澡港河?xùn)|支拓浚工程研究

胡鵬鑫，蔣 益，張 興

（常州市城市防洪工程管理處，江蘇 常州213000）

0 引言

新溝河延伸拓浚工程是改善太湖流域和太湖水環(huán)境綜合治理項(xiàng)目，是國(guó)家公益性的民心實(shí)事工程，為全流域服務(wù)的國(guó)家工程。根據(jù)新溝河延伸拓浚工程的需要和總體布局的安排，凡因工程對(duì)兩岸引、排帶來(lái)不同程度影響的地方，必須在本工程中作出相應(yīng)的處理和水系調(diào)整，以恢復(fù)和滿足引排需要，促進(jìn)新溝河兩岸地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。本文以運(yùn)河以北地區(qū)水系調(diào)整為例介紹水系調(diào)整方案。

1 工程概況

新溝河延伸拓浚工程北起長(zhǎng)江，沿新溝河拓浚至石堰后分成東、西兩支，東支接漕河、五牧河，西支接三山港，分別立交或平交穿京杭運(yùn)河后經(jīng)直湖港、武進(jìn)港與太湖相連。減少直武地區(qū)進(jìn)入太湖的污水量，尤其是削減入太湖西北部梅梁湖、竺山湖湖灣污染負(fù)荷。同時(shí)還可增強(qiáng)梅梁湖、竺山湖湖灣水體有序流動(dòng)和形成新的湖體循環(huán)；此外，應(yīng)對(duì)太湖水源地出現(xiàn)突發(fā)水污染事件，應(yīng)急調(diào)引長(zhǎng)江水向梅梁湖送水，保障飲用水源地安全的措施。由于工程的實(shí)施和運(yùn)行，對(duì)河道兩岸的經(jīng)常性引排產(chǎn)生一定的影響，需作出相應(yīng)的水系調(diào)整，以滿足兩岸的引排水需要。運(yùn)河以北地區(qū)水系調(diào)整主要內(nèi)容為澡港河?xùn)|支拓浚。

2 工程地質(zhì)

本工程對(duì)勘測(cè)深度范圍內(nèi)的巖土層按時(shí)代、成因及土性特征劃分為8個(gè)工程地質(zhì)層，①填土、②粉質(zhì)粘土、③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、③-1粉土、④粉質(zhì)粘土、⑤粘土、⑥粉質(zhì)粘土夾粉土、⑦粉土、⑧粉質(zhì)粘土。本工程主要座落在③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、⑤粘土層。其中③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土一般厚度0.9 m～17.9 m，平均層厚7.37 m，層底標(biāo)高平均為-5.17 m（吳淞）；雙橋靜探錐尖阻力qc平均為0.87 MPa，側(cè)壁摩阻力fs平均為13.8 kPa。壓縮模量Es1-2為2.0 MPa。⑤粘土一般厚度1.3 m～4.8 m，平均層厚3.13 m，層底標(biāo)高平均為0.27 m；雙橋靜探錐尖阻力qc平均為2.51 MPa，側(cè)壁摩阻力fs平均為109.3 kPa。壓縮模量Es1-2為9.6 MPa。

3 澡港河?xùn)|支拓浚工程

3.1 河道斷面設(shè)計(jì)

根據(jù)澡港河?xùn)|支現(xiàn)狀，按現(xiàn)狀河道中心線作為拓浚河道中心線。澡港河?xùn)|支拓浚河道總長(zhǎng)5.1 km，河道規(guī)模為：河道底寬20.0 m，底高程0.0 m（吳淞基面），在高程2.5 m處設(shè)置1.7 m寬青坎；坎下河坡為1∶4；新建河道護(hù)岸，護(hù)岸上限高程為6.0 m，下限為2.5 m，采用鋼筋混凝土懸臂式擋土墻結(jié)構(gòu)，護(hù)岸口寬45.0 m。墻后筑填堤防，內(nèi)坡以1∶2接至現(xiàn)狀地面，外坡1∶2接新建駁岸壓頂，見圖1。

圖1 河道標(biāo)準(zhǔn)斷面圖（尺寸單位：cm）

3.2 堤防設(shè)計(jì)

（1）堤頂高程的確定

堤頂高程按照《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，根據(jù)設(shè)計(jì)洪水位，并考慮河道沿線地面高程以及原有堤防的情況，按照規(guī)范要求計(jì)算確定。計(jì)算公式如下：

堤頂高程=設(shè)計(jì)洪水位（H）+風(fēng)壅水高度（e）+風(fēng)浪爬高（R）+安全超高（A）

按照上述推算的風(fēng)壅水面高度、波浪爬高和安全超高，堤頂高程為50年一遇設(shè)計(jì)洪水位5.6 m水面線以上0.8 m，即6.4 m，考慮到地基沉降因素和現(xiàn)有堤防高程，取澡港河?xùn)|支堤頂設(shè)計(jì)高程為6.5 m。

本工程龍虎塘鎮(zhèn)區(qū)段現(xiàn)有漿砌塊石擋墻頂標(biāo)高6.0 m，本次工程保留原有擋墻進(jìn)行維修；原有擋墻上部混凝土欄桿拆除，增設(shè)C25鋼筋混凝土防浪墻，防浪墻墻頂標(biāo)高6.5 m。

（2）堤頂寬度及坡比

根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定堤寬應(yīng)根據(jù)防汛、管理、施工等要求確定，本次設(shè)計(jì)兩側(cè)堤頂寬度均取5 m；外坡以1∶2接至現(xiàn)狀地面，內(nèi)坡1∶2接新建駁岸壓頂。

3.3 穩(wěn)定計(jì)算

（1）護(hù)岸穩(wěn)定計(jì)算

采用極限平衡法對(duì)護(hù)岸擋墻完建期、正常運(yùn)用、設(shè)計(jì)高水位、設(shè)計(jì)低水位、地震工況五種工況條件下的穩(wěn)定進(jìn)行計(jì)算，各工況水位組合情況見表1。計(jì)算結(jié)果見表2。

表1 護(hù)岸擋墻穩(wěn)定計(jì)算水位組合表

表2 護(hù)岸擋墻穩(wěn)定核算成果表

根據(jù)地質(zhì)鉆探資料，擋墻底板大部分地段坐落在和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土上，部分地段坐落在粘土上。從表2可見，護(hù)岸擋墻在各工況下抗傾、抗滑安全系數(shù)均大于規(guī)范要求，地基應(yīng)力也小于允許承載能力，擋墻是穩(wěn)定安全的。

（2）河道邊坡穩(wěn)定驗(yàn)算

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011-2001）第4.3.4條的液化公式的計(jì)算各標(biāo)貫擊數(shù)臨界值與各標(biāo)貫試驗(yàn)點(diǎn)的標(biāo)貫擊數(shù)實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粘土兩層土在地震烈度為7度時(shí)不會(huì)發(fā)生液化。

邊坡整體穩(wěn)定計(jì)算方法采用瑞典條分法，按圓弧滑動(dòng)面計(jì)算。邊坡整體穩(wěn)定計(jì)算共采用三個(gè)典型斷面作為代表斷面：19#、42#、79#地質(zhì)勘察點(diǎn)。

19#地質(zhì)勘察點(diǎn)的資料：地面以下至高程1.77 m處為①層填土；高程-4.13 m～1.77 m處為③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土；高程-5.33 m～-4.13 m處為③-1粉土；高程-5.33 m以下為⑦層粉土。

42#地質(zhì)勘察點(diǎn)的資料：地面以下至高程3.49 m處為①層填土；高程1.79 m～3.49 m處為③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土；高程-0.41 m～1.79 m處為④層粉質(zhì)粘土；高程-0.41 m以下為⑦層粉土。

79#地質(zhì)勘察點(diǎn)的資料：地面以下至高程1.04 m處為①層填土；高程-4.96 m～1.04 m處為③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土；高程-7.06 m～-4.96 m處為④層粉質(zhì)粘土；高程-7.06 m以下為⑦層粉土。

三個(gè)典型斷面的整體穩(wěn)定計(jì)算成果見表3。

表3 坡邊坡整體穩(wěn)定計(jì)算成果表

由表3可以看出，三個(gè)典型各工況的安全系數(shù)計(jì)算值均大于允許值，因此，河坡邊坡的整體穩(wěn)定是滿足規(guī)范要求的。

4 工程施工

4.1 材料來(lái)源

工程主要建筑材料有：塊石、碎石、混凝土骨料以及鋼材、水泥等，塊石、碎石以及混凝土骨料等可由這些材料產(chǎn)地或當(dāng)?shù)亟ㄖ牧鲜袌?chǎng)購(gòu)買，而水泥、鋼材等建筑材料在常州建筑材料市場(chǎng)采購(gòu)。建筑材料及物資設(shè)備運(yùn)輸采用陸運(yùn)與水運(yùn)相結(jié)合的方式，到達(dá)施工場(chǎng)地或者場(chǎng)地附近。

4.2 施工圍堰

為保證澡港河?xùn)|支河道新建護(hù)岸工程干地施工，需要修筑施工圍堰。根據(jù)實(shí)際情況在擬建建筑物上下游及河道岔河口修筑圍堰。圍堰頂高程按5年一遇高水位4.98 m加浪高和超高，不得低于5.5 m。寬度5 m，兩側(cè)邊坡1∶3。素土圍堰全部采用粘土堆筑。圍堰施工就近取土，就近無(wú)法滿足的，采用外購(gòu)?fù)?。樁土?fù)合圍堰采用兩排木樁入土支護(hù)、木樁頂部橫向?qū)⒅穹馓钔恋慕Y(jié)構(gòu)型式。素土圍堰用推土機(jī)碾壓，樁土圍堰的兩排木樁之間采用夯機(jī)夯實(shí)。迎水面的水位變幅區(qū)設(shè)袋裝土護(hù)面。

4.3 施工導(dǎo)流措施

工程施工期間，考慮到當(dāng)?shù)睾泳W(wǎng)密布且互相連通的現(xiàn)狀，加之工程施工時(shí)選擇在非汛期，施工斷流期間，不會(huì)影響沿線的引、排水，無(wú)需另行考慮施工導(dǎo)流措施。

4.4 施工降排水

本工程施工降排水主要包括基坑初期排水、施工期降排水等。在圍堰施工完成以后，即可進(jìn)行基坑初期排水，需配備足夠的離心泵抽排，基坑內(nèi)初期排水水位下降速度限制在0.5 m～0.7 m/晝夜，以防止圍堰及兩側(cè)邊坡因排水速度過(guò)快而產(chǎn)生坍坡。施工期降排水采用輕型井點(diǎn)降水和明溝排水方式。

4.5 土方施工

建筑物基坑土方開挖采用挖掘機(jī)結(jié)合推土機(jī)施工，保護(hù)層土方采用人工開挖。土方回填需使用推土機(jī)平整和修坡，邊坡用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)。河道疏浚土方開挖采用干地施工。應(yīng)遵循有關(guān)疏浚工程技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，在不同施工段設(shè)立地下水位觀測(cè)點(diǎn)，定時(shí)校核。根據(jù)水系調(diào)整工程挖深比較小的施工特點(diǎn)，疏浚應(yīng)遵循自上而下，分層、分段、橫挖法施工。

4.6 混凝土施工

主體結(jié)構(gòu)采用商品混凝土，混凝土攪拌站的攪拌車運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，利用混凝土泵車輸送混凝土，人工配合入倉(cāng)。底板和平臺(tái)為插入式振搗器和平板式振搗器振搗，其余部位為插入式振搗器振搗。為防止出現(xiàn)混凝土的早期收縮裂縫，砼澆注拆模后立即滿鋪塑料薄膜保濕，夏季還需滿鋪草袋并灑水降溫。

5 結(jié)論

澡港河?xùn)|支拓浚，河道規(guī)模為河道底寬20.0 m，底高程0.0 m（吳淞基面），在高程2.5 m處設(shè)置1.7 m寬青坎；坎下河坡為1∶4；新建河道護(hù)岸，護(hù)岸上限高程為6.0 m，下限為2.5 m，采用鋼筋混凝土懸臂式擋土墻結(jié)構(gòu)，護(hù)岸口寬45.0 m。墻后筑填堤防，內(nèi)坡以1∶2接至現(xiàn)狀地面，外坡1∶2接新建駁岸壓頂。護(hù)岸擋墻在各工況下抗傾、抗滑安全系數(shù)均大于規(guī)范要求，地基應(yīng)力也小于允許承載能力，擋墻穩(wěn)定安全；河坡邊坡的整體穩(wěn)定是滿足規(guī)范要求。通過(guò)工程的科學(xué)實(shí)施，以滿足兩岸的引排水需要。