濱河大道北段涉渠工程設計研究

嚴后山，潘傳柏

（荊州市水利水電勘測設計院，湖北 荊州 434020）

0 引言

濱河大道北段涉渠工程（引江濟漢渠工程）是以治理漢江中下游生態環境作為建設目標，重在補充東荊河水量，借助堤防、橋梁、防汛塔等工程有效應對自然災害的不利影響，為了確保后續提出的濱河大道北段涉渠工程設計內容全面、準確，首先要對項目背景進行深入了解。

1 工程概況

1.1 項目背景

濱河大道北段涉渠工程位于荊州市西荊州區的臨港工業新城，全長8.1km，道路為南北走向，其中南段全長為2.9km，道路紅線與引江濟漢渠堤的距離大于200m，北段道路全長5.2km，與引江濟漢渠堤平行，道路紅線距離引江濟漢渠堤腳大約80m。該工程依照湖北省南水北調工程辦法需要將引江濟漢渠堤保護范圍向外擴充200m，并在建設跨河、道路、管道等工程設施時滿足防洪標準以及航運要求，不可破壞堤防安全，阻礙行洪暢通[1]。

1.2 工程地質

（1）荊州市氣候宜人、光能充足，全市太陽年輻射量高達108kcal/cm2，年照射時長為2000h，年平均氣溫為16℃左右，4—10 月的降水量充足，能夠為農作物生長提供優良條件。

（2）擬建區域位于丘陵地帶，海拔在20～50m 左右，地形東高西低，自東南向西北呈平湖變勢。

（3）工程道路地下屬性主要包括：滯水，分布在耕植土中，能夠接受地表水以及大氣降水的滲透補給，并以蒸發的方式實現排泄；基巖裂隙水，大多分布在粉砂巖中，水量較少，主要依靠徑流補給，且徑流緩慢需要補給相鄰含水層的方法進行排泄。

（4）場地地層可分為素填土、粉質黏土、黏土等，經勘查可知，場地尚未進行平整處理，且存在一定的陡坡，因此需要在施工之前預先采取挖高填低的策略，并設置支擋，提高場地均勻性與穩定性[2]。

2 濱河大道北段涉渠工程設計內容分析

2.1 涉渠工程實施方案

2.1.1 總平面布置

（1）要開展道路工程，將路基橫斷面設計成：人行道+綠化帶+車行道的形式，而在路基設計方面，則要將填方邊坡的坡率設置在1:1.5 左右，挖方邊坡設置在1:1.0 左右，之后做好邊坡防護與路基排水工作，使用M7.5 漿砌片石防護水塘路基，使用噴播植草防護一般路基，并設置梯形土邊溝用于加快道路排水，將積水引入道路雨水管網中，降低路面污染現象。同時要注意一般路基填土不可使用淤泥以及腐殖土，且土的可溶性鹽含量需小于5%，要求路基填料與粒徑滿足以下要求，如表1 所示。

表1 路基填料與粒徑要求

（2）開展港南渠穿渠箱涵工程，一方面要設計好箱涵結構，依照河道水流量可將箱涵橫斷面寬度設計為12m，兩側翼墻寬度為3m，并保持與道路呈47°角，之后按照道路線形設置縱坡。另一方面要進行擋土墻的設計，需要根據墻高將道路兩側的擋土墻高度分別控制在5.5m 與3.5m。而立墻的厚度則為40cm、趾板厚度為50cm，并在立墻與底板匯合位置設置加腋，規格為長60cm、寬30cm。此外還要在箱涵兩側采取填土處理，利用12%石灰土進行填筑，之后依照1:1 的坡度放坡，在此過程中需注意回填土需分層夯實，且每層厚度要小于200mm，密實度則要高于96%。

（3）要開展太湖港橋梁工程，太湖港橋梁橋面高程在36m 左右，與渠道堤面平交，在橋梁中墩設有2 排樁基，其直徑為1200mm，長度為25m，共計20 根。在設計過程中需要采用預應力完成小箱梁的預制處理，使其規格控制在高1.4m、寬1m。而在橋梁下部結構方面則要利用U 形橋臺以及矩形承臺，并在樁基部分采用直徑為1.0m 左右的鉆孔灌注樁基礎。

2.1.2 施工組織設計

（1）要明確工程實施原則，濱河大道北段涉渠工程需要遵守湖北省河道管理辦法以及南水北調工程的相關要求，在保證工程快速開展的同時要秉承安全保工期的建設理念，確保資源配置合理，施工設計有效落實，并及時做好勞動保護、后勤保障等工作，避免對周邊生態環境以及沿線建筑造成破壞。

（2）布置內容，一方面要從施工方案、造價影響因素、易于管理等角度考慮總平面布置的合理性與科學性，盡可能減少用地面積，保證交通運輸通暢，降低場地內運輸頻率，并做好土方挖填工作。另一方面要在項目設置好衛生間、辦公樓等設施，臨時搭建鋼筋加工棚、材料堆放場，確保混凝土構件預制能夠及時開展，滿足鋼筋的堆放要求。之后在場內道路基層使用磚渣鋪設，再澆注混凝土路面拉毛，而在加工區則要采用進行混凝土硬化處理，使用灰砂砌筑排水溝。此外還要做好臨時用水、用電的準備，由于濱河大道北段涉渠工程施工區域相對分散，且施工區域的坑塘渠道較多，因此可以直接從塘渠內抽取施工用水，至于臨時用電則需依照臨時設施布置情況，使用變壓器進行供電。

（3）施工準備，要求施工人員根據永久性坐標，進行控制網測量，設置測量標樁，準確校對軸線與水平基準點，保證施工現場道路通暢、場地整潔，便于后續機械設備進場，保留良好的地形景觀。同時要進行路段填方工作，及時清除地基表層雜填土，并對路基進行碾壓處理，確保壓實度高于90%。

（4）設計好樁基施工方案，其施工流程為：施工準備，掌握地層巖性，確定鉆進方法，合理規劃施工鉆具，校準樁位中心；制作鋼護筒，要求使用A3 鋼板進行卷制處理，且焊縫連續，避免漏水，護筒的埋深則要滿足在黏性土中高于1m 和砂類土中大于2m 的要求；泥漿準備，鉆孔護壁需采用泥漿護臂法，利用成品膨潤土調制泥漿，使護筒內泥漿頂面始終高于孔外水位1～1.5m；制作鋼筋籠，采用分節制造的方法將鋼筋籠垂直吊起并下放到孔口，之后采用鋼管橫擔的方式將接頭對接好，直至鋼筋籠下放到設計標高，再將其固定在孔位中心；混凝土灌注，在清孔完成后需要進行混凝土灌注處理，并保持灌注的連續性。

（5）道路排水涵基坑開挖，施工人員要將打樁機停在與打樁位置較近的工作平臺，以此便于觀察，之后開液壓口，對樁進行錘擊，直至樁壓至淤泥以下一定深度，并注意控制好錘擊速度，保持樁身豎直，便于鎖口順利咬合，強化止水能力[3]。

2.1.3 做好工期計劃與設備準備工作

濱河大道北段涉渠工程施工準備期為1 個月，工期1 年，計劃從2021 年1 月1 日開工，2022 年1 月1日完工，而周邊兩座建筑物的施工工期則需3 個月，計劃工期為14 個月。所需準備的機械設備如表2 所示。

表2 主要施工設備

2.2 洪水影響評價

（1）要分析計算水文，根據實際調查顯示，引江濟漢渠道設計流量為340m3/s，最大流量可達5000m3/s，引江濟漢工程進水閘處的洪水位為43m。

（2）要計算分析雍水，興建橋梁后，難以避免的會對天然河道造成影響，使水面寬度被縮小，部分行洪面積被占據，根據計算結果可知，橋梁的修建會使橋前水位最大雍高變為0.08m，且斷面處的雍高值影響范圍會擴充到83m，但不會抬高倒虹吸出口的前水位。

（3）要復核引江濟漢渠堤的滲透穩定性。①要計算斷面與土質系數，比如：太湖港橋梁斷面堤頂高程為34m、渠底高程為27m，外邊坡為1:2.50，依照地質勘探報告與相關資料，斷面一渠渠堤穿越4 層土，分為素填土、卵石、泥巖、粉質黏土，層厚分別為4.1m、8m、9.7m、7m；排水涵基坑典型斷面，堤頂高程為34m，堤寬為8m，同樣要設置穿越2 層土，分別為素填土4m 以及粉質黏土10m。②要計算滲流以及邊坡穩定性，利用方程

式中：H——水頭函數；KX——x 方向的滲透系數；KY——y 方向的滲透系數。

（4）要進行洪水影響分析評價。①要評價項目與相關規劃，需要站在擬建工程實施方案以及計算結果的角度來分析，濱河大道北段涉渠工程的修建對水利規劃無明顯影響。②要分析防洪標準的符合性，擬建道路與當前防洪標準以及技術工藝標準和相關管理條例并不沖突。③分析對現有水利工程與設施的影響，項目的建設范圍與引江濟漢渠管理范圍重疊，會對渠道管理造成一定影響。同時在施工過程中也難以避免的會產生一定量的建筑垃圾與施工廢水、生活污水，從而破壞引江濟漢渠周邊生態環境。并且施工過程還會對堤防管理設施、防汛電力鐵塔造成一定的破壞與干擾。④對防汛搶險的影響，在濱河大道建成后，可以有效提高堤頂道路便捷性，因此產生的影響是積極有利的。⑤對第三者合法水事權益的分析，工程施工時產生的廢水會對地方水質產生不利影響，阻礙正常供水[4]。

2.3 設計防治補救措施

（1）在引江濟漢工程管理范圍內需要設立界樁用以明確界線，對于靠近渠頂以及管理范圍內出現損壞的百米樁或者公里碑都要依照原狀進行修復處理，根據國土部門提供的坐標在現場定位干渠管理范圍。

（2）要對因施工建設造成的損壞排水溝進行修復，確保排水溝暢通。

（3）要在施工過程中對110kV 鐵塔基座的形變與位移進行監測，一旦數值超過安全標準，便要采取停工操作并找尋問題形成原因，之后采取加固措施才可繼續施工。同時施工時要安排專門的測量人員對周邊環境進行管理，在鐵塔基礎四周設置測量點，進行數據的全面記錄。

（4）在施工建設前，需要對港南渠分水閘電纜位置進行實地考察，核對具體位置以及分布狀況，并在地埋電纜位置進行人工開挖。

（5）要對橋臺底板高程進行數據采集與分析，利用填筑機械使橋墩預留一定安全距離。

（6）編制工程補救措施工程量表，其內容如表3所示。

表3 補救措施工程量

3 結語

綜上所述，通過對濱河大道北段涉渠工程的施工背景、自然條件、工程地質進行分析討論，提出切實、合理的涉渠工程實施方案、洪水影響評價以及防治補救措施，以此保證工程的順利開展，解決過境交通問題，促進新區經濟發展，實現城市功能的完善與創新。