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.