滨河大道北段涉渠工程设计研究

严后山，潘传柏

（荆州市水利水电勘测设计院，湖北 荆州 434020）

0 引言

滨河大道北段涉渠工程（引江济汉渠工程）是以治理汉江中下游生态环境作为建设目标，重在补充东荆河水量，借助堤防、桥梁、防汛塔等工程有效应对自然灾害的不利影响，为了确保后续提出的滨河大道北段涉渠工程设计内容全面、准确，首先要对项目背景进行深入了解。

1 工程概况

1.1 项目背景

滨河大道北段涉渠工程位于荆州市西荆州区的临港工业新城，全长8.1km，道路为南北走向，其中南段全长为2.9km，道路红线与引江济汉渠堤的距离大于200m，北段道路全长5.2km，与引江济汉渠堤平行，道路红线距离引江济汉渠堤脚大约80m。该工程依照湖北省南水北调工程办法需要将引江济汉渠堤保护范围向外扩充200m，并在建设跨河、道路、管道等工程设施时满足防洪标准以及航运要求，不可破坏堤防安全，阻碍行洪畅通[1]。

1.2 工程地质

（1）荆州市气候宜人、光能充足，全市太阳年辐射量高达108kcal/cm2，年照射时长为2000h，年平均气温为16℃左右，4—10 月的降水量充足，能够为农作物生长提供优良条件。

（2）拟建区域位于丘陵地带，海拔在20～50m 左右，地形东高西低，自东南向西北呈平湖变势。

（3）工程道路地下属性主要包括：滞水，分布在耕植土中，能够接受地表水以及大气降水的渗透补给，并以蒸发的方式实现排泄；基岩裂隙水，大多分布在粉砂岩中，水量较少，主要依靠径流补给，且径流缓慢需要补给相邻含水层的方法进行排泄。

（4）场地地层可分为素填土、粉质黏土、黏土等，经勘查可知，场地尚未进行平整处理，且存在一定的陡坡，因此需要在施工之前预先采取挖高填低的策略，并设置支挡，提高场地均匀性与稳定性[2]。

2 滨河大道北段涉渠工程设计内容分析

2.1 涉渠工程实施方案

2.1.1 总平面布置

（1）要开展道路工程，将路基横断面设计成：人行道+绿化带+车行道的形式，而在路基设计方面，则要将填方边坡的坡率设置在1:1.5 左右，挖方边坡设置在1:1.0 左右，之后做好边坡防护与路基排水工作，使用M7.5 浆砌片石防护水塘路基，使用喷播植草防护一般路基，并设置梯形土边沟用于加快道路排水，将积水引入道路雨水管网中，降低路面污染现象。同时要注意一般路基填土不可使用淤泥以及腐殖土，且土的可溶性盐含量需小于5%，要求路基填料与粒径满足以下要求，如表1 所示。

表1 路基填料与粒径要求

（2）开展港南渠穿渠箱涵工程，一方面要设计好箱涵结构，依照河道水流量可将箱涵横断面宽度设计为12m，两侧翼墙宽度为3m，并保持与道路呈47°角，之后按照道路线形设置纵坡。另一方面要进行挡土墙的设计，需要根据墙高将道路两侧的挡土墙高度分别控制在5.5m 与3.5m。而立墙的厚度则为40cm、趾板厚度为50cm，并在立墙与底板汇合位置设置加腋，规格为长60cm、宽30cm。此外还要在箱涵两侧采取填土处理，利用12%石灰土进行填筑，之后依照1:1 的坡度放坡，在此过程中需注意回填土需分层夯实，且每层厚度要小于200mm，密实度则要高于96%。

（3）要开展太湖港桥梁工程，太湖港桥梁桥面高程在36m 左右，与渠道堤面平交，在桥梁中墩设有2 排桩基，其直径为1200mm，长度为25m，共计20 根。在设计过程中需要采用预应力完成小箱梁的预制处理，使其规格控制在高1.4m、宽1m。而在桥梁下部结构方面则要利用U 形桥台以及矩形承台，并在桩基部分采用直径为1.0m 左右的钻孔灌注桩基础。

2.1.2 施工组织设计

（1）要明确工程实施原则，滨河大道北段涉渠工程需要遵守湖北省河道管理办法以及南水北调工程的相关要求，在保证工程快速开展的同时要秉承安全保工期的建设理念，确保资源配置合理，施工设计有效落实，并及时做好劳动保护、后勤保障等工作，避免对周边生态环境以及沿线建筑造成破坏。

（2）布置内容，一方面要从施工方案、造价影响因素、易于管理等角度考虑总平面布置的合理性与科学性，尽可能减少用地面积，保证交通运输通畅，降低场地内运输频率，并做好土方挖填工作。另一方面要在项目设置好卫生间、办公楼等设施，临时搭建钢筋加工棚、材料堆放场，确保混凝土构件预制能够及时开展，满足钢筋的堆放要求。之后在场内道路基层使用砖渣铺设，再浇注混凝土路面拉毛，而在加工区则要采用进行混凝土硬化处理，使用灰砂砌筑排水沟。此外还要做好临时用水、用电的准备，由于滨河大道北段涉渠工程施工区域相对分散，且施工区域的坑塘渠道较多，因此可以直接从塘渠内抽取施工用水，至于临时用电则需依照临时设施布置情况，使用变压器进行供电。

（3）施工准备，要求施工人员根据永久性坐标，进行控制网测量，设置测量标桩，准确校对轴线与水平基准点，保证施工现场道路通畅、场地整洁，便于后续机械设备进场，保留良好的地形景观。同时要进行路段填方工作，及时清除地基表层杂填土，并对路基进行碾压处理，确保压实度高于90%。

（4）设计好桩基施工方案，其施工流程为：施工准备，掌握地层岩性，确定钻进方法，合理规划施工钻具，校准桩位中心；制作钢护筒，要求使用A3 钢板进行卷制处理，且焊缝连续，避免漏水，护筒的埋深则要满足在黏性土中高于1m 和砂类土中大于2m 的要求；泥浆准备，钻孔护壁需采用泥浆护臂法，利用成品膨润土调制泥浆，使护筒内泥浆顶面始终高于孔外水位1～1.5m；制作钢筋笼，采用分节制造的方法将钢筋笼垂直吊起并下放到孔口，之后采用钢管横担的方式将接头对接好，直至钢筋笼下放到设计标高，再将其固定在孔位中心；混凝土灌注，在清孔完成后需要进行混凝土灌注处理，并保持灌注的连续性。

（5）道路排水涵基坑开挖，施工人员要将打桩机停在与打桩位置较近的工作平台，以此便于观察，之后开液压口，对桩进行锤击，直至桩压至淤泥以下一定深度，并注意控制好锤击速度，保持桩身竖直，便于锁口顺利咬合，强化止水能力[3]。

2.1.3 做好工期计划与设备准备工作

滨河大道北段涉渠工程施工准备期为1 个月，工期1 年，计划从2021 年1 月1 日开工，2022 年1 月1日完工，而周边两座建筑物的施工工期则需3 个月，计划工期为14 个月。所需准备的机械设备如表2 所示。

表2 主要施工设备

2.2 洪水影响评价

（1）要分析计算水文，根据实际调查显示，引江济汉渠道设计流量为340m3/s，最大流量可达5000m3/s，引江济汉工程进水闸处的洪水位为43m。

（2）要计算分析雍水，兴建桥梁后，难以避免的会对天然河道造成影响，使水面宽度被缩小，部分行洪面积被占据，根据计算结果可知，桥梁的修建会使桥前水位最大雍高变为0.08m，且断面处的雍高值影响范围会扩充到83m，但不会抬高倒虹吸出口的前水位。

（3）要复核引江济汉渠堤的渗透稳定性。①要计算断面与土质系数，比如：太湖港桥梁断面堤顶高程为34m、渠底高程为27m，外边坡为1:2.50，依照地质勘探报告与相关资料，断面一渠渠堤穿越4 层土，分为素填土、卵石、泥岩、粉质黏土，层厚分别为4.1m、8m、9.7m、7m；排水涵基坑典型断面，堤顶高程为34m，堤宽为8m，同样要设置穿越2 层土，分别为素填土4m 以及粉质黏土10m。②要计算渗流以及边坡稳定性，利用方程

式中：H——水头函数；KX——x 方向的渗透系数；KY——y 方向的渗透系数。

（4）要进行洪水影响分析评价。①要评价项目与相关规划，需要站在拟建工程实施方案以及计算结果的角度来分析，滨河大道北段涉渠工程的修建对水利规划无明显影响。②要分析防洪标准的符合性，拟建道路与当前防洪标准以及技术工艺标准和相关管理条例并不冲突。③分析对现有水利工程与设施的影响，项目的建设范围与引江济汉渠管理范围重叠，会对渠道管理造成一定影响。同时在施工过程中也难以避免的会产生一定量的建筑垃圾与施工废水、生活污水，从而破坏引江济汉渠周边生态环境。并且施工过程还会对堤防管理设施、防汛电力铁塔造成一定的破坏与干扰。④对防汛抢险的影响，在滨河大道建成后，可以有效提高堤顶道路便捷性，因此产生的影响是积极有利的。⑤对第三者合法水事权益的分析，工程施工时产生的废水会对地方水质产生不利影响，阻碍正常供水[4]。

2.3 设计防治补救措施

（1）在引江济汉工程管理范围内需要设立界桩用以明确界线，对于靠近渠顶以及管理范围内出现损坏的百米桩或者公里碑都要依照原状进行修复处理，根据国土部门提供的坐标在现场定位干渠管理范围。

（2）要对因施工建设造成的损坏排水沟进行修复，确保排水沟畅通。

（3）要在施工过程中对110kV 铁塔基座的形变与位移进行监测，一旦数值超过安全标准，便要采取停工操作并找寻问题形成原因，之后采取加固措施才可继续施工。同时施工时要安排专门的测量人员对周边环境进行管理，在铁塔基础四周设置测量点，进行数据的全面记录。

（4）在施工建设前，需要对港南渠分水闸电缆位置进行实地考察，核对具体位置以及分布状况，并在地埋电缆位置进行人工开挖。

（5）要对桥台底板高程进行数据采集与分析，利用填筑机械使桥墩预留一定安全距离。

（6）编制工程补救措施工程量表，其内容如表3所示。

表3 补救措施工程量

3 结语

综上所述，通过对滨河大道北段涉渠工程的施工背景、自然条件、工程地质进行分析讨论，提出切实、合理的涉渠工程实施方案、洪水影响评价以及防治补救措施，以此保证工程的顺利开展，解决过境交通问题，促进新区经济发展，实现城市功能的完善与创新。