船舶水下抛石技术在团洲垸溃堤抢险中的应用

摘要：本文针对2024年7月5日湖南华容县团洲垸溃堤抢险中，利用大型船舶水下抛石技术进行快速封堵抢险的应用进行了深入分析探讨。通过分析团洲垸溃堤的成因和特点，探讨了船舶水下抛石技术的原理及其在团洲垸溃堤抢险中的优势。文章详细阐述了船舶水下抛石技术的实施过程，包括前期准备、抛石实施过程和质量控制措施。通过对团洲垸溃堤抢险案例的分析，评估了船舶水下抛石技术的应用效果，并提出了洞庭湖区域溃堤抢险的建议。研究结果表明，利用船舶水下抛石技术在溃堤抢险中具有显著优势，可为类似防汛抢险工程提供重要参考。

关键词 团洲垸；溃堤抢险；船舶水下抛石；决口封堵；应急处理

引言

近年来，随着极端天气事件的频发，堤防工程安全度汛面临着严峻的挑战。堤防一旦溃决，将对下游人民群众的生命财产安全造成极大损失。加快决口封堵，减少灾害损失应作为抢险救灾的首要任务。根据团洲垸现场实际情况，为加快封堵速度，保障决口安全，团洲垸溃堤抢险采用大型船舶水下抛石技术，具有封堵速度快、实施效果好、成本低等优势。本文将从团洲垸溃堤情况分析、船舶水下抛石技术原理及优势、实施过程以及应用效果等方面进行深入探讨，以期为堤防抢险工程提供理论支持和实践指导。

1团洲垸溃堤情况分析

钱粮湖垸是洞庭湖24个蓄洪垸之一，位于华容县东南部，全垸围堤总长146.39千米，保护面积454.06平方千米。2024年7月5日17时48分，湖南省华容县团洲垸一线堤防19+480处，因管涌导致溃决，至7月6日9时，决口宽度达到最大的226米、平均水深超10米，属特大型决口。团洲垸一线堤防溃决后，钱团间堤面临高水位的考验，导致险情不断，如果间堤溃决，将导致整个钱粮湖垸被淹没，损失特别巨大，影响也特别巨大。因此，经政府部门和水利专家研究，决定立即对团洲垸决口进行封堵。

团洲垸溃堤原因主要包括：持续强降雨导致水位急剧上涨；堤基土质疏松，抗渗能力不足；堤身存在隐患未及时发现和处理。溃堤特点表现为突发性强、破坏力大、抢险难度高，加之现场陆地狭窄，无法进行大规模机械作业。面对如此严峻的形势，传统的抢险方法难以快速有效地控制险情，因此需要采用大型船舶运输块石来进行水下抛石技术来进行应急处理。

2船舶水下抛石技术原理及优势

船舶水下抛石技术是一种通过船舶向水下特定位置投放石块，以达到加固、防护或堵塞目的的技术。其工作原理是利用船舶的装载和运输能力，将大量石块快速运送到抛投作业准备位置，利用挖机上船的方式，并通过挖掘机将石块投放到水下目标区域。在抛投作业过程中，反复利用水上遥控船对水下地形进行测量，以达到抛投精准。利用石块的重量和堆积效应，快速形成稳定的结构体，从而阻止水流冲刷、填补溃口或加固堤基。

在团洲垸堤防抢险中，船舶水下抛石技术具有显著优势：首先，它能够快速响应，可实现在短时间内投放大量石块，有效控制险情；其次，该技术适应性强，可在复杂的水下环境中实施；再次，抛石形成的结构体稳定性好，能够长期发挥作用；最后，与其他抢险方法相比，船舶水下抛石技术成本相对较低，易于大规模实施。这些优势使得船舶水下抛石技术成为堤防抢险中的重要手段。

3块石抛投效果的影响因素

4团洲垸溃堤抢险中船舶水下抛石技术的实施方案

在团洲垸溃堤抢险中，船舶水下抛石技术的实施主要包括前期准备、抛石作业流程和质量控制三个环节。前期准备阶段，首先利用无人船对溃堤现场进行详细勘察，确定抛石区域和抛投总量。同时，组织专业施工队伍，准备充足的石料和必要的设备，如定位系统、抛石船、挖掘机等。

2024年7月6日，我公司接到抢险救灾任务后，立即赶往块石料场湖北石首，在现场查看块石储备量和质量后，紧急调拨运输船27艘，定位船2艘，挖掘机2台。块石从长江石首五马口码头登船，利用挖机装船方式转运到运输船，沿长江顺流而下，在岳阳三江口进入洞庭湖水域，然后经过洞庭湖水域到达华容团洲垸，船运运距约155km。

船舶到达堵口附近后，利用定位船将其依次停靠在指定地点待命。待抛投指令下达后，船舶再行驶到指定位置，使用挖机上船的方式进行抛投。根据堵口的宽度，封堵初期      挖掘机上船抛投安排三艘运输船并排同时实施抛投作业，随着堵口逐渐缩小，船舶数量依次减小。一船装载约1000t块石，约2个小时抛完。若按3船24小时不间断实施，一天可抛投块石36000t，比常规陆地运输车封堵效率高。

抛石作业过程中，充分利用无人船GPS定位系统精确确定抛石位置；根据水流情况和溃口形状，制定合理的抛投顺序和方式；团洲垸溃堤抢险采用以块石为主，碎石细沙填缝的抛投的方法，保障确保石块均匀分布和良好嵌合，为后续闭气压实基础。在整个过程中，块石质量选择至关重要。通过块石原材料的筛选，确保石料质量符合要求；同时，使用声呐等设备监测抛石层的厚度和均匀性；定期进行水下摄像检查，评估抛石效果，确保抢险工程的质量和可靠性。

5船舶水下抛石技术在团洲垸溃堤抢险中的应用效果

在团洲垸溃堤抢险中，船舶水下抛石作业加快了决口封堵速度，在抢险中发挥了关键作用。从7月7日早上，抢险指挥部下达船舶抛石指令后，我公司经过2天大规模、高效率的抛石作业，累计完成块石抛投28400t，成功封堵了溃口，阻止了水流的进一步冲刷，为后续的滞洪区积水外排、第二道防线加固和堤防修复赢得了宝贵时间，减少了垸内淹没损失。抢险效果评估显示，抛石区域形成了稳定的结构体，有效抵御了水流的冲击，封堵速度快、效果好。

然而，在实施过程中也暴露出一些问题，如洞庭湖区域质量较好的大块石较少，造成块石运输距离较远、运输时间较长，加之洞庭湖汛期湖面浪大，夜间船舶航行安全隐患较多，很难在短时间内抵达决口位置。建议汛期到来之前，在洞庭湖重要码头储备一些块石和运输船只等防汛物资，一旦发生管涌及溃堤等险情时，可以第一时间调拨运输船舶和块石赶赴险情发生地，利用船舶水上大量抛石的方式，迅速将险情控制住，以防止险情扩大，最大限度减少洪涝灾害带来的损失。

6结论

本研究通过对团洲垸溃堤抢险中船舶水下抛石技术应用的深入分析，得出以下结论：船舶水下抛石技术是一种高效、可靠的溃堤抢险方法，在团洲垸溃堤抢险中发挥了重要作用。该技术能够快速控制险情，为后续修复工作创造条件。然而，在实际应用中仍需不断优化和改进，以提高抢险效率和质量。

未来的研究应着重于抛石技术的智能化、精准化发展，探索新型材料和工艺的应用，同时加强堤防监测预警系统的建设，实现从被动抢险向主动预防的转变。只有不断创新和完善，才能更好地应对日益复杂的洪涝灾害挑战，保障人民生命财产安全。

参考文献：

[1] 张明远， 李红梅. 水下抛石技术在堤防抢险中的应用研究[J]. 水利工程学报， 2019， 40（5）： 78-85.

[2] 王立群， 陈学文. 团洲垸溃堤原因分析及抢险对策[J]. 中国水利， 2020， 15（8）： 45-52.

[3] 刘建国， 赵晓峰. 水下抛石技术发展现状与展望[J]. 水利科技与经济， 2021， 27（3）： 112-118.

[4] 孙文涛， 周明珠. 堤防抢险新技术应用案例分析[M]. 北京： 水利水电出版社， 2018.

[5] 吴长江， 郑海燕. 水下抛石质量控制方法研究[J]. 工程质量， 2020， 38（4）： 67-73.

[6] 张利荣，项正军. 堤防决口封堵时机研究——以2024年洞庭湖团洲垸堤防决口为例[J]. 中国应急管理， 2024， 9.

[7] 杨涛，沈玉芳，师鹏飞，肖家清. 湖南洞庭湖团洲垸堤防决口复盘推演与分析. 中国应急管理，2024， 9.