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        哈爾濱市江畔住宅防洪影響評(píng)價(jià)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

        2010-06-08 04:37:22孫宏明紀(jì)元峰
        黑龍江水利科技 2010年5期
        關(guān)鍵詞:影響工程分析

        孫宏明,紀(jì)元峰

        (1.黑龍江省八五一一農(nóng)場(chǎng)水務(wù)局,黑龍江密山 158307;2.黑龍江農(nóng)墾海源水利有限公司,哈爾濱 150040)

        1 問(wèn)題的提出

        近年來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,哈爾濱江畔新建了很多高層住宅,例如:哈藥大廈、高盛觀江國(guó)際、香格里拉酒店二期擴(kuò)建工程、哈爾濱市警備區(qū)司令部高層住宅等,這就引發(fā)了在堤后新建高層住宅對(duì)堤防的影響、對(duì)行洪安全的影響等一系列問(wèn)題,鑒于此,對(duì)堤后新建高層住宅必須進(jìn)行防洪影響評(píng)價(jià)分析。

        2 防洪影響評(píng)價(jià)分析的工作步驟

        1)對(duì)工程位置、編制依據(jù)、評(píng)價(jià)內(nèi)容進(jìn)行概述。

        2)分析工程所在位置的區(qū)域概況、工程概況、堤防及相關(guān)工程概況。

        3)對(duì)該工程所處的河道現(xiàn)狀及工程對(duì)河道穩(wěn)定的影響進(jìn)行分析。

        4)進(jìn)行防洪評(píng)價(jià)計(jì)算。

        5)進(jìn)行防洪綜合評(píng)價(jià),與現(xiàn)有水利規(guī)劃關(guān)系的影響分析,與現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)技術(shù)要求和管理要求的適應(yīng)性分析,對(duì)行洪安全影響分析,對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定影響分析,對(duì)堤防穩(wěn)定的影響分析,對(duì)防汛搶險(xiǎn)的影響分析,建設(shè)項(xiàng)目防御洪澇的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)與措施和對(duì)第三人合法水事權(quán)益影響分析。

        6)對(duì)工程產(chǎn)生的影響提出防治措施。

        7)提出相應(yīng)的結(jié)論和建議。

        3 某某大廈防洪影響分析

        3.1 工程概況

        某某大廈位于道里城堤堤后防洪通道25 m,在堤防的保護(hù)占地范圍內(nèi)。建筑物用地面積5 000 m2,建設(shè)層數(shù)分別為6層和31層的辦公樓及高層住宅,靠近堤防側(cè)為高層住宅。地上建筑面積50 700 m2;地下部分6 700 m2。該處堤防為道里堤防,堤面較寬,高程為120.70 m,迎水側(cè)邊坡1∶2.5,干砌塊石護(hù)坡,灘面高程為116.0 m,背水面沿防洪通道處有素混凝土防水墻,墻頂高程為123.36 m。在距前堤肩47 m處,設(shè)有一道高噴截滲板墻,平均深度20 m左右。

        3.2 穩(wěn)定分析

        3.2.1 計(jì)算條件

        該大廈位于道里堤防后,距離堤防迎水側(cè)80 m,左右大廈基礎(chǔ)底部開(kāi)挖至高程111.80 m,大廈基礎(chǔ)穿過(guò)地表黏土層,坐落在含細(xì)粒土細(xì)砂土層上。本次計(jì)算大廈基礎(chǔ)開(kāi)挖的最不利情況:松花江外江水位為100 a一遇的高水位120.99 m,大廈基礎(chǔ)的開(kāi)挖基坑內(nèi)無(wú)積水情況。根據(jù)堤防的基礎(chǔ)地質(zhì)剖面情況,堤身上部為2.2~6.5 m深的黏土不透水層,迎水側(cè)堤身不透水層最厚,向背水側(cè)逐漸變薄,堤基為連續(xù)的含細(xì)粒土細(xì)砂和粉質(zhì)土細(xì)砂,滲透系數(shù)較大,從堤頂?shù)孛嬗?jì)算堤基透水層平均深度約為25 m,其下有一層連續(xù)不透水層。在堤身后側(cè)建有20 m深的帷幕截滲灌漿。大廈基礎(chǔ)為細(xì)砂,對(duì)堤身穩(wěn)定、基坑開(kāi)挖和排水極為不利,根據(jù)大廈施工組織設(shè)計(jì)需要在開(kāi)挖基坑四周設(shè)置帷幕截滲灌漿,為防止外江高水位時(shí)基坑對(duì)堤基產(chǎn)生滲透破壞,初步確定基坑四周帷幕灌漿深度為15 m。

        根據(jù)堤身及基礎(chǔ)地質(zhì)報(bào)告,堤身為低液限黏土,滲透系數(shù)K=1.93×10-5cm/s,堤基為含細(xì)粒土細(xì)砂和粉質(zhì)土細(xì)砂,滲透系數(shù)K=0.003 cm/s,堤身與堤基滲透系數(shù)相差極大,在計(jì)算大廈基坑開(kāi)挖面滲透穩(wěn)定時(shí),將堤身簡(jiǎn)化為不透水層。根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL265-2001),采用采用改進(jìn)阻力系數(shù)法,計(jì)算大廈基坑開(kāi)挖面的基底滲透壓力和水力坡降,對(duì)堤基和基坑滲透穩(wěn)定進(jìn)行復(fù)核計(jì)算。

        3.2.2 滲透壓力計(jì)算[1-2]

        3.2.2.1 堤基滲透計(jì)算方法

        大廈基坑開(kāi)挖和基坑施工排水,破壞堤基滲透壓力平衡,使堤基滲流加大,本次計(jì)算堤基滲透破壞,計(jì)算基坑開(kāi)挖面處堤基滲透破壞和堤基截滲墻前后水平段滲透破壞。采用改進(jìn)阻力系數(shù)法計(jì)算堤基的滲透壓力和水力坡降。根據(jù)堤基的帷幕截滲墻和大廈基坑的帷幕截滲墻位置將堤身分為5段計(jì)算:堤身前端垂直段、堤基截滲墻前水平段、堤基截滲墻垂直段、堤基截滲墻后水平段、基坑帷幕截滲墻垂直段。對(duì)各段阻力系數(shù)分段計(jì)算。

        堤身前端迎水坡采用同等斷面簡(jiǎn)化為垂直斷面計(jì)算,根據(jù)簡(jiǎn)化堤身及堤基輪廓結(jié)構(gòu)圖(如圖1所示)計(jì)算各段阻力系數(shù)。

        對(duì)堤基滲透壓力的計(jì)算及修正,求堤基各段水頭損失見(jiàn)表1。

        表1 堤基各段阻力系數(shù)、水頭損失及水力坡降計(jì)算值

        3.2.2.2 滲透穩(wěn)定計(jì)算

        堤基滲透穩(wěn)定計(jì)算包括堤基末端水平段滲透穩(wěn)定和大廈基坑開(kāi)挖處滲透穩(wěn)定。

        1)水平段滲透比降計(jì)算公式:

        式中:hx為水平段的最大水頭損失值,m;Lx為水平段長(zhǎng)度,m。

        堤基末端水平段滲透比降J水平=0.031,小于地基水平允許的滲透比降J允許=0.05-0.07,水平段滲透比降滿足規(guī)范要求。

        2)出口段滲透比降計(jì)算公式:

        式中:h出為出口段的水頭損失值,m;S'為堤基在大廈基坑帷幕截滲墻入土深度,m。

        堤基在大廈基坑截滲墻處滲透比降J出口=0.230,小于地基出口段允許的滲透比降J允許=0.30-0.35,出口段滲透比降滿足規(guī)范要求。

        3)基坑單寬流量計(jì)算根據(jù)堤基滲透水利坡降,計(jì)算公式:

        式中:Q為堤基透水層深度內(nèi)單位寬度滲透流量,m3/d;A為堤基透水層深度內(nèi)單位寬度滲流面積,m2;v為堤基在大廈基坑截滲出口處滲透水流流速,m/s;K為堤基透水層平均滲透系數(shù),cm/s;j出口為堤基在大廈基坑出口處的水利坡降。

        圖1 某大廈堤基所處位置堤防斷面圖

        經(jīng)計(jì)算,堤基在大廈基坑出口處單寬滲透流量為5.96 m3/d。

        3.2.3 計(jì)算結(jié)論

        通過(guò)對(duì)堤基的簡(jiǎn)化滲透計(jì)算,該大廈在基礎(chǔ)基坑開(kāi)挖處四周設(shè)置15 m深帷幕灌漿后,在松花江發(fā)生100 a一遇的洪水,水位在120.99 m時(shí),j出口=0.230,單寬滲透流量 Q=5.96 m3/d,基坑不會(huì)對(duì)堤基產(chǎn)生滲透破壞。在考慮大頂子山航電樞紐工程的影響,外江運(yùn)行水位116.00 m時(shí),大廈基坑的出口處滲透水力坡降為0.105,單寬滲透流量2.72 m3/d,大廈堤基不會(huì)對(duì)堤防滲透造成破壞。

        4 江畔住宅防洪影響評(píng)價(jià)應(yīng)注意的問(wèn)題

        1)嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和“國(guó)家、黑龍江省和哈爾濱市河道管理?xiàng)l例”,確定堤防的管理范圍和堤后保護(hù)范圍。

        2)認(rèn)真研究工程的布置、工程結(jié)構(gòu)尤其有無(wú)地下結(jié)構(gòu)及施工方案,分析工程對(duì)堤防及其它防洪設(shè)施的影響,分析洪水和地下水等對(duì)工程本身的影響。江畔住宅工程基坑開(kāi)挖底高程一般情況低于常年地下水位,尤其大頂子山航電樞紐的影響,現(xiàn)松花江水位為常年116.00 m,故基坑開(kāi)挖與回填應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求,同時(shí)做好基坑降水和安全支護(hù),確保工程施工質(zhì)量,保證防洪工程的安全運(yùn)行。

        3)做好工程施工期及完建后的堤防穩(wěn)定計(jì)算,分析各種江水位的情況下的滲流穩(wěn)定,提出最不利工況。

        4)松花江主城區(qū)堤防為Ⅰ級(jí)堤防,汛期不允許堤防后保護(hù)占地范圍內(nèi)地下基礎(chǔ)工程施工。松花江在每年6月20日進(jìn)入汛期,要求必須在汛期到來(lái)之前完成基礎(chǔ)及地下室工程施工,做好基坑回填工作。

        5)對(duì)緊鄰防洪通道的高層建筑,工程施工過(guò)程中如遇汛期,施工不可占用防洪通道,不可影響防洪搶險(xiǎn)。同時(shí)應(yīng)提高管理和施工人員的防洪意識(shí)。

        6)由于江畔高層住宅建設(shè)涉及到規(guī)劃、市政、水利等行業(yè)和部門(mén),所以此工程在施工前應(yīng)取得相關(guān)主管部門(mén)的審批同意,方可實(shí)施。

        [1]水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院.GB50286-96堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,1998.

        [2]江蘇省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.SL265-2001水閘設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)水利水電出版社,2001.

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