河道堤防后深基坑建筑工程防洪安全的影响评价分析

尹桂平，杨 勇，程 功

(南京市水利规划设计院股份有限公司，南京 210000)

1 工程概况

工程位于南京市江宁区某街道，为污水处理厂建设工程，规划红线面积3.07公顷(46.03亩)。工程包括高密度沉淀池、反硝化滤池、反冲洗用房、中间提升泵房、再生水泵房等，部分建筑为深基坑开挖，临河建筑具体埋深如表1所示。深基坑工程均位于河道管理范围外，但部分位于河道保护范围内，工程实施可能对河道堤防及深基坑工程本身造成安全影响。以开挖较深且距离河道堤防较近的反硝化滤池为例，反硝化滤池距堤脚线39.22m，开挖深度为7.68m，断面示意图如图1所示。

图1 开挖断面与堤防距离示意图

该工程基坑侧壁安全等级为二级，临河侧挖深段采用双排钻孔灌注桩+双轴水泥土搅拌桩，坑内采用三重管高压旋喷桩+双轴水泥土搅拌桩。基坑降水采用轻型井点、降水管井结合集水明排的处理方式。

2 河道堤防情况

工程位置处河口宽约113.5m，河底最低点高程3.12m(85国家高程，下同)。左右两岸迎水坡均为草皮护坡，现状两岸堤顶有水泥道路，左岸堤顶宽约6.0m，堤顶高程12.03m，迎水坡1∶2.5，背水坡1∶3.3；右岸堤顶宽约6.5m，堤顶高程10.96-11.07m，迎水坡1∶2.2，背水坡1∶3.9。

3 基坑防洪安全分析

由于临河侧基坑开挖最大深度约7.68m，该位置处基坑边线与堤防坡脚线最小距离仅39.22m，基坑工程的安全稳定对河道堤防有着显著的影响。利用理正岩土工程计算分析软件(6.5PB4版)中的渗流分析计算、边坡稳定分析模块，采用有限元分析法[1-2]，选取最不利断面分别进行渗流稳定分析和抗滑稳定分析。

表1 临河建筑埋深表

图2 工程位置河道断面示意图

3.1 渗流稳定分析

1)计算工况

根据《堤防工程设计规范》(GB 50286-2013)，河堤的堤防渗流计算采用下列水位组合：

工况一：迎水坡为设计洪水位，背水坡为相应水位；工况二：迎水坡为设计洪水位，背水坡为低水位或无水；工况三：迎水坡为施工期水位，背水坡为低水位或无水。

各工况计算水位取值详见表2。

表2 各工程位置处堤防渗流稳定计算工况表

2)计算结果

各种工况的抗滑稳定安全系数计算结果见表3。

表3 各工程位置处堤防渗流稳定计算工况表

3.2 抗滑稳定分析

1)工况说明

根据《堤防工程设计规范》规定，结合本工程的水文、地形情况，拟定抗滑稳定计算工况见表4。

表4 计算工况表

2)计算结果

各种工况的抗滑稳定安全系数计算结果见表5。

表5 计算结果表

4 潜在风险分析

4.1 渗透破坏

项目区基坑四周设置了抗滑、防渗设施，形成了全封闭的隔水帷幕。该设计理论上可行，但因工程临近河道，汛期河道水位较高，一旦止水帷幕某个位置出现渗透破坏，将影响到河道堤防及项目本身的防洪安全。

4.2 岸坡失稳

堤防稳定计算结果显示，部分安全系数值与规范容许值较为接近。经分析，主要是由于堤身下部存在较厚且范围较大的淤泥质粉质黏土层。工程施工时，土方开挖和机械震动等均可能对河道岸坡稳定造成影响。

5 建议措施

1)计算出的部分安全系数值与规范容许值较为接近，建议基坑支护设计单位对相应工段进行复核计算，并根据计算结果决定是否需要优化设计方案。

2)建议工程安排在非汛期，工程开挖及回填应严格按设计方案及规范要求实施，相关工序严格按设计文件及监理程序要求进行。

3)建议施工单位在施工过程中及施工完成后对河道断面进行渗流及安全监测，如有渗流、坍塌、位移、沉降等情况应停止施工，并采取相应措施，保证堤防安全。

4)施工时应尽量减小机械震动影响，避免堤顶及临近堤防区域大面积堆载，要加强堤防、基坑监测，并制订应急预案，必要时采取临时支护措施。

6 结 语

临河深基坑建筑的安全对于深基坑建筑本身及河道堤防安全都有所影响，工程在设计、施工阶段都应充分考虑深基坑开挖对河道堤防的影响及深基坑建筑本身的安全问题[3]。文章利用理正岩土工程计算分析软件对深基坑建筑的渗流稳定及抗滑稳定进行了计算，分析潜在风险，并提出相应的建议，可为后续相近的工程提供参考。