經(jīng)驗交流：青奧會自來水保供工程管道穿越滁河的防洪評價
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作者：陳宏
1 概述
2014年青奧會自來水保供工程，是南京市六合區(qū)政府為了保證在金牛湖開展的青奧會帆船比賽項目順利進(jìn)行，保證青奧會用水安全的一項重要工程措施，也是政府為解決六合區(qū)西北部農(nóng)村居民安全飲用水的需要，合理利用水資源，開源、節(jié)流與保護(hù)并重，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一項重要措施：該工程從湖蕩至金江公路峨眉立交穿越滁河（六合大橋段），穿越工程位置位于南京市六合大橋（雄州東路）的F游，東側(cè)為雄州東路的人行道，西側(cè)為雄州東路的坡腳。
管道沿六合大橋在其下游敷設(shè)，穿越入土點位于六合大橋下游西側(cè)（右岸）綠化空地上，出土點位于六合大橋東側(cè)（左岸），敷設(shè)管材采用DN800鋼管，管道穿越擬采用定向鉆孔方案。
2.河道演變
滁河古稱涂水，發(fā)源于安徽省肥東縣，跨蘇皖兩省，歷史上是一條自然形成的河流，唐代改名滁河，沿用至今。滁河以襄河口以卜為上游，襄河口至汊河集閘為中游，汊河集閘以下為下游。流域地形狹長，干流縱坡平緩，比降約為1/20000~ 1/40000，主要支流均在北岸，源短流急，比降約為1/3000~1/10000，沿河沒有湖泊滯蓄洪水，支流洪水匯集很快。
2.1 河道近期演變分析
干流經(jīng)過多年整治，河勢總體上基本穩(wěn)定，河道的變化以人類活動為主。滁河干流及人江河道上主要控制性水利工程有：駟馬山水利樞紐、襄河口閘、汊河集水利樞紐、三汊灣水利樞紐、紅山窯水利樞紐等。樞紐工程使滁河中下游梯級渠化，為使洪水盡快下泄入江，除大河口人江口外，滁河迄今已開挖有另外五處人江河道，均在滁河右岸，從上游至下游依次為：駟馬山河、朱家山河、馬汊河、岳子河、劃子口河。其中駟馬山河、馬汊河為建后新開。
根據(jù)流域規(guī)劃，駟馬山河、馬汊河、岳子河、劃子口河擬疏浚拓寬，分洪流量分別由530m3/s、900m3／s、50m3/S和170m3/S提高到750m3/s、1220m3/s、200m3/s和300m3/S。下游干流河段除局部裁彎取直外，基本維持現(xiàn)狀，行洪流量維持原規(guī)劃550m3／s。
2.2 河道演變趨勢分析
工程河段位于六合水位站下游，紅山窯閘l-游，河道水位主要受到上游來水影響，非汛期河道流速較小，河床有淤積現(xiàn)象。河道行洪時，在高水位狀態(tài)下，河道呈現(xiàn)沖刷趨勢，但是總體而言不會改變河道整體流態(tài)，河勢相對穩(wěn)定。穿越河道處河勢如圖1所示。
現(xiàn)狀工程位置處河勢總體穩(wěn)定，隨著滁河近期整治工程的開展，滁河河勢向良好穩(wěn)定的方向發(fā)展，水利工程的建設(shè)對滁河河勢的發(fā)展起到了決定性的作用。河道在非汛期水流流速相對較小，有緩慢的淤積趨勢，汛期河道發(fā)生大面積沖刷的可能性較小，河勢將繼續(xù)保持基本穩(wěn)定的態(tài)勢。
3 防洪評價計算
3.1 沖刷計算
自來水管道采用定向鉆穿越河床，管道建成后，由于管道經(jīng)河床下穿越，在河道內(nèi)不增加阻水性的建筑物，水流的流態(tài)不會因為管道工程的建設(shè)而發(fā)生改變，河道沖刷主要為一般沖刷，不會存在局部沖刷的影響。
對照擬建管道穿越工程所在河道河段地形圖可以看出，擬建工程所處河段基本順直，河岸與河道中心線平行，水流平行于岸坡。根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》( GB 50286-98)，沖刷深度按順壩公式計算。公式如下（下同）：
黏性土渠道的允許不沖流速，可參照表1（下同），計算結(jié)果如表2所列。
結(jié)論：沖刷深度hb小于水深hp，說明河道基本不存在一般沖刷影響。
3.2堤防穩(wěn)定分析
從偏安全考慮，岸坡穩(wěn)定分析采用《堤防工程設(shè)計規(guī)范》( GB 50286-2013)規(guī)定的瑞典圓弧滑動法進(jìn)行補(bǔ)算。其安全系數(shù)定義為每一土條在滑動面上所能提供的抗滑行力矩之和與外荷載及滑動土體在滑裂面上所產(chǎn)生滑動力矩之比，公式為：
本次計算采用的地質(zhì)指標(biāo)為直接快剪指標(biāo)，為土坡未破壞時的地質(zhì)指標(biāo)，施工將不可避免地影響到地基土體。
滁河六合大橋段堤防抗滑穩(wěn)定計算結(jié)果見表3、圖2～圖4。六合大橋段的左岸背水坡是平坦的河堤，尚未進(jìn)行堤防達(dá)標(biāo)建設(shè)，故不計算抗滑穩(wěn)定。
該工程所在河道均為滁河堤防，工程段堤防等級為2級，根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》( GB 50286-2013)規(guī)定，抗滑穩(wěn)定的容許安全系數(shù)在正常運(yùn)用情況下應(yīng)不小于1. 25。根據(jù)穩(wěn)定計算結(jié)果可以看出，得出的安全系數(shù)均大于最小安全系數(shù)，滿足規(guī)范要求。
3.3 行洪斷面影響分析
根據(jù)以上計算結(jié)果，結(jié)合地質(zhì)條件綜合分析，可知管道穿越處斷面抗滑安全系數(shù)滿足規(guī)范要求。因此，可以判斷此段河道岸坡是穩(wěn)定的，管道穿越工程不會對岸坡穩(wěn)定帶來明顯不利影響。
3.4管頂覆蓋層厚度
根據(jù)《給排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》( CECS 246-2008)，管頂覆蓋層厚度在不穩(wěn)定土層中宜大于管道外徑1.5倍，并應(yīng)大于1. Sm；穿越江河水底時覆蓋層最小厚度不宜小于外徑的1.5倍，且不宜小于2. 5m．
該項日管道穿越處位于現(xiàn)狀河床底部以下12.0m，符合《給排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》( CECS 246-2008)。
4結(jié)論
a．穿越工程入出土點均在河道管理范圍以外，項目建設(shè)對滁河水利規(guī)劃項目的實施沒有影響，也不會增加規(guī)劃實施的難度。
b．抗滑穩(wěn)定計算表明，穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范要求，項目建設(shè)不影響該段堤防的穩(wěn)定安全。
c．建設(shè)項目對第三人合法水事權(quán)益無明顯影響。
d．穿越方案采用定向鉆，管道在河床下12. Om處穿越，施工中不需在河道內(nèi)設(shè)置任何阻礙行洪和通航的設(shè)施，因此，施工時不影響河道的行洪能力。對于可能發(fā)生的粉砂液化、滲漏問題，建設(shè)單位施工時均已考慮相應(yīng)技術(shù)措施，以確保安全。
e．工程施工安排在非汛期，施工中對管周土壤擾動較小，對堤防的穩(wěn)定安全影響較小。5摘要
南京青奧會自來水保供工程中的管道穿越六合區(qū)六合大橋處滁河。本文根據(jù)工程設(shè)計、勘測等資料，按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)穿越處河道河勢演變，分析計算了工程對河道斷面的岸坡、河道堤防穩(wěn)定的影響等，對沖刷亦進(jìn)行了分析，得出了穿越管道工程對河道沖刷、堤防穩(wěn)定等影響較小的結(jié)論。
