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某码头工程防洪评价和洪水影响分析

来源:原创论文网 添加时间:2020-09-02

  摘    要: 文章通过分析工程所在河段近期河势演变及码头区域近岸河床变化情况,运用相应规范,进行码头工程防洪影响评价分析,对码头建设前后,长江的防洪影响进行了综合分析和评价,并提出工程防治补救措施的建议,可供类似工程参考。

  关键词: 近岸河床变化; 渗流稳定; 岸坡稳定; 防洪评价;

  1、 工程概况

  1.1 、新建码头基本情况

  码头采用浮式趸船结构,趸船长度为65m,宽13m。接岸工程由活动钢引桥和架空斜坡道组成,总长68m,其中活动钢引桥尺寸为42m×4.5m,采用平行弦桁架式结构,高度3.5m,节间长度3.5m。斜坡道尺寸为26m×6.5m,由2跨13m标准预制混凝土引桥组成,基础结构采用2根φ800mm的钻孔灌注桩,上接立柱、盖梁,面层安装活动钢引桥行走轨道。

  1.2 、工程区河道概况

  安庆河段上起皖河口,下至前江口,河道长约24.15km,为一首尾束窄、中间展宽的微弯分汊型河段。安庆河段地质构造属扬子准地台的范围,河床大多发育于疏松沉积物上,这些疏松沉积物构成现代河床的直接边界。沉积物具有二元相结构特征,上部为细粒层,主要是亚粘土的河漫滩相,下部为粗粒层,主要是中细砂、局部粉砂和砾石的河床相。

  码头工程位于安庆河段进口段左岸皖河口下游,工程处防洪工程属于安庆江堤城区防洪墙段,墙顶高程20.84m,墙顶宽7.8m,墙高约7.0m。

  1.3、 河道演变及近岸河床变化分析

  安庆河段进口单一段为安庆河段中最为稳定的一段,本段河道演变的主要特点为深槽横向变化头部右摆、中部略有右摆、尾部左摆下延,纵向头部变化不大、尾部下移;左岸沙漠洲段先冲后淤,安庆港区略有淤积,右岸张家湾段冲刷、大渡口~-北圩拐段淤积。
 

某码头工程防洪评价和洪水影响分析
 

  2003~2011年,工程区近岸河床岸坡冲淤交替,总体呈淤积态势,岸坡及深槽相对稳定,本段岸坡坡度较缓,平均坡度在1:8左右,局部陡坡在1:4~1:5之间。

  工程区近岸河床断面变化图
工程区近岸河床断面变化图

  2 、防洪评价计算

  2.1、 壅水计算

  局部壅水影响主要计算水头损失(沿程+局部),根据工程前后的流态分别建立能量方程。因沿程损失较小,可忽略,则兴建建筑物所造成的水头损失主要为局部损失,且主要表现为水工建筑物上游断面工程前、后的水位变化。根据国内科研所对这一问题所进行的水槽概化模型及原型试验研究成果,对新建建筑物前后的流态分别建立能量方程。

  根据计算可知,在设计洪水位条件下,新建码头工程占用长江行洪断面0.14%,工程局部壅水高度为0.307cm,工程建设对河道行洪安全影响较小。

  2.2 、渗流稳定计算

  采用北京理正软件设计研究院的《理正渗流分析软件》对其进行计算分析,由此判断工程实施对堤防渗流稳定的影响。

  根据计算可知,在设计洪水位条件下,工程实施前后,堤内地表渗流比降均在允许范围内,满足渗流稳定要求。

  2.3 、岸坡稳定分析

  根据《水利水电工程边坡设计规范》,抗滑稳定安全系数需满足表3的要求。

  采用北京理正软件设计研究院的《理正边坡稳定分析软件》,利用计算程序自动搜索最不利滑动面,计算得K=1.674。考虑到本工程边坡距后方江堤较近,边坡稳定对江堤安全影响较严重,确定该边坡级别为Ⅱ级,从计算结果来看,拟建工程边坡稳定系数满足规范要求。

  3、 洪水影响分析

  3.1 、对行洪安全的影响分析

  根据壅水计算,工程阻水面积较小,设计洪水位下占用长江行洪断面0.14%,基本不减少过水面积,对河道行洪影响不大。

  3.2 、对河势稳定的影响分析

  工程区近岸河床岸坡冲淤交替,变化幅度不大,岸坡及深槽相对稳定,本段岸坡坡度较缓。码头为浮式趸船型式,工程兴建后对河道的局部边界条件改变很小,引起河道局部流场的变化也很小,对流速流场影响范围有限,影响程度较小,这种局部变化不会对河势稳定产生明显不利影响。

  3.3、 对现有防洪工程及其他水利工程与设施影响分析

  拟建工程在淹没状态局部壅水高度计算表表1
拟建工程在淹没状态局部壅水高度计算表表1

  表2 工程实施前后计算代表断面堤内渗流比降计算结果
表2 工程实施前后计算代表断面堤内渗流比降计算结果

  表3 抗滑稳定安全系数标准
表3 抗滑稳定安全系数标准

  工程位于安庆河段进口左岸城区防洪墙段,根据工程设计方案,经过岸坡稳定计算分析,能够维持岸坡的稳定和安全,对后方防洪墙影响较小。

  工程位于安庆河段进口左岸城区防洪墙段,根据工程设计方案,经过渗流稳定计算分析,工程实施后,堤内地表渗流比降均在允许范围内,满足渗流稳定要求。

  从河岸边坡稳定计算结果看,工程实施后近岸边坡安全系数满足规范要求。钢引桥接岸桥台开挖施工时会破坏已实施的护坡,工程实施后应及时对护坡损坏部分按设计标准修复。

  4 、防治补救措施

  (1)工程施工前需编制好施工方案,严密防护措施。工程在施工时,要严格控制施工质量,尽量减少桩基施工对基础土层的破坏,施工中涉及到土方回填时,严禁出现回填土混杂水泥渣或者其他杂物,回填土应采用粘土并压实,回填压实度不低于0.95。

  (2)工程距离后方防洪墙较近,工程施工会破坏已实施的护坡工程,对堤防渗流稳定产生一定影响,为减小桩基对堤防的不利影响,结合建设方案对施工区恢复基本方案,拟对桩基础实施防渗处理措施。防渗总体布置:对桩基础周边2m深度范围内,采取粘土回填、压实,结合铺设土工膜防渗。

  5、 结束语

  安庆港口局公务码头工程防洪评价利用历年实测水文资料及已有的研究成果,从项目建设对流域规划、河道防洪、河势演变、堤防安全等方面进行分析论证,分析成果可为工程提供相应防治措施建议,并为类似工程防洪评价,提供参考和借鉴。

  参考文献

  [1] 安徽长江河道设计研究院.安庆市公务码头工程防洪评价报告[R].
  [2]毛昶熙.渗流计算分析与控制[M].北京:中国水利水电出版社,2003:69-75.
  [3]薛明.桥涵水文[M].上海:同济大学出版社,2002.
  [4]董哲仁.堤防加固除险实用技术[M].北京:中国水利水电出版社,1998.
  [5]周金岩.枞阳县藕山水厂取水口迁建工程防洪影响评价分析[J].内蒙古水利,2020,02:77-78.

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