湘江永州至衡陽三級航道工程防洪補救補償措施

張文侃 孫文紅 程松

摘 要：為保障河道防洪安全，滿足河道功能要求，落實防洪評價報告中提出的防洪補救措施，深入研究湘江浯溪樞紐至湘江湘祁樞紐61km河段航道整治、近尾洲樞紐二線船閘等二期工程對湘江堤防及防洪的影響，本文對湘江永州至衡陽三級航道建設(shè)二期工程防洪補償補救措施進行探究和復(fù)核分析。

關(guān)鍵詞：航道工程;防洪;湘江航道;補救補償措施

中圖分類號：U641? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）05-0154-03

1引言

湘江永州至衡陽三級航道建設(shè)二期工程位于湖南省永州市和衡陽市境內(nèi)的湘江中游河段，工程主要由近尾洲二線船閘工程（含魚道工程）、湘江浯溪樞紐至湘祁樞紐61公里航道整治及配套工程組成。

湘江永州至衡陽三級航道改擴建工程項目建議書于2013年6月獲得湖南省發(fā)改委的批復(fù)（湘發(fā)改基礎(chǔ)〔2013〕868號文），根據(jù)湖南省政府常務(wù)會議精神，充分考慮湘江生態(tài)環(huán)境安全，湘江永州至衡陽三級航道工程分為一期、二期、三期實施。本研究以湘江永州至衡陽三級航道工程三期實施中的二期工程為例，主要建設(shè)內(nèi)容包括：①擴建一座1000噸級近尾洲二線船閘工程（含魚道）及相應(yīng)的管理設(shè)施;②按照1000噸級航道標準，整治湘江浯溪樞紐至湘祁樞紐61公里航道。

根據(jù)《長江水利委員會行政審批項目水影響論證報告編制大綱（試行）》（長總工【2018】275號）、《湖南省河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目防洪補救補償措施設(shè)計報告編制導(dǎo)則》的有關(guān)規(guī)定，本研究對主體工程涉河項目（或建筑物）防洪影響進一步進行復(fù)核。

2 二線船閘建設(shè)對樞紐防滲體系影響分析

二線船閘從近尾洲樞紐右側(cè)土壩穿壩而過，其軸線位于樞紐一線船閘右側(cè)155m，與樞紐壩軸線正交。二線船閘建設(shè)將原副壩挖斷后，需采取措施將船閘防滲系統(tǒng)與船閘兩側(cè)副壩防滲體系連接成整體。

根據(jù)初步設(shè)計報告，新建二線船閘后，樞紐整體防滲線從左至右依次為：左岸土壩、電站廠房、泄水閘、已建一線船閘上閘首、一二線船閘之間副壩、二線船閘上閘首及右岸副壩。二線船閘上閘首（與魚道結(jié)合為整體）左側(cè)設(shè)置34.5m防滲刺墻、40m高噴防滲墻與左側(cè)副壩防滲系統(tǒng)銜接;上閘首右側(cè)設(shè)置8m防滲刺墻、107.2m高噴防滲墻與原右岸防滲體系銜接，新建樞紐擋水防滲線全長268.0m。為確保防滲墻的防滲效果，高噴防滲墻設(shè)2排，排距1.0m，孔距0.9m，以帷幕線為軸線采用梅花形交錯布置。基巖采用單排帷幕灌漿，孔距1.5m，頂部伸入高噴防滲墻1m。防滲刺墻及上閘首之間的結(jié)構(gòu)縫設(shè)2道紫銅片止水。刺墻及高噴防滲墻頂高程根據(jù)樞紐正常蓄水位（66.1m）并考慮一定的富裕確定，取為67.00m。帷幕灌漿底高程為進入相對不透水層以下3.0m。刺墻前后及其頂部均回填粘性土，壓實度不小于96%，滲透系數(shù)不大于10-5cm/s，水溶鹽含量不大于3%，有機質(zhì)含量不大于2%，刺墻回填粘性土應(yīng)保證上下游兩側(cè)回填高程同步進行，嚴禁僅回填一側(cè)粘土。

根據(jù)設(shè)計報告防滲體系設(shè)計，分析認為，通過上閘首兩側(cè)設(shè)置防滲刺墻后，可以防止?jié)B流沿閘室與副壩接觸部位滲漏，結(jié)合兩側(cè)高噴防滲墻及基巖帷幕灌漿等措施后，近尾洲二線船閘與兩側(cè)土壩可形成一個連續(xù)完整的擋水防滲體系。

3 近尾洲二線船閘建設(shè)對上、下游岸坡影響分析

根據(jù)近尾洲二線船閘布置情況，閘址區(qū)除上游引航道、下游引航道連接湘江河床外，主要地處湘江I級階地，工程的建設(shè)未侵占原河道行洪斷面，且下游引航道口門區(qū)未設(shè)置挑流墩。根據(jù)主體工程初步設(shè)計報告，為確保上游引航道進口、下游引航道出口位置岸坡穩(wěn)定，對上、下游引航道開挖范圍內(nèi)的岸坡均進行了護砌，同時護砌范圍向口門區(qū)上、下游方向進行了延伸。

上游引航道一側(cè)采用23cm厚雷諾護墊護坡，坡比1：2，格賓石籠護腳;上游端部圓弧形向外放坡，前端及外側(cè)采用20cm厚C20膜袋護坡，坡比1：2，坡底拋石護腳。隔流堤頂部采用雷諾護墊鋪面防沖刷，上游護坡范圍見圖1所示。

下游引航道口門區(qū)右岸護岸設(shè)計為二級邊坡，邊坡坡比均為1：2.0，于高程60.00m設(shè)置2m寬馬道平臺，頂部68.00m高程設(shè)置5m寬的沿河道路。60.0m高程的馬道以上采用雷諾護坡，表層營養(yǎng)土噴籽厚10cm;60m高程以下采用采用23cm厚雷諾護墊護坡，格賓石籠護腳。60.0m高程以上均采用加筋麥克墊生態(tài)護坡，坡比1：2;高程60.85m～67.00m，采用23cm厚雷諾護坡，坡比1：2，坡腳設(shè)格賓石籠。下游護坡范圍見圖2所示。

根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013），結(jié)合本工程實際情況，口門區(qū)外側(cè)河岸邊坡按5級建筑物考慮，邊坡的設(shè)計安全標準見表1。

本文根據(jù)近尾洲二線船閘布置情況，分別選取有代表性的上游S0-780斷面、下游L0+930斷面作為典型斷面進行計算，如圖3、圖4所示。

邊坡穩(wěn)定采用理正巖土邊坡穩(wěn)定分析軟件進行計算，計算方法采用瑞典圓弧法，按極限平衡法求出滑動安全系數(shù)。

本工程的地震設(shè)計烈度為6度，可不進行抗震計算，根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013），結(jié)合本工程實際情況，穩(wěn)定計算內(nèi)容為：

（1）正常運用條件：設(shè)計洪水位驟降期的臨水側(cè)邊坡;

（2）非常運用條件：施工期臨水側(cè)邊坡。

水位降落期和施工期均采用總應(yīng)力法，計算結(jié)果見表2所示。通過計算，各工況下抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K均大于允許值，邊坡穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。

從二線船閘平面布置情況來看，上游口門區(qū)邊坡防護向上游延伸了243m，與上游工作碼頭護坡平順銜接，護坡末端距壩軸線1.14km。下游口門區(qū)邊坡防護向下游延伸了324m，并與湘祁樞紐原下游護岸平順銜接;下游口門區(qū)左側(cè)隔流堤護坡向上游延伸了約180m，末端與魚道進口銜接。

分析認為，對工程開挖范圍內(nèi)的岸坡均采取了支護措施，并向上下游進行了延伸，工作碼頭護坡上游末端與天然岸坡相接，此處距離主航道和上游口門區(qū)較遠，受進出船閘行船影響甚小，通過復(fù)核計算，岸坡穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范要求，因此二線船閘建設(shè)不會對上、下游岸坡產(chǎn)生不利影響。

4 防洪影響分析與應(yīng)對措施建議

湘江永州至衡陽三級航道二期工程實施完成后，過往船舶數(shù)量將明顯增加，船舶噸位、船型尺寸加大，汛期脫錨船只對大壩、泄洪閘等水工建筑物的危害風險大大增加。建議增加汛期對船只的監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，利用5G、衛(wèi)星（北斗、GPS）定位等技術(shù)，實現(xiàn)汛期航道船舶實時在線監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)船只脫錨及時預(yù)警，為脫錨船只應(yīng)急處置爭取時間，預(yù)警信息除向航道局、海事局、水運事務(wù)中心等相關(guān)部門發(fā)送外，應(yīng)同時向水利樞紐管理部門發(fā)送。建議在此基礎(chǔ)上增加汛期脫錨船只監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，提高防范風險能力。同時，運行過程中加強錨地管理，及時劃定錨地管理范圍，設(shè)立錨地標識及相關(guān)警示標牌，防止錨地河底砂石被盜采盜挖，確保錨地船只不跑錨。

二線船閘與副壩接觸部位設(shè)置了防滲刺墻，結(jié)合兩側(cè)高噴防滲墻及基巖帷幕灌漿等措施后，近尾洲二線船閘與兩側(cè)土壩可形成一個連續(xù)完整的擋水防滲體系，工程建設(shè)對壩體防滲無影響;主設(shè)近尾洲對二線船閘建設(shè)范圍內(nèi)的河道開挖岸坡均進行了防護，并向上下游延伸，通過復(fù)核計算，邊坡穩(wěn)定滿足規(guī)范要求，工程建設(shè)對岸坡無影響;上下游錨地無工程措施;航道疏浚工程基本沿河道的深槽走向布置，挖槽與兩岸岸坡坡腳距離在32～332m之間，挖槽工程不會對河道兩岸岸坡的穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。

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