淺談東蘭110 kV變電站進(jìn)線及排管工程穿西上澳塘涉河論證

胡振棟

（上海嘉定水務(wù)工程設(shè)計有限公司，上海市202009）

0 引 言

為規(guī)范本市河道管理范圍內(nèi)的跨、穿、沿河構(gòu)筑物的建設(shè)和管理，保障防汛安全，上海市水務(wù)局編制完成了《上海市跨、穿、沿河構(gòu)筑物河道管理技術(shù)規(guī)定》，該規(guī)定給出了以下有關(guān)涉河構(gòu)筑物的規(guī)定：

1.2 本規(guī)定適用于本市河道上新建、改建、擴(kuò)建的跨、穿、沿河構(gòu)筑物，包括橋梁、碼頭、隧道、管道、纜線、取水口、排水口和親水平臺等構(gòu)筑物。

1.3 新建、改建、擴(kuò)建的跨、穿、沿河構(gòu)筑物，應(yīng)當(dāng)符合防洪標(biāo)準(zhǔn)、岸線規(guī)劃、航運(yùn)要求和其他技術(shù)要求，不應(yīng)危害堤防安全、影響河勢穩(wěn)定，不應(yīng)影響河道水質(zhì)。

3.1 穿河構(gòu)筑物的頂部（包括保護(hù)層）距規(guī)劃河底（現(xiàn)狀河底高程低于規(guī)劃河底的，按現(xiàn)狀計算）的埋置深度不應(yīng)小于100 cm。

3.3 穿河管線工作井的布置不應(yīng)影響堤防的安全，并應(yīng)滿足河道整治及維護(hù)管理的需要，距離規(guī)劃河口線不應(yīng)小于10 m。

3.4 燃?xì)狻⒂土稀⒃裙艿来┰胶拥赖模浔Ｗo(hù)范圍內(nèi)河道上下游兩岸堤防（防汛墻）必須按規(guī)劃要求同步實(shí)施（河道兩岸新建堤防長度均不應(yīng)小于30 m）。

3.5 建設(shè)穿河構(gòu)筑物的，應(yīng)在河道管理范圍內(nèi)的相應(yīng)位置設(shè)置永久性的識別標(biāo)志。

經(jīng)核查，東蘭110 kV變電站進(jìn)線及排管工程穿越西上澳塘，采用頂管方式下穿河道。為了保證上述河道防汛墻的安全，建設(shè)單位按照相關(guān)規(guī)劃和規(guī)定的要求開展了東蘭110 kV變電站進(jìn)線及排管工程穿西上澳塘涉河論證。

1 項(xiàng)目背景

1.1 設(shè)計范圍

為了滿足用電需求，建設(shè)單位委托上海電力設(shè)計院有限公司從已建的220 kV長春變電站起新建1條110 kV電纜出線，至擬建的110 kV東蘭變電站止，新建電纜線路路徑長度約4.8 km。

1.2 涉河段設(shè)計內(nèi)容

穿越西上澳塘處為一根φ1 100的頂管，穿越段直線長度為100 m，在西上澳塘東西兩側(cè)分別設(shè)置兩個12 m×2.5 m×1.9 m的工井，但兩個工井由于距規(guī)劃河口較遠(yuǎn)及挖深較淺，本次無需對其進(jìn)行涉河論證。

2 項(xiàng)目周邊環(huán)境狀況及防汛設(shè)施

2.1 自然氣象條件

徐匯區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)性氣候，由于受冷暖空氣交替影響和海洋濕潤空氣調(diào)節(jié)，氣候溫和濕潤，氣候特征是春溫、夏熱、秋涼、冬寒，四季分明，降水充沛，光照充足，無霜期長。

風(fēng)向春季以偏東和東南偏南為主，夏季以東南偏南為主，秋季以東北偏北至西北偏北為主，冬季以西北偏北為主。年平均氣溫15.5℃，年極端最高氣溫38.3℃，年極端最低氣溫-10.0℃，年平均日照時數(shù)1892.3 h。常年平均降水量在114 3.10 mm左右，年際降水量變化大，年內(nèi)各月降水量變化有較大差異。5月至9月為汛期，6月中旬至7月上旬為梅雨季節(jié)，夏秋季常受臺風(fēng)暴雨侵襲，暴雨主要降于秋季，其中臺風(fēng)期間的暴雨歷時短、強(qiáng)度大，易形成風(fēng)暴災(zāi)害和澇災(zāi)。

根據(jù)徐匯站近十幾年來的降雨資料，2005年最大1 h降雨量發(fā)生在9月21日，為58 mm；2006年最大1 h降雨量發(fā)生在7月22日，為36 mm；2007年最大1 h降雨量發(fā)生在8月11日，為60 mm；2008年最大1 h降雨量發(fā)生在8月25日，為117 mm；2009年最大1 h降雨量發(fā)生在7月30日，為66 mm；2010年最大1 h降雨量發(fā)生在9月1日，為44 mm。

2013年菲特臺風(fēng)期間本區(qū)域未發(fā)生積水現(xiàn)象。

2.2 論證范圍內(nèi)沿線河道概況

本次論證范圍內(nèi)的河道為西上澳塘。

規(guī)劃河道規(guī)模為：河口寬18 m，河底高程0.5 m，河底寬度13 m，河道兩側(cè)各控制6 m寬的陸域范圍。

2.3 建設(shè)項(xiàng)目范圍內(nèi)的防汛墻現(xiàn)狀

經(jīng)深入調(diào)查，本次論證涉及的防汛墻結(jié)構(gòu)均為已建。本報告根據(jù)收集到的資料，介紹沿線涉及到的防汛墻現(xiàn)狀情況。根據(jù)設(shè)計資料穿河處西上澳塘河口實(shí)施寬度為18 m，河道兩側(cè)護(hù)岸結(jié)構(gòu)為漿砌塊石帶樁結(jié)構(gòu)。

3 穿河構(gòu)筑物施工期及使用期防汛安全簡析

3.1 河道設(shè)施現(xiàn)狀評價

根據(jù)現(xiàn)場踏勘及測量資料并查閱相關(guān)資料，經(jīng)復(fù)核計算對現(xiàn)狀河道及設(shè)施評價如下。

（1）穿越西上澳塘處兩岸上下游各30 m范圍內(nèi)防汛墻結(jié)構(gòu)為漿砌塊石加樁結(jié)構(gòu)，西岸現(xiàn)狀河口線與規(guī)劃河口線不吻合，東岸河口線滿足規(guī)劃要求。

（2）穿越西上澳塘處上下游各30 m范圍內(nèi)西岸防汛墻的堤頂標(biāo)高為4.00 m未達(dá)到4.30 m的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，東岸堤頂標(biāo)高已達(dá)標(biāo)，西岸防汛墻堤頂標(biāo)高未達(dá)標(biāo)。

（3）經(jīng)現(xiàn)場踏勘，東西兩岸現(xiàn)狀防汛墻感觀良好。

（4）按正常工況和地震工況復(fù)核，河道東西兩岸防汛墻的整體穩(wěn)定安全系數(shù)，抗滑穩(wěn)定和抗傾覆安全系數(shù)滿足規(guī)范要求。

3.2 管道穿越對周邊防汛設(shè)施的影響分析

穿越西上澳塘防汛墻處，穿越該處防汛墻正下方的管道頂標(biāo)高約為-5.50 m，管徑為1 100 mm。此處防汛墻樁底標(biāo)高為-3.55 m及-3.05 m，頂管管道管頂距離結(jié)構(gòu)底1.95 m、2.45 m，因此管道施工過程中不會發(fā)生與防汛墻結(jié)構(gòu)的直接碰撞。

工程施工采用頂管，為了分析管道施工對西上澳塘兩岸防汛墻的影響，本報告采用有限元分析軟件PLAXIS，建立管道施工過程對西上澳塘兩岸防汛墻影響的二維有限元模型（見圖1），進(jìn)行了彈塑性有限元計算，預(yù)測管道施工引起的防汛墻的變形。

圖1 有限元計算模型圖

通過計算可知：管道穿越西上澳塘防汛墻引起防汛墻的最大沉降量均為4.18 mm。管道管頂覆土厚度為6.2 m，埋深孔徑比H/D均為5.6，遠(yuǎn)大于1.2，表明地表變形趨勢減緩，影響減小。因此，若按照目前方案實(shí)施，頂管施工引起西上澳塘防汛墻的沉降變形滿足規(guī)范要求。

施工單位施工頂管前，須進(jìn)一步探明穿越河道的防汛墻結(jié)構(gòu)型式，如防汛墻型式與報告不符，應(yīng)該立即通知建設(shè)單位、設(shè)計單位及報告編制單位，及時調(diào)整設(shè)計方案，確保防汛安全。

考慮到實(shí)際施工過程中存在不確定性因素，本報告要求下階段施工單位編制施工方案時應(yīng)當(dāng)重視對周邊環(huán)境的監(jiān)測工作，如發(fā)現(xiàn)有超報警的情況，應(yīng)立即停工，查找原因，排除隱患。

3.3 管道使用期對周邊防汛設(shè)施的影響分析

本電力管線在使用期對周邊防汛設(shè)施基本無影響，但需加強(qiáng)電力管使用期間對周邊防汛墻的監(jiān)測及保護(hù)。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

（1）目前西上澳塘西岸的現(xiàn)狀河口線與規(guī)劃河口線不吻合（欠4.2 m），東岸河口線滿足規(guī)劃要求，西岸堤頂標(biāo)高未達(dá)到設(shè)防要求，東岸堤頂標(biāo)高已達(dá)到設(shè)防要求，但此段河道西岸為大片林帶，同時考慮到此段防汛墻與田林路橋順接良好，近期沒有拓寬西岸河口線的可能。經(jīng)現(xiàn)場踏勘，兩岸防汛墻現(xiàn)狀良好，經(jīng)計算其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及樁基位移滿足規(guī)范要求，故可以不用對穿河點(diǎn)處西上澳塘西岸的防汛墻進(jìn)行同步翻建，西岸防汛墻堤頂標(biāo)高雖未達(dá)標(biāo)，考慮到河道整體美觀、加高堤頂?shù)膶?shí)際作用，此段防汛墻堤頂加高建議放入本河道其他整治工程中。

（2）經(jīng)現(xiàn)場踏勘，東西兩岸現(xiàn)狀防汛墻感觀良好。

（3）按低水位正常工況和地震工況復(fù)核，現(xiàn)狀河道岸坡的整體穩(wěn)定滿足要求。

（4）西上澳塘穿越段管線頂高程-5.50 m，規(guī)劃河道底高程0.50 m，實(shí)測現(xiàn)狀河底高程0.70 m，管頂距規(guī)劃河底6.0 m，大于2 m滿足要求。已建兩岸防汛墻為漿砌塊石加樁結(jié)構(gòu)，西岸樁底標(biāo)高為-3.55 m，距管線頂1.95 m，滿足要求，東岸樁底標(biāo)高為-3.05 m，距管線頂2.45 m，滿足要求

（5）西工井距西側(cè)規(guī)劃河口約31 m，東工井距東側(cè)規(guī)劃河口約47 m。兩工井均位于規(guī)劃河道陸域控制線外，滿足河道管理要求。

東西兩工井的尺寸均為12 m×2.5 m×1.9 m，開挖深度1.9 m。基坑開挖深度較淺，與河道護(hù)岸距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于4倍基坑開挖深度，其施工對河道防汛墻影響可忽略不計。

（6）通過計算分析施工穿越施工的影響，西上澳塘護(hù)岸結(jié)構(gòu)變形較小。正常情況下穿越施工不會影響工程范圍的河道設(shè)施安全。考慮到實(shí)際施工過程中存在不確定因素，本報告要求下階段施工單位編制施工方案時應(yīng)當(dāng)重視對周邊環(huán)境的監(jiān)測工作，如發(fā)現(xiàn)有超報警的情況，應(yīng)立即停工，查找原因，排除隱患。

（7）經(jīng)分析，管道及頂管正常施工的情況下，河道整體穩(wěn)定滿足要求。施工期間，防汛通道嚴(yán)禁堆載，嚴(yán)禁通行重車。

（8）管線穿越施工完成后需在河道管理范圍內(nèi)管道上方設(shè)置永久標(biāo)志，并體現(xiàn)在施工圖中。

（9）涉及河道為中、小河流，電纜保護(hù)區(qū)為不小于線路兩側(cè)各50 m所形成的兩平行線內(nèi)的水域。

4.2 建議

（1）嚴(yán)格按照審核通過的施工方案組織施工，合理安排工期，盡量安排在非汛期施工，汛期施工應(yīng)落實(shí)好各項(xiàng)防汛措施。

（2）嚴(yán)禁河岸6 m河道管理范圍內(nèi)堆載及重型機(jī)械進(jìn)入。

（3）管線穿越施工完成后，建設(shè)單位和施工單位應(yīng)對管線穿越范圍內(nèi)的防汛設(shè)施進(jìn)行全面檢查，若發(fā)現(xiàn)損壞應(yīng)及時修補(bǔ)。

（4）施工時應(yīng)當(dāng)重視對周邊防汛設(shè)施的監(jiān)測工作，如發(fā)現(xiàn)有超報警的情況，應(yīng)立即停工，查找原因，排除隱患。