淮河入海水道淮安樞紐工程關(guān)鍵技術(shù)分析

（中水淮河規(guī)劃設(shè)計研究有限公司 合肥 230601）

1 工程概況

淮河入海水道工程是擴大洪澤湖洪水出路、保證洪澤湖大堤安全的一項戰(zhàn)略性骨干工程，西起洪澤湖大堤的二河閘，東至黃海扁擔港入海，全長163.5km。入海水道沿蘇北灌溉總渠北側(cè)布置，與其形成兩河三堤，分近、遠兩期實施。入海水道配合入江水道、分淮入沂和蘇北灌溉總渠，近期規(guī)模按洪澤湖防御100年一遇洪水設(shè)計，遠期按300年一遇洪水設(shè)計。

淮安樞紐工程為大（1）工程，位于入海水道與京杭運河交匯處，是入海水道的第二級樞紐，其主要作用是實現(xiàn)入海水道與京杭運河的交叉，維持京杭運河水路航運，滿足入海水道泄洪及渠北運西地區(qū)排澇要求。樞紐主要建筑物有入海水道穿京杭運河立交地涵、古鹽河與清安河穿堤涵洞、渠北閘和入海水道北堤跨淮揚公路立交旱閘等，主體工程于2000年12月開工，2003年4月竣工投入使用。

2 關(guān)鍵技術(shù)

淮安樞紐工程在設(shè)計和施工過程中采用了多項創(chuàng)新和國內(nèi)先進技術(shù)，解決了許多復(fù)雜的技術(shù)難題，為工程的設(shè)計、施工奠定了堅實的基礎(chǔ)，為工程管理和運用創(chuàng)造了良好的條件，現(xiàn)將主要關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)如下：

2.1 合理的總體布置和復(fù)雜的立交地涵結(jié)構(gòu)技術(shù)

淮安樞紐工程位于京杭運河和淮河入海水道交匯處，京杭運河是我國僅次于長江的第二條水上運輸黃金水道，航道等級為2 級。京杭運河與蘇北灌溉總渠現(xiàn)狀是平面交叉，兩河水位通過運東閘控制相協(xié)調(diào)，京杭運河正常通航水位8.50m，入海水道近期泄洪水位11.53m，強迫泄洪水位為12.53m，遠期最高泄洪水位達14.76m，大大超出了京杭運河和蘇北灌溉總渠的運用水位，為此在入海水道上布置了淮安樞紐以解決三河交叉的矛盾，設(shè)計采用斜交角77°的斜立交方案，成功解決了入海水道泄洪與京杭運河航運的矛盾。主要建筑物立交地涵，采用“上槽下洞”的結(jié)構(gòu)型式，上部渡槽寬80.0m，正常通航水深6.0m，滿足京杭運河通航要求；下部涵洞共15 孔，單孔尺寸為6.8m×8.0m，滿足入海水道近期設(shè)計泄洪2270m3/s、強迫泄洪2890 m3/s 的要求，遠期再擴建30 孔，滿足入海水道遠期設(shè)計泄洪7000m3/s 的要求?；窗矘屑~立交地涵無論是涵洞規(guī)模，還是泄洪能力都是目前亞洲最大的水上立交工程。

2.2 粉細砂地基上的深基坑降水和防滲排水技術(shù)

淮安樞紐立交地涵坐落在粉細砂地基上，該層土為承壓含水層，承壓水頭達13m 以上。立交地涵施工基坑的最大開挖深度為15m，已經(jīng)揭穿了粉細砂層，因此施工過程中必須采取有效的降水措施，保證旱地施工和防止地基出現(xiàn)突涌破壞，可以說施工降水的成敗是工程能否順利實施的關(guān)鍵。另外立交地涵運行期間入海水道與京杭運河最大水位差達7.20m，且粉細砂地基的抗?jié)B性能差，防滲設(shè)計也是該工程的關(guān)鍵。設(shè)計根據(jù)開挖深度范圍內(nèi)土層的特性，基坑降水采用深井降水方案，并與河海大學合作進行了《淮河入海水道淮安樞紐立交地涵基坑降水及滲流分析研究》，在基坑四周共布置深井77 眼，多層土聯(lián)合降水；地涵防滲設(shè)計采用運河內(nèi)設(shè)水平鋪蓋，地涵和岸、翼墻底部設(shè)懸掛式鋼筋混凝土地連墻，及地涵底部和上下游護坦設(shè)排水孔的水平防滲與垂直防滲相結(jié)合的防滲排水措施，成功解決了粉細砂地基的基坑降水和防滲排水難題。

2.3 立交地涵渡槽防滲漏技術(shù)

淮安樞紐立交地涵采用“上槽下洞”的結(jié)構(gòu)型式，上部為京杭運河渡槽（寬80.0m，長122.4m），是高水位河道，下部為入海水道泄洪涵洞（共15 孔，單孔凈寬6.8m，長108.604m），正常情況下為低水位河道。渡槽與涵洞通過渡槽底板相連接，渡槽與涵洞兩軸線斜交，斜交角77°。為防止渡槽內(nèi)高水滲漏入涵洞，設(shè)計中采用在渡槽底部鋪設(shè)一層土工膜，上部再澆筑一層瀝青混凝土的雙層防滲漏措施。具體設(shè)計方案為：渡槽底板（涵洞頂板）內(nèi)先埋設(shè)兩道止水，底板頂先鋪設(shè)一層1200g/m2的土工膜，澆筑100mm 厚細石混凝土，上部在攤鋪78mm厚的瀝青混凝土和2mm 厚的瀝青瑪蹄脂，頂部采用320mm 厚的漿砌塊石保護，在瀝青混凝土與周邊混凝土接合處和立交地涵分縫處采用改性瀝青砂漿填縫。在頂部渡槽通水恢復(fù)通航、下部涵洞未通水的長達半年的施工期間，下部涵洞未出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，說明防滲漏設(shè)計方案是成功的。

2.4 混凝土溫控防裂技術(shù)

淮河入海水道與京杭運河是兩個相互獨立的水系，淮安樞紐立交地涵是解決兩個水系立體交叉的建筑物，由于兩個水系的水位相差較大，因此兩者必須相互隔絕，不能串通，這樣對立交地涵的防滲和防漏提出了很高的要求。如果出現(xiàn)貫穿性裂縫，不僅會造成結(jié)構(gòu)上的安全隱患，還會造成滲漏短路，這樣對防滲極為不利，因此設(shè)計提出了立交地涵混凝土不允許出現(xiàn)施工期裂縫的要求。立交地涵工程在規(guī)模上為亞洲同類工程之最，結(jié)構(gòu)型式和受力條件都非常復(fù)雜。復(fù)雜水工混凝土結(jié)構(gòu)在施工期與運行期的裂縫問題，歷來為工程界和學術(shù)界所重視，由于混凝土裂縫問題的復(fù)雜性，時至今日，仍是最不易解決和預(yù)先難以控制的技術(shù)難題。針對淮安樞紐立交地涵工程施工期混凝土溫控防裂的難題，建設(shè)單位、設(shè)計單位、科研單位和施工單位共同合作，完成了“淮河入海水道近期工程淮安樞紐立交地涵工程混凝土結(jié)構(gòu)防裂研究”，采用較為先進的仿真技術(shù)，利用混凝土結(jié)構(gòu)溫度場及徐變應(yīng)力場三維仿真計算程序，實現(xiàn)了對完全模擬實際混凝土施工全過程的溫度及應(yīng)力的仿真計算。準確及時地提出避免裂縫產(chǎn)生的工程措施，指導工程施工，實現(xiàn)了工程施工期內(nèi)未出現(xiàn)一條結(jié)構(gòu)性裂縫的優(yōu)質(zhì)工程建設(shè)目標，取得了很好的防裂效果。

2.5 地下連續(xù)墻和預(yù)應(yīng)力錨索支護技術(shù)

立交地涵運河側(cè)第一段翼墻緊鄰岸墻，岸墻建基面高程與地涵涵首一致，若岸墻放坡開挖（開挖深度15m）會影響、破壞翼墻基礎(chǔ)，增加基礎(chǔ)處理工程量，并加大運用期的不均勻沉降，影響工程的安全運行。為保護翼墻基礎(chǔ)不被破壞，設(shè)計采用鋼筋混凝土地下連續(xù)墻和預(yù)應(yīng)力錨索支護的垂直開挖方案。采取支護措施后，節(jié)省了基坑開挖和翼墻基礎(chǔ)處理工程量，既節(jié)約了投資，又為工程的安全運行打下了良好基礎(chǔ)。該項支護措施是首次在平原地區(qū)水利工程中采用，從施工期擋土情況和建成以來的運用情況看，有效地保護了翼墻基礎(chǔ)，水平位移很小，運行情況正常。

2.6 大型門機設(shè)計新技術(shù)

淮安樞紐立交地涵上游閘門設(shè)計為兩道，一道為工作閘門，一道為事故、檢修閘門，尺寸均為6.8m×8.0m（寬×高）。為進行工作閘門的吊出檢修和檢修閘門的啟閉，設(shè)計采用2×250kN 雙向門機。由于閘門高度較大，門機高度也隨之較高，為美化整個工程的外觀，雙向門機采用液壓升降式結(jié)構(gòu)。門機的四個支柱均安裝液壓升降機，正常情況下門機高度降低，啟閉閘門時升高。通過工程的運行實踐證明，運行情況正常，達到了設(shè)計要求的功能。

2.7 橋頭堡的塔式仿古設(shè)計

為方便電氣設(shè)備、液壓泵站、控制系統(tǒng)的布置，以及連接立交地涵兩岸交通，在立交地涵上、下游右岸布置橋頭堡，橋頭堡之間布置了人行交通橋。江蘇省淮安市是周恩來、韓信、梁紅玉和吳承恩等著名歷史名人的故鄉(xiāng)，是淮河下游歷史文化名城，具有悠久的歷史和豐富的人文背景，周恩來紀念館、鎮(zhèn)淮樓、韓侯祠等建筑均體現(xiàn)了淮安市深厚的文化底蘊。淮安樞紐位于淮安市淮安區(qū)南郊，緊鄰市區(qū)，為與淮安區(qū)域文化背景和現(xiàn)有建筑相協(xié)調(diào)，橋頭堡采用塔式仿古結(jié)構(gòu)，主塔共7 層，為襯托主塔的建筑效果，在主塔兩側(cè)布置了裙房，主塔與裙房之間采用廊橋連接，廊橋下為交通道路。橋頭堡采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，主塔下部兩層布置了電氣設(shè)備、液壓泵站和主控制室。裙房內(nèi)布置了變壓器和高壓開關(guān)柜、衛(wèi)生間。兩橋頭堡之間采用鋼結(jié)構(gòu)懸索橋連接交通，既方便了工程管理、節(jié)省了工程投資，又為游覽觀光創(chuàng)造了條件，橋頭堡的建筑設(shè)計成為整個淮安樞紐工程的亮點?；窗矘屑~建成后，現(xiàn)代水利工程與古老的京杭運河相映成輝，入海水道泄洪與京杭運河航運相得益彰，工程優(yōu)美的形象環(huán)境不僅成為淮安市的旅游勝地，也是淮河入海水道上的一道亮麗風景線，為生態(tài)水利、景觀水利創(chuàng)造了良好的條件，目前淮安樞紐已成為周邊群眾觀光旅游的好去處。

3 結(jié)語

淮安樞紐工程是淮河入海水道的重要控制樞紐，該樞紐工程設(shè)計理念先進，造型美觀，設(shè)計采用先進的布置方案、結(jié)構(gòu)型式和防滲排水技術(shù)，成功解決了京杭運河、灌溉總渠、入海水道三河交叉、泄洪與航運的矛盾，為淮河下游打開自己的入海通道創(chuàng)造了條件。近年來淮河流域發(fā)生多次特大洪水，入海水道投入使用后大大緩解了淮河干流和洪澤湖的防洪壓力，保護了洪澤湖大堤和里下河地區(qū)的安全，發(fā)揮了巨大的防洪減災(zāi)效益?；春尤牒Ｋ澜诠こ瘫辉u為“新中國成立60年百項經(jīng)典暨精品工程”；淮安樞紐工程是亞洲最大的河道立交，榮獲2004年“全國優(yōu)秀工程設(shè)計銀質(zhì)獎”和“水利部優(yōu)秀工程設(shè)計金質(zhì)獎”；工程建設(shè)榮獲“魯班獎”和“詹天佑獎”■