河道范围内修建码头工程的防洪影响评价（胡清玲,蔺秋生,高海静,巨娟丽）

 
摘要: 依据国家计委、水利部《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》（水政［1992］7号），对在河道管理范围内建设的码头工程，应进行防洪评价。根据2004年8月印发的《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》（试行）内容要求，进行了拟建码头工程防洪影响分析，主要内容包括河道演变分析、防洪评价计算和防洪综合评价等。河演分析结果表明，工程河段多年来河势稳定，河道深槽位置及两岸的江岸基本保持稳定;码头工程附近江岸基本稳定，工程水域河床冲淤幅度相对较小，具备开发利用的条件。平面二维数学模型计算结果表明，工程修建后对河道水位及流场的影响较小，码头工程的修建不会对其所在河段河势及行洪产生明显不利影响。

关 键 词: 防洪综合评价;防洪评价计算;河道演变分析;码头工程;长江

中图分类号: U656.1 文献标识码: A

依据国家计委、水利部《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》（水政［1992］7号），对河道管理范围内建设的码头工程，应进行防洪评价。本文根据2004年8月印发的《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》（试行）内容要求，对长江河道右岸某处拟建码头工程的防洪影响进行了分析，主要内容包括河道演变分析、防洪评价计算和防洪综合评价等。此项研究工作的开展为分析码头工程对长江河势及行洪影响、保证工程安全提供了科学依据。

1 工程概况

1.1 工程位置及规模

码头工程位于长江水道右岸某处，堤外分布有广阔的河漫滩，滩地较为平坦，随着洪、枯季的变化，会被淹没或露出水面。拟建的码头工程位置及工程附近河段河势见图1。

码头工程规模为建设30000DWT泊位1个（兼顾1艘50000DWT船，2艘5000DWT船，内档兼顾1000DWT泊位1个），500DWT泊位1个及长约1205m的码头引桥1座。

1.2 水工建筑物结构

根据码头区地形、地质、水文等自然条件，并借鉴附近工程的码头结构型式及其成功的施工经验，水工建筑物采用高桩梁板式和高桩墩式结构。30000DWT（内档1000DWT）泊位靠船装卸平台长254m，宽25m，排架间距为7m，基础采用600mm×600mm预应力混凝土空心方桩，上部结构由横梁、纵梁、前边梁、系靠船梁和迭合面板等组成。

500DWT泊位码头平台长32m，宽15m，共设1座，为高桩梁板结构，排架间距为6m，基础亦采用600mm×600mm预应力混凝土空心方桩。

引桥长1205m，宽8m，采用高桩梁板结构。引桥排架间距采用20m，排架基础采用φ1000mmPHC管桩及φ1000mm钻孔灌注桩。引桥的上部结构由横梁及预应力混凝土空心板等组成。

2 河道演变分析

工程河段河道平面形态向南微弯，上段为分汊河道，下段为单一河道，岸线向南凹进，在汊道以下有大片滩地。

历史水道地形资料显示，目前洲滩河势形成时间早，较为稳定，深泓靠近沙洲左侧及下游边滩前沿。从多年的平面变化看，除0m等高线淤积左移变化较大外，工程附近的-5、-10、-15、-20m等高线变化较小，河道深槽位置稳定，有利于边滩前沿开发建设码头等经济设施。

从工程附近的河道断面的变化看，河床北侧-10m高程以下的河床1981～1986年淤积明显，1986年后年际间冲淤变化较小，而右岸-5m以下的河床除局部冲刷坑年际间有所冲淤变化外，多年来江岸保持稳定，河床冲淤变化很小，而-5m以上的滩地多年来基本上是淤积的。

3 防洪评价计算

3.1 壅水分析计算

采用平面二维水流数学模型进行防洪设计洪水条件下码头工程修建后壅水分析计算和河势影响分析计算。防洪设计洪水流量和相应的水位条件根据1990年修订的《长江流域综合利用规划报告》选取。为了反映码头工程的影响，在模型中主要采用了修改局部地形和局部糙率系数等方法进行处理。

为工程修建后水位影响范围图。可知，由于码头工程采用了高桩梁板结构，其桩基透空过水，工程修建后对河道洪水位的影响值较小，影响范围仅限于工程附近上下游局部区域内，而对其它水域没有明显影响;由于码头桩台阻水，一般迎流面出现局部水位壅高，在码头侧面及背流面，由于水流绕流作用，出现局部水位降低。水位最大壅高1.3cm，位于码头平台上游约30m处，0.5cm壅水影响范围为码头平台上游约500m的区域内;在码头平台附近及其下游局部水域出现水位降低，水位最大降低1.4cm;0.5cm降水区域为码头平台附近至下游约700m的范围内。从影响范围来看，工程修建后大堤近岸洪水位壅高不超过0.3cm。

3.2 河势影响分析计算

为工程修建后工程河段流速变化等值线。可知，工程修建后，工程对流速的影响主要集中在工程附近及其上下游局部区域。由于码头工程的阻水壅水作用，码头迎流面局部区域流速有所减小;在码头工程附近及其背流面局部区域，由于水流受阻绕流，流速减小;在码头工程外侧附近，由于工程结构占用河道过水面积、挤压约束水流，局部区域内水流流速有所增加。流速最大减小0.224m/s，出现在码头平台下游约30m处，流速减小0.05m/s的区域为码头平台上游约180m至码头平台下游约1300m的范围内，在码头平台附近流速减小0.05m/s～0.1m/s;在码头平台外侧局部范围，流速有所增大，流速最大增加0.047m/s。

3.3 边坡抗滑稳定和渗流稳定计算

为了保证工程安全及分析工程修建后对堤防工程的影响，进行了边坡稳定及渗流稳定分析计算。

由于堤外滩地较宽，岸坡较缓，主要对工程附近堤坡进行了抗滑稳定复核计算。计算方法采用堤防工程设计规范推荐的瑞典圆弧法，计算中考虑了两种工况:设计洪水位条件下稳定渗流期大堤内坡稳定性复核计算（工况1）;设计洪水位骤降3m时大堤外坡稳定性复核计算（工况2）。两种工况抗滑稳定系数的计算结果分别为1.947和1.939。

拟建工程所在江堤为长江Ⅱ级堤防。根据《堤防工程设计规范》（GB50286-98），对于Ⅱ级堤防，在非常运行条件下岸坡抗滑安全系数应不小于1.15（采用瑞典圆弧法），在正常运行条件下岸坡抗滑安全系数应不小于1.25（采用瑞典圆弧法）。计算分析表明，拟建码头工程所在堤坡在正常运行条件及非常运行条件下均能满足规范要求。因此，从边坡稳定性的角度来看，码头工程是安全的。

码头引桥与大堤相连，部分桩排基础距离堤脚较近，为分析码头工程对堤防渗透稳定的影响，对码头引桥所在断面进行了渗透稳定计算分析。计算考虑了3种工况。工况1为天然状态下的渗流场分布;工况2为假定桩基施工质量好，不产生任何裂缝和缺陷;工况3为假定桩基与土层间产生裂缝，水流通过裂缝向堤内渗透。对裂缝的考虑为一种极端化的可能性。渗流稳定计算结果见表1。

根据粘土的允许垂直比降0.5以及允许水平比降0.3来判断，工程前后的渗流稳定性都可以满足安全要求。通过对计算成果分析可知，码头引桥桩基在施工完好情况下对堤基的渗流场分布基本无影响。假设桩基与周围土层产生接触裂缝，则对堤基渗流场分布会产生一定影响，但由于桩径较小，影响范围有限，根据粘土的允许比降值来判断，仍可满足渗透稳定的安全要求。

4 防洪综合评价

4.1 工程建设与相关水利规划的关系

拟建码头工程所占用的岸线为规划中的液体化工码头岸线，工程的建设符合当地对岸线利用的总体规划和利用要求。

4.2 工程建设对河势稳定的影响分析

根据河演分析结果，工程河段近几十年来河势一直保持稳定，两岸岸线、深槽位置总体变化不大。工程河段水域河床冲淤幅度相对较小，具备兴建码头工程的条件。

数学模型计算结果表明，工程修建后对流场的影响较小，影响范围有限;码头工程对水流流向影响不大;工程修建后工程附近断面流速分布基本没有变化，河道主流稳定。

总之，拟建码头工程不会对其所处河段河势产生明显不利影响。

4.3 工程建设对河道行洪的影响分析

拟建码头工程采用高桩梁板结构，阻水作用较小。码头引桥梁底面高程大部分均在洪水位以上，基本满足相关法规的要求。

根据码头结构资料分析，拟建码头横断面面积占整个河道行洪面积的比值约为0.82%，该面积比值不大，从定性上分析，码头工程的修建对河道行洪影响较小。

数模计算结果表明，由于该码头工程采用阻水作用较小的高桩梁板结构，对河道阻水作用较小，工程的修建对河道水位、流场影响不大，不会对河道行洪带来明显不利影响。

4.4 工程建设对堤防的影响分析

根据《中华人民共和国防洪法》和《中华人民共和国河道管理条理》，修建码头等工程不得危害堤防安全。

数模计算成果表明，工程兴建后码头上游附近壅水最大值为1.3cm，近岸水位壅高值在0.3cm内，码头上下游近岸流速一般减小。因此工程的建设基本不会影响工程范围内防洪大堤的防洪标准。

根据边坡抗滑稳定和渗流稳定计算结果，表明拟建码头工程所处堤防堤坡基本稳定，堤基满足渗透稳定要求，工程对堤基渗流影响很小。

总之，由于码头工程通过接岸引桥与大堤平交，没有跨堤、穿堤建筑物，若能保证工程施工质量，并做好基础防渗处理，工程的兴建不会对本河段防洪工程带来明显不利影响。

5 结论及建议

5.1 主要结论

（1）河演分析表明，工程所在的河段多年来河势保持稳定，工程附近右岸江岸稳定，深槽位置稳定，工程水域河床冲淤幅度相对较小，工程附近水域开阔，具备建设码头的条件。

（2）数模计算结果表明，码头工程建成后，水位最大壅高1.3cm，最大降低1.4cm，0.5cm水位影响范围主要集中在码头平台上游约500m至码头平台下游约700m的区域内。码头工程上下游局部区域流速有所减小，最大减小0.224m/s;在码头工程外侧局部区域流速略有增加，流速最大增加约0.047m/s;流速减小范围主要集中在码头工程上游180m、下游1300m的局部区域内。工程对河道主流区的流速、流向及断面流速分布影响甚微。

（3）根据边坡抗滑稳定和渗流稳定计算结果，表明拟建码头工程所处堤防堤坡基本稳定，堤基满足渗透稳定要求，工程对堤基渗流影响很小。

5.2 建议

（1）进一步优化码头工程设计，尽可能减小对河道行洪影响。

（2）建议建设单位和施工部门严格控制施工质量，作好基础防渗处理。

（3）建议码头工程施工时合理选择施工期，尽量避开长江防汛期，工程建成后及时清理施工场地内临时建筑物等行洪障碍物，以减小对长江行洪渡汛的影响。

（4）为安全起见，建议工程实施过程中和建成后，应加强工程河段一定范围内河道地形和水文资料的观测及分析研究工作。

作者简介: 胡清玲，女，三峡大学土木水电学院硕士研究生，工程师。

来源：《人民长江》2008.10