陸進
(南通市通州區(qū)通西堤防涵閘管理所,江蘇 南通 226361)
隨著中國水利基礎設施的迅速發(fā)展,在江、海、河堤防上面興建了大量的穿堤建筑物,穿堤建筑物在沿江堤防工程防汛中,發(fā)揮著重要作用。在穿堤建筑物多年運行過程中會出現(xiàn)一些問題,導致穿堤建筑物的正常運行受到影響,同時還給下游人民群眾的生命財產安全帶來了一定的威脅,所以針對穿堤建筑物存在的問題,應采取科學有效的加固措施,使得穿堤建筑物能夠健康運行,并發(fā)揮其應有的作用。
南通市通州區(qū)穿堤建筑物改造加固工程位于南通市通州區(qū)長江左岸碾砣港至滬蘇通大橋長江堤防沿線,是南通市防洪體系的重要組成部分。①第一段為示范段工程,上起碾砣港,下至象嶼重工西側,沿線堤防全長約4.80 km;第二段為象嶼重工至滬蘇通大橋段,沿線堤防全長約3.50 km。工程主要內容為:按照100年一遇防洪標準對該段長江堤防進行防洪能力提升。②穿堤建筑物改造工程:對堤防沿線防洪標準低、排澇能力不足、有安全隱患并且影響景觀路貫通的公字涵洞、小李港閘、大李港涵洞拆除,并按100 年一遇防洪(潮)標準及景觀路貫通需求進行重建。 ③景觀綠化工程:實施景觀路沿線景觀綠化,修復景觀路沿線生態(tài)環(huán)境,打造景觀節(jié)點,并為景觀路提供配套服務設施。
工程位于長江澄通河段,澄通河段上起鵝鼻嘴,下至徐六涇,全長約96.80 km,由福姜沙汊道、如皋沙群汊道及通州沙汊道組成,河道江面寬闊,洲灘及水下暗沙眾多,為彎曲多分汊型河道。
據(jù)大通站1950-2011 年資料統(tǒng)計,多年平均流量為28 300 m3/s,相應多年平均徑流量約9 000 億m3;徑流年內分配不均勻,5-10 月份的徑流量占全年的70.60%。
場地地勢一般較平坦,地面高程一般2.50 m 左右,堤頂高程一般6.50~7.50 m,境內堤防沿線溝渠縱橫,水流通過涵閘與長江連通。
目前,工程段長江堤的堤頂寬度仍有不足;部分段堤外灘地狹窄,堤外坡及堤腳直接面臨江水沖刷和長期浸泡,處于比較危險狀態(tài)。長江干流堤防防洪體系存在防洪安全隱患,不能滿足防御標準洪水的要求。因此,實施通州區(qū)穿堤建筑物改造加固工程,是區(qū)域防洪安全的迫切需求。
此穿堤建筑物改造加固工程由上游連接段、閘室及下游連接段組成,上游連接段包括:護坡、護底、消力池及上游翼墻;閘室段包括:閘墩、底板、排架、工作橋、交通橋、閘門及兩側連接岸墻;下游連接段包括:消力池、護坦、海漫、防沖槽、翼墻及護坡等建筑物組成。水閘主體順水流方向長度為131.35 m。
新建小李港閘為單孔閘,采用胸墻與平面鋼閘門組合布置形式,閘孔凈寬為6 m,順水流方向閘室長度為21 m,垂直水流方向長度為8 m。閘底板頂面高程確定為-2 m,閘底板厚度為1 m。閘身底板、閘墩混凝土強度等級為C30。
閘室下游側布置交通橋一座,以溝通兩岸堤頂防汛公路交通。交通橋頂面高程為6.89 m,采用鋼筋混凝土預制空心板梁結構,橋面總寬13 m,凈寬12 m,設計荷載標準:公路-Ⅱ級。預制橋板面鋪設8~17 cm厚防水混凝土鋪裝層。橋板強度等級為C40、橋臺C30,防水混凝土為C40。
閘身下游側布設一道檢修門槽。檢修閘門采用疊梁式結構,檢修門啟閉采用汽車吊。
根據(jù)工程設計及美觀需要,閘室上方布置啟閉機房及管理控制用房,建筑總面積約350 m2。
新捕河新閘現(xiàn)狀閘頂高程5.20 m,根據(jù)南通市于2021年4月頒布的《南通市沿江沿海生態(tài)景觀帶(江堤海堤景觀路)設計導則(試行)》,此階段考慮對新捕河新閘防洪標準提升至百年一遇標準,根據(jù)《水閘設計規(guī)范》,水閘擋水時,閘頂高程不應低于水閘的正常蓄水位(或最高擋水位)加波浪計算高度與相應安全超高值之和。具體分析新捕河新閘具體情況,新捕河新閘下游長江側100 年一遇設計高潮位為5.23 m,根據(jù)規(guī)范,安全超高下限值取0.50 m,同時考慮波浪爬高約0.30 m,故最終確定防洪標準提高后,新捕河新閘閘頂高程6 m。
綜上所述,此階段考慮對新捕河新閘閘門做拆除重建處理,新安裝閘門凈寬6 m,閘門高相比原閘門提高80 cm,閘頂高程6 m。
閘室上游海漫段由2 段12 m 長灌砌塊石護底組成,連接段頂面高程為Δ-2 m,灌砌塊石護底厚度為30 cm,底部分別設10 cm 厚碎石墊層、10 cm 粗砂墊層及一層無紡土工布。
上游防沖槽底高程為Δ-3.50 m,頂面高程為Δ-2 m,底寬1 m,口寬5.50 m,為拋石結構形式,防沖槽后與河底平順連接。
下游海漫由4段各12 m長灌砌塊石護底組成,護坦頂面高程為-2 m,灌砌塊石護底厚度為30 cm,底部分別設10 cm厚碎石墊層、10 cm粗砂墊層及一層無紡土工布。
下游防沖槽底高程為Δ-4 m,頂面高程為Δ-2 m,底寬2 m,口寬8.75 m,為拋石結構形式,防沖槽后與河底平順連接。
下游翼墻分為兩級,翼墻平面布置采用直線+圓弧形布置形式,考慮下游翼墻擋土高度較大、墻前潮位變幅較大,下游一級翼墻采用鋼筋混凝土扶臂式結構,二級翼墻采用鋼筋混凝土懸臂式結構,下游一級翼墻以半徑15 m,中心角80h圓弧段與消力池相接,二級翼墻以直線段與下游港支堤連接。
下游一級翼墻底板頂面高程Δ-2 m,底面高程Δ-2.80 m,底板寬度為7.60 m,扶壁厚度為50 cm,扶臂間距為4 m;下游二級翼墻底板頂面高程Δ2.50 m,底板寬度為2.90 m。下游翼墻頂高程均為Δ5.30 m,上部設1.10 m高鋼筋混凝土擋浪墻,擋浪墻厚度為30 cm,墻后填土高程Δ6.40 m。
上游翼墻分為兩級,翼墻平面布置采用直線+圓弧形布置形式,其中一翼墻采用鋼筋混凝土扶臂式結構,二級翼墻采用鋼筋混凝土懸臂式結構,上游一級翼墻以半徑9 m,中心角81h圓弧段與上游消力池相接,二級翼墻采用鋼筋混凝土懸臂式結構,以15 m長直線段與上游堤防連接。
上游一級翼墻底板頂面高程Δ-2 m,底板寬度為4.90 m,扶壁厚度50 cm,間距4 m;上游二級翼墻底板頂面高程Δ1.50 m,底板寬度1.50 m;各級翼墻墻頂高程Δ3 m,各級墻頂設1.10 m高欄桿,墻后填土高程Δ3 m。
翼墻混凝土強度等級為C30。
防滲布置采用水平防滲與垂直防滲相結合的布置方案,閘底板及閘上、下游消力池靠近閘底板的一部分構成水平防滲體系,閘室底板下采用水泥土攪拌樁連續(xù)防滲墻圍封,形成垂直防滲體系;考慮側向防滲需要,在上、下游一級翼墻底板齒坎下亦布置水泥土攪拌樁防滲幕墻,與閘室下防滲墻共同形成防滲體系。防滲幕墻均采用水泥土攪拌樁,樁徑85 cm,樁底高程為Δ-12 m。
閘室底板與消力池、消力池與翼墻前趾間均設1.20 mm厚紫銅片水平止水、垂直止水或水平與垂直止水。
閘室底板底面高程(基礎持力層)為-3 m,為層③-1 粉土與粉砂互層,厚度約8.17~11.00 m,承載力為120 kPa,可直接作為基礎持力層。
綜上所述,南通市通州區(qū)穿堤建筑物改造加固工程能很好地防洪,為城市安全提供保障。