區(qū)域在-18.85～13.38MPa之間；最大剪應(yīng)力是橫水流平面剪應(yīng)力（XZ 平面）為-23.46MPa，出現(xiàn)在下主橫梁與外邊梁連接處，其值略小于構(gòu)件的抗剪容許應(yīng)力31.5MPa，因此閘門整體結(jié)構(gòu)抗剪強(qiáng)度滿足規(guī)范使用要求。

造成事故的原因：一是閘門材質(zhì)不符合要求，二是汛前沒(méi)有對(duì)水下結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查。戴家湖涵為2006年拆除重建工程，考慮鑄鐵閘門成本相對(duì)較低，抗銹蝕，止水效果好，安裝、維護(hù)、保養(yǎng)方便，選用了鑄鐵閘門。但鑄鐵閘門抗拉強(qiáng)度低，脆性大，在鑄造過(guò)程中不可避免有氣泡缺陷。一旦破壞，為整體破壞，危害性極大。在閘門出廠驗(yàn)收時(shí)，規(guī)范不要求檢測(cè)原材料，只能依靠閘門生產(chǎn)廠的檢測(cè)報(bào)告，存在風(fēng)險(xiǎn)隱患。鑄鐵閘門是整體結(jié)構(gòu)，止水效果好，但閘門和門槽常年在水面以下，一般需要打圍堤排水才能進(jìn)行檢查，汛前檢查受資金限制，是檢查的薄弱環(huán)節(jié)。

四、建議

（1）防洪閘門慎用鑄鐵閘門。鑄鐵閘門成本相對(duì)較低，安裝、維護(hù)、保養(yǎng)方便，但抗拉強(qiáng)度低，脆性大，且可能受鑄造工藝等因素影響產(chǎn)生鑄造缺陷，作為防洪閘門特別是深水閘門應(yīng)慎用。

（2）加強(qiáng)水下結(jié)構(gòu)的汛前檢查力度。對(duì)常年在水下的水工建筑物，一般需要打圍堤排水才能全面檢查，是汛前檢查的薄弱環(huán)節(jié)。利用水下成像、水下機(jī)器人等新技術(shù)進(jìn)行水下檢測(cè)，確保汛前檢查真正落到實(shí)處■