鄒 磊

（霍邱縣河道管理中心，安徽 六安 237400）

0 引言

淮河是我國洪澇災(zāi)害最為嚴(yán)重的流域之一，隨著淮河流域經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，加快提升洪澇災(zāi)害防御能力，穩(wěn)定流域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展大局具有極端重要性。取水工程是完善城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)、提升地區(qū)供水能力的重要舉措，但其建設(shè)地點(diǎn)和形式受自然條件和環(huán)境影響甚大，且工程內(nèi)容龐雜，受到堤防保護(hù)等因素制約。因此，如何在建設(shè)取水工程的同時(shí)保障防洪安全，是有待探究的重要問題。

本文以霍邱縣城西湖鄉(xiāng)的自來水廠取水?dāng)U建工程為例，通過收集、整理和查勘評價(jià)區(qū)域水利規(guī)劃、地物、地貌、水文、野外河道勘測等資料，參照歷年實(shí)測水文資料及已有的規(guī)劃研究成果，進(jìn)行了水文分析計(jì)算，并利用HH-Slope1.2 和水工結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)Autobank5.6 進(jìn)行了堤防岸坡和滲流穩(wěn)定分析計(jì)算，發(fā)現(xiàn)自來水廠取水工程取水管道經(jīng)拖拉管施工后均埋入堤防頂以下1.0m 附近，對堤防頂?shù)缆方煌?、防汛搶險(xiǎn)與管理維修等方面基本無影響。分析結(jié)果對取水工程的防洪安全提供了有益借鑒。

1 工程概況

霍邱縣城西湖鄉(xiāng)自來水廠取水工程位于淮河中游，左岸為邱家湖行洪區(qū)，右岸為城西湖行洪區(qū)。浮船斷面上游500m、下游3000m 范圍較順直。浮船斷面右岸上游約23.4km 處為城西湖閘，右岸上游約14.3km 處為潤河集水文站，下游7.42km 處為臨淮崗閘控制工程。

霍邱縣城西湖鄉(xiāng)自來水廠屬農(nóng)村飲水安全工程，主要建設(shè)目的是增加取水、制水和供水能力，提高供水保證率和供水范圍。取水工程位于霍邱縣城西湖鄉(xiāng)陳嘴村附近。原浮筒取水管道（DN250）與自由升降式取水浮船位于淮河右岸，其斷面距離臨淮崗閘上7.42km 處。擴(kuò)建后的取水管道（DN355）穿堤斷面位于臨淮崗閘上7.28km，位于原浮筒取水管道斷面下游140m 處。

2 水文分析計(jì)算

淮河流域的行蓄洪區(qū)分為行洪區(qū)、蓄洪區(qū)和滯洪區(qū)三類。淮河干流行洪區(qū)的調(diào)整具有明顯的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。行洪區(qū)調(diào)整后，正陽關(guān)以上段行洪區(qū)使用前河道灘槽泄量為7000m3/s，約為10 年一遇；正陽關(guān)～渦河口段行洪區(qū)使用前河道灘槽泄量為7000m3/s，約為10～20 年一遇；渦河口下游段行洪區(qū)使用前河道灘槽泄量為10500m3/s，約為20 年一遇，淮河干流中游在遇中等洪水，河道灘槽泄量可基本滿足防洪要求。

根據(jù)上述規(guī)劃演算成果，當(dāng)遇10 年一遇洪水時(shí)，將啟用蒙洼、南潤段、邱家湖、姜唐湖四處行蓄洪區(qū)；當(dāng)遇20 年一遇洪水時(shí)，將啟用蒙洼、南潤段、邱家湖、姜唐湖、城東湖、城西湖、董峰湖、瓦埠湖、湯漁湖、荊山湖、花園湖等11 處行蓄洪區(qū)；當(dāng)遇50 年一遇及以上洪水時(shí)，淮干12 處行蓄洪區(qū)將全部啟用，并啟用臨淮崗洪水控制工程、懷洪新河控制工程。淮河干流行洪區(qū)規(guī)劃基本情況見表1。

表1 淮河干流行洪區(qū)規(guī)劃基本情況表

根據(jù)《淮河流域綜合規(guī)劃（2012—2030）》，淮鳳集～洪河口防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 年一遇，河道設(shè)計(jì)泄洪能力為7000m3/s?；春又杏畏篮闃?biāo)準(zhǔn)為20 年一遇，正陽關(guān)以下淮北大堤保護(hù)區(qū)和沿淮重要工礦城市防洪標(biāo)準(zhǔn)為100 年一遇。河道設(shè)計(jì)泄洪能力洪河口～史河口為7400m3/s，史河口～正陽關(guān)為9400m3/s，正陽關(guān)～渦河口為10000m3/s，渦河口以下為13000m3/s?；春痈闪髦饕刂泣c(diǎn)設(shè)計(jì)防洪水位淮鳳集36.92m，淮濱32.50m，王家壩29.20m，正陽關(guān)26.40m，渦河口23.39m，吳家渡22.48m，浮山18.35m。淮河干流上中游河道規(guī)劃指標(biāo)見表2。

表2 淮河干流上中游河道規(guī)劃指標(biāo)表

由表2 可知，王家壩～正陽關(guān)設(shè)計(jì)泄洪為7400～9400m3/s，當(dāng)上游來水流量超過上述范圍時(shí)，將啟用相關(guān)蓄洪區(qū)蓄水。本項(xiàng)目取水工程斷面位于王家壩以下85.1km 處，通過上述內(nèi)插得出，取水工程斷面設(shè)計(jì)流量為8500m3/s，設(shè)計(jì)水位為27.65m。

3 滲流穩(wěn)定和岸坡穩(wěn)定計(jì)算

本文采用HH-Slope1.2 軟件計(jì)算穩(wěn)定性，并采用水工結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)Autobank5.6 對水工建筑物進(jìn)行詳細(xì)的分析計(jì)算。HH-slope 軟件按照《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》和《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的方法、工況進(jìn)行編制，公式取自上述規(guī)范以及一般土工計(jì)算參考書。

3.1 滲流穩(wěn)定計(jì)算

根據(jù)地質(zhì)報(bào)告推薦的各巖土層的主要物理力學(xué)指標(biāo)，對霍邱縣城西湖鄉(xiāng)自來水廠取水工程取水管道穿堤斷面右岸堤防（2 級）進(jìn)行滲流穩(wěn)定計(jì)算，計(jì)算工況取項(xiàng)目施工完成后，實(shí)施封閉灌漿后設(shè)計(jì)水位（27.65m）運(yùn)行穩(wěn)定期。

經(jīng)滲流場分析，管道穿堤斷面右岸堤防單寬滲流量為1.92×10-6m3/s，右岸堤防斷面最大水力坡降為0.32，右岸最大水力坡降均未超過容許水力坡降（0.50），右岸出逸高度均位于下游坡腳附近，滲透穩(wěn)定滿足要求。

3.2 岸坡穩(wěn)定計(jì)算

岸坡穩(wěn)定系數(shù)Fs計(jì)算結(jié)果匯總見表3，該表包含了剖面的最小安全系數(shù)的計(jì)算結(jié)果。經(jīng)計(jì)算，穿堤管壁四周實(shí)施水泥灌漿密封后，2 級堤防穿堤斷面設(shè)計(jì)水位（27.65m）運(yùn)行工況下穩(wěn)定安全系數(shù)滿足堤防設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

表3 項(xiàng)目取水管道穿堤右岸斷面岸坡穩(wěn)定系數(shù)Fs 計(jì)算結(jié)果匯總表

4 結(jié)論與建議

根據(jù)河段河床質(zhì)組成對河段進(jìn)行分析，霍邱縣城西湖鄉(xiāng)自來水廠取水工程附近河段屬穩(wěn)定性河段。通過水文分析計(jì)算，并進(jìn)行了堤防岸坡和滲流穩(wěn)定分析計(jì)算，發(fā)現(xiàn)取水工程取水管道經(jīng)拖拉管施工后均埋入堤防頂以下1.0m 左右，對堤防頂?shù)缆方煌?、防汛搶險(xiǎn)與管理維修等方面基本無影響。

在對堤防安全與穩(wěn)定影響的防治方面，本項(xiàng)目采用拖拉管方式進(jìn)行取水管道的穿堤，由于穿堤過程中，管壁四周與堤防存在一定空隙，因此，針對本項(xiàng)目開槽穿堤對堤防安全存在的隱患，建議拖拉穿堤后，管道四周與堤身空隙應(yīng)及時(shí)采用水泥噴漿封閉，出入口應(yīng)采用水泥漿封閉，以確保堤防安全。管道主體工程完成后，應(yīng)及時(shí)恢復(fù)堤頂?shù)缆返冉ㄔO(shè)。

在對岸坡與河勢穩(wěn)定影響的防治方面，針對浮船旋臂固定樁固定于右岸迎水坡坡腳附近，為抵御洪水對浮船的沖擊力，工程建設(shè)與運(yùn)行對河勢與岸坡穩(wěn)定產(chǎn)生一定影響，故建議在旋臂固定樁斷面上游10m、下游10m 范圍內(nèi)的右岸河堤迎水坡實(shí)施現(xiàn)澆混凝土護(hù)砌，以確保岸坡與河勢穩(wěn)定。

此外，建設(shè)單位應(yīng)制定切實(shí)可行的度汛方案，確保安全度汛。盡量將施工期安排在非汛期，汛期來臨前清理河道附近施工區(qū)一切臨時(shí)建筑物、施工器材等。施工期間，嚴(yán)禁施工器材及物料侵入淮河河道，以確保河道原有防洪標(biāo)準(zhǔn)。施工期間要注意上下游雨水情發(fā)展，做好防洪預(yù)案，確保安全度汛■