（河北浩川工程咨詢有限公司，石家莊 050000）

1 項目概況

1.1 建設方案

廣渠路東延道路工程起點為北京怡樂西路，終點為東六環(huán)路，是北京中心城與城市副中心通州區(qū)的重要聯(lián)系通道。工程全長6.126km，全線均為地下隧道，設計速度80km/h。工程于運通橋下游13～29m處下穿北運河，結(jié)構(gòu)頂板距河底6.02～7.19m。

1.2 施工方案

1.2.1 施工方法

工程采用明挖法在非汛期施工［2］，施工方法為放坡+鉆孔灌注樁+鋼支撐。明挖施工通過控制施工過程和堤防回填質(zhì)量，可更好的控制由施工過程帶來的不利因素：一方面在施工開挖過程中應減少圍巖擾動，及時對圍巖進行支護；另一方面施工結(jié)束后對堤防進行恢復，嚴格控制堤防回填和恢復質(zhì)量、提高筑堤回填質(zhì)量。

1.2.2 圍堰選型

北運河為北京市主要防洪排澇河道及城市景觀河道，非汛期蓄水深2.5～3.0m，且河道相對較窄。拉森鋼板樁具有強度高、施工進度快、占地空間小、防水性能好的優(yōu)點，且可以回收利用，對于本工程較為適用。為進一步增強穩(wěn)定性，本次選用雙層拉森鋼板樁圍堰（SP-IV型）。

1.2.3 導流時段及施工步驟

導流1期自2017年11月1日至2018年5月25日，先在河道左半幅打設圍堰，采用架泵抽排的方法將圍堰內(nèi)存水抽排至束窄后的河道內(nèi)，使圍堰內(nèi)形成干場后清理淤泥，平整場地，拆除隧道支護結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)原有護岸結(jié)構(gòu)，進行隧道地下連續(xù)墻施工，地下連續(xù)墻強度達到設計要求后，進行基坑開挖及隧道主體結(jié)構(gòu)施工，待隧道主體結(jié)構(gòu)完成且強度達到設計強度75%后，拆除地下連續(xù)墻至沖刷線高程以下2m，進行基坑回填、復堤、河底防沖護砌、河道水利設施及景觀綠化恢復。1期圍堰順河向長180.7m，總長423.2m。導流2期自2018年9月10日至2019年5月25日，完成右半幅河道段隧道主體結(jié)構(gòu)、河道恢復防護及復堤工程。2期圍堰順河向長174.1m，總長415.8m。

2 河道概況及水利規(guī)劃

根據(jù)《北運河通州段河道治理工程規(guī)劃》［3］，工程所在河段河道防洪標準為50年一遇，斷面型式為梯型復式斷面。目前該段河道已基本按照規(guī)劃整治完成，主河槽寬190.0m，上口寬325.0m，河底高程15.0m。主河槽通過1︰3混凝土斜坡接寬2.0m干砌石平臺，平臺上為混凝土擋墻，墻身高1.3m，干砌石平臺高程17.0m，混凝土擋墻頂高程18.3m，現(xiàn)狀水深2.5m。現(xiàn)狀左右堤大部分達到50年一遇洪水位+超高1.5m防洪標準，交叉斷面處右堤頂寬8m，高程22.8m，左堤頂為市政路，寬40m，高程22.1m。

根據(jù) 《北京城市副中心防洪工程方案專題論證報告》［4］，堤防超高由原1.5m增至1.9m，對于已建堤防超高不足段在內(nèi)側(cè)堤肩處設防浪墻形式加高。

3 防洪評價

3.1 設計洪水

工程位于北運河干流北關攔河閘下游3.7km，防洪標準100年一遇。攔河閘附近設通州水文站，下游有通惠河匯入，根據(jù)《海河流域防洪規(guī)劃》，北運河設計洪水成果如表1。

表1 交叉斷面設計洪峰流量

導流圍堰設計洪水標準20年一遇。本次利用上游通州站非汛期68年的實測洪水系列，采用P-Ⅲ型頻率曲線求得20年一遇的洪峰流量，然后用面積比法推求交叉斷面位置的洪峰流量，為319.2m3/s。

3.2 洪水位

根據(jù)現(xiàn)場查勘情況及相關規(guī)劃，北運河主槽糙率0.0225，灘地糙率0.05，道縱坡0.0187%。根據(jù)實測縱橫斷面資料及選取糙率，采用天然河道水面線法，由下游斷面向上游斷面逐段推算，成果如表2。

表2 洪水位計算成果

3.3 壅水

工程埋設于地面以下，不減小行洪面積，較修建前洪水位不變，不造成壅水影響［5］。

施工期導流圍堰布設會束窄河道過流斷面，1期圍堰布置后，河道主槽過流斷面底寬僅72.0m。本工程堰前上游水深3.0m，圍堰縱向長180m，縱向圍堰長與上游水深之比為60，大于20，因此采用SL623—2013《水利水電工程施工導流設計規(guī)范》附錄B導流設計水力計算方法—明渠恒定漸變流能量方程計算洪水位。本次洪水位推求自導流圍堰下游橫向端頭下50m處起，自圍堰上游橫向端頭上游10m。下游起推水位采用明渠均勻流進行推求，為16.98m。1期圍堰布設期間河道過流能力計算成果如表3，可知1期圍堰堰前水位高程為17.43m。2期圍堰與1期對稱布置，堰前水位17.43m。

表3 河道過流能力計算成果

根據(jù)前述分析，圍堰布設前交叉位置洪水位17.00m，圍堰搭設后堰前水位17.43m，產(chǎn)生壅水高度0.43m，壅水長度4598.9m。水位仍低于主槽兩岸岸頂高程18.3m，洪水不出主槽，對兩岸無影響。

3.4 圍堰堰頂高程分析

前述圍堰堰前水位按河道內(nèi)水工建筑物敞泄計算，但由于項目區(qū)段北運河為城市防洪排水及風景觀賞河道，設計常水位18.0m，水深3.0m。本次圍堰堰頂高程按兩種工況綜合考慮，選取較大值作為設計最低堰頂高程值。

圍堰安全加高參照SL623—2013《水利水電工程施工導流設計規(guī)范》中4～5級別中的混凝土圍堰、漿砌石圍堰的安全加高下限值0.3m，堰頂最低高程計算如表4。

表4 圍堰最低堰頂高程 單位：m

3.5 沖刷

因工程下穿河道，不減小行洪面積，洪水流勢流態(tài)不會發(fā)生變化，交叉位置沖刷主要為河道一般沖刷，考慮到工程上游緊鄰現(xiàn)有北運河大橋，為安全起見，本次考慮運通橋墩臺局部沖刷深度。根據(jù)設計單位提供的地質(zhì)查勘資料，項目所在河段地層主要粉砂、細砂，平均厚度3m，再往下為中砂，平均厚度5m，河床質(zhì)中值粒徑D50取0.20mm。本次采用JTG C30—2015《公路工程水文勘測設計規(guī)范》中推薦的64-1修正式計算沖刷深度，成果如表5。

表5 沖刷深度計算成果

3.6 項目防洪安全

交叉位置處河道沖刷深度3.48m，穿越段結(jié)構(gòu)頂板頂面位于現(xiàn)狀河底以下6.02～7.19m，位于沖刷線以下2.54～3.71m，滿足大于2m的防洪安全要求［6］。

計算圍堰堰頂最低高程18.54m，本工程設計圍堰頂高程19.0m，滿足防洪安全要求。

4 補救措施

4.1 堤防恢復

4.1.1 筑堤材料及填筑標準

采用黏粒含量10%～30%的壤土和6%～8%水泥混合土回填至堤基線以下2m，填筑壓實度不小于0.95。堤基線以下2.0m至設計堤頂采用黏性土回填，黏性土采用黏粒含量10%～35%、塑性指標7～20的均質(zhì)土，不得含植物根莖、磚瓦垃圾等雜質(zhì)，含水率與最優(yōu)含水率的允許偏差不大于±3%，填筑壓實度不小于0.95。

4.1.2 新老堤防結(jié)合面設計

為使新老堤防緊密銜接，對老堤進行削坡臺階處理，臺階高0.4m，寬1.0m，整體坡度不陡于1∶2.5。施工時在連接處灑水并刨毛后沿水平層面鋪設黏性土后碾壓。同時，隧道結(jié)構(gòu)上部回填黏性土與兩側(cè)削坡后回填黏性土連接處自堤基線以下2m至設計堤頂鋪設土工格柵網(wǎng)，格柵網(wǎng)寬5m，豎向間距1m，網(wǎng)孔39mm×39mm，抗拉強度不小于30kN/m。

4.1.3 堤身斷面

按照規(guī)劃要求，將左堤回填至23.10m，右堤回填至23.20m，同時預留0.3m沉降量，新老堤防平順銜接；堤頂寬度、堤坡均維持現(xiàn)狀。

4.2 河道防護

工程完工后，按設計要求全面恢復河道并進行河底防護。防護范圍包含隧道穿河段沿河道投影及結(jié)構(gòu)外邊線下游80.0m，上游至現(xiàn)狀運通橋下游結(jié)構(gòu)邊線外延12.4m，共計長156.7m。河底防沖護砌采用高鍍鋅鉛絲石籠護砌。石籠厚0.5m，上覆1.0m厚土層，下鋪300g/m2無紡布一層。同時在河底防護護砌上下游端頭設置齒墻（后戧），后戧戧底高程為100年一遇最低沖刷線高程-2m，即9.52m。

4.3 水質(zhì)保護

項目所在河段有景觀蓄水，施工期間，應做好污水、垃圾等有害物質(zhì)的處理，杜絕一切對水質(zhì)產(chǎn)生不利影響的活動。

5 結(jié)語

（1）施工期圍堰安全是隧道施工的重要保障，鑒于近年來極端天氣頻發(fā)，應于施工前編制防汛應急預案，并定期監(jiān)測水位，確保圍堰安全。

（2）沖刷計算應盡量采用多種方法復核，并考慮臨近工程對河道沖刷深度的影響，使成果更加合理準確。

（3）隧道施工期及運行期應委托資質(zhì)單位對主體結(jié)構(gòu)及堤防變形、滲透壓力進行監(jiān)測，并及時預報，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，迅速采取補救措施。

參考文獻：

［1］水利部.河道管理范圍內(nèi)建設項目防洪評價報告編制導則（試行）［S］.2004.

［2］何書琴，徐林春，鄭國棟.穿河穿堤工程防洪影響評價技術審查要點分析［J］.廣東水利水電，2012（7）.

［3］北京市城市規(guī)劃設計院.北運河通州段河道治理工程規(guī)劃（北關閘～甘棠橡膠壩）［R］.2006.

［4］中水北方勘測設計研究有限公司.北京城市副中心防洪工程方案專題論證報告［R］.2016.

［5］劉艷秋.穿河隧道防洪評價與補救措施［J］.水科學與工程技術，2017（4）.

［6］水利部海河水利委員會.海委審批權(quán)限范圍內(nèi)涉河建設項目技術審查規(guī)定（試行）［R］.2013.