２０１２年第７期江苏水利 洪泽站工程挡洪闸施工围堰方案优化 张伟孙建东 洪泽站工程挡洪闸施工期间，施 工围堰担负着洪泽湖大堤的作用，既 要保证挡洪闸的正常施工，又要保护 下游地区千百万人民生命财产安全。 鉴于洪泽湖围堰的重要性，又需兼顾 （ＳＬ３０３—２００４）的规定，其导流建筑 物（围堰）的等级为４级，洪水重现 期为１０ ２０年。考虑到洪泽湖大堤 施工期公路交通及堰顶需设挡浪子 堰等因素，围堰顶宽取１０ ｍ，在背水 面高程１３．００ ｍ处设置５ ｍ宽后戗 台，围堰两端以坡道（ ５％）与洪泽湖 堤顶相接，围堰迎水坡和背水坡综合 坡比均取１：４。 的重要性，若围堰失事后果严重，洪 水重现期取上限，即：２Ｏ年一遇洪水 标准。 其作为临时工程的特点，首选必须确 保其安全性，因此，对施工围堰进行 挡洪闸安排在非汛期内完成，围 堰上游挡水水位采用洪泽湖２０年一 遇非汛期（１０月至次年５月）水位 １３．８５ ＩＴＩ。 围堰断面见图１。 ３－３ 围堰相关计算 科学的设计十分必要，本着科学合理 的原则，不但要保证施工围堰能够满 足正常的挡水要求，也要避免设计标 ３．３．１ 围堰顶高程确定 （１）波浪计算 波浪计算按《堤防工程设计规 范》附录ｃ进行计算。 准过高，造成浪费，另外，还必须考虑 施工的难度和可行性，以及工期的要 ３围堰设计 ３．１平面布置 求。综合以上因素，从围堰标准、平面 位置断面形状、抗滑抗渗等方面进行 方案优化。 １工程概况 围堰平面位置设计考虑要满足 ①波浪要素确定 风速：洪泽地区多年平均最大风 速为１５．８１ ｍ／ｓ，设计波浪的计算风 速采用多年平均最大风速的１．５倍为 ２３．７２ ＩＴＩ／ｓ 挡洪闸施工需要，要保证挡洪闸洪泽 湖侧所有部位应有的施工空间。根据 施工图和围堰断面设计图，确定围堰 平面布置。 围堰位于洪泽湖侧，呈弓形布 置，中间直段长８８ ｍ，中心线距闸底 板边线为１１９ ｍ，坡脚距基坑边的距 洪泽站工程是南水北调东线第 一期工程的第三梯级泵站之一，工程 风区长度：参考围堰位置及洪泽 湖整体形状等相关设计资料取３０ ｋｍ。 包括：泵站、进水闸、洪金地涵、挡洪 闸等建筑物。 挡洪闸位于洪泽湖大堤上，设 计流量１５０ ｍ３／ｓ，闸室采用钢筋混 凝土胸墙式结构型式，共３孔，每 孔净宽１０ ｍ，总净宽３０ ｍ。挡洪闸 基坑，故须在洪泽湖侧修建施工围 堰，与闸两侧洪泽湖大堤构成封闭 圈。 离为４．５ ｍ。围堰直段两端以圆弧段 和斜坡段与洪泽湖大堤相接，南、北 两端的圆弧段圆弧半径均为１００ ｍ， 圆心角分别为３８ｏ和５２ｏ，连接段设有 坡道，纵向坡比５％。 ３．２断面设计 水域水深：洪泽湖湖底高程在 １０．０～１ １．０ ｍ左右，计算时取湖底平 均高程１０．０ ｍ，洪泽湖２０年一遇非 汛期水位ｌ３．８５ ｍ时，水域水深为 ３．８５ ｍ。 ●嘲豳皇施工时，需在洪泽站大堤位置开挖 ２设计标准 平均波高、平均波周期按《堤防 工程设计规范》附录Ｃ中公式Ｃ．１．２— 围堰采用土堤结构，填筑围堰的 土料以② 层粉质粘土为主。 围堰顶高程根据洪泽湖２０年一 遇非汛期水位、风壅水面高度、波浪 爬高及安全超高确定，取顶高程 １６．００ ｍ，加１．０ ｍ高挡浪子堰。考虑 １～Ｃ．１．２－３计算确定，波长按公式 Ｃ．１．３计算确定。经计算，平均波高为 ０．７６ ｍ，平均波周期为３．９ ｓ，波长为 １９．８ ｍ。 挡洪闸建于洪泽湖大堤上，建筑 物等级为１级水工建筑物，根据《水 利水电工程施工组织设计规范》 ②风壅水面高度和波浪爬高计算 图１围堰断面图 ２０１２年第７期江苏水利 由于围堰土体（② 层粉质粘土） 与地基土的渗透系数相差不大，且均 较小，故按透水地基均质土堤进行渗 流计算。 系数见表１。 风壅水面高度按规范中公式Ｃ． 下游无排水，且ｋ＞ｋ ，按式Ｅ． １．２计算，结果为０．７０ ｍ。 ３．２—１计算下游逸出点高度ｈ。，得ｈ。： ０．５３８ ｍ。 ●圜囫霸霸—— ，，一计算，结果为１．５０ ｍ。计算中，斜坡的 糙率及渗透性系数Ｋ 取０．６５，经验 波浪爬高按规范中公式Ｃ．３．１—１ 一浸润线方程中参数ｑ 按Ｅ－３．２—７ 一围堰堰身及地基各层土的渗透 围堰填筑时，常水位【１３．０ ｍ）以 下为水中倒土，其压实情况比水上部 分有所降低，故堰身的渗透系数应适 当加大，取３．０ｘｌ０ ｃｍ／ｓ。 地基部分：⑧层为粉质粘土，其 渗透系数极小，为６．６ｘ１０ ｃｍ，ｓ。可 求得ｑ ：１．２９ｘ１０—８。 按式Ｅ．３．２—６求得浸润线方程 为： Ｘ＝ｌ１．６２６（ｙ一０．６２５）＋１．１５９（ｙ 一 ０．３９Ｉ） 系数Ｋｖ查表为１．２６，爬高累积频率 换算系数Ｋｐ查表为１．９４（按围堰不 允许越浪，爬高累积频率取２％）。边 坡按综合边坡１：４考虑，边坡系数ｍ 为４。 （３）背水坡渗流出口比降计算 透水地基上均质土堤下游无水 （２）围堰顶高程计算 围堰计算顶高程为设计挡水水 位与风壅水面高度、波浪爬高及安全 时，逸出点至坡脚段渗流比降Ｊ 和 坡脚外水平地基段渗流比降Ｊ 分 别按式Ｅ５．３—１和Ｅ５．３—２计算，取 Ｙ＝０．１５ ｎｑ，则得 ０．４７３。 视为不透水层。透水地基取②：层～ ⑥层，深度为ｌ６ ｍ。整个透水地基的 渗透系数可取② 层的渗透系数９．４ｘ １０。ＣＩＹＩ／ｓ，一方面是② 层较厚，另一 方面它位于上层，对渗流作用影响较 大。 超高之和。安全超高根据《水利水电 程施工组织设计规范》表３．４．１０确 定，４级土嗣堰取０．５ ｍ。计算得围堰 顶高程为１６．５５ ｍ，实取围堰顶高程 ＝０．３３４， ：＝ 根据钻探资料，地基土的渗透变 Ｉ６．０ ｍ，另在围堰顶部洪泽湖侧做 １．０ ｍ高浆砌块石挡浪子堰，围堰实 际高程为１７．０ ｍ。 形型式为流土型，② 层土的临界渗 透比降Ｊｃｒ为０．９，根据《堤防Ｔ程地 质勘探规程》相关条款，３级堤防取安 全系数１．５，本围堰为４级，为安全计 也取安全系数１．５，则允许渗透比降 ［Ｊ］＝０．６，显然，逸出点至坡脚段渗流 比降 和坡脚外水平地基段渗流比 降ｋ均小于［Ｊ］，围堰的渗流稳定满 （１）单位宽度渗流量计算 透水地基上均质土堤的渗流量 ３．３．２抗滑稳定计算 为堤身渗流量与堤基渗流量之和， 按《堤防工程设计规范》附录Ｅ公式 Ｅ．３．１计算。其中，堤身渗流量ｑｏ按 公式Ｅ．２．１—１ Ｅ．２．１—４计算。经计 算，堤身渗流量ｑ 为４．６２ｘ１０ ｍ３［ｓ， 表１ 围堰土料为② 层粉质粘土，根 据击实试验成果，当压实度为０．９２ 时，其直接快剪指标ｃ＝１２ ｋＰａ， ： １０。，围堰水上部分（高程１３．０ ｍ以 上）可取用该指标，水下部分（高程 １０．０～１３．０ ｍ）按０．６折减取用。地基 围堰堰身及地基各层土的渗透系数一览表 各土层按天然状况的固结快剪指标 取用。 土层 分类 高程范围（ｍ） 渗透系数（ｃｍ／ｓ） 备注 堰身 ② 层 ② 层粉质粘土 粉质粘土 １６．０～ｌ０．０ １０．０￣４．８５ ３．０ｘｌ０－７ ９．４×１０ 压实度０．９２时 经计算，围堰背水坡和迎水坡的 圆弧滑动稳定最小安全系数分别为 １．４８和１．５１，大于规范允许值１．０５， 围堰抗滑稳定符合要求。 围堰稳定计算成果见图２。 ④层 ④ 层 ⑥层 ⑧层 重粉质壤土 轻粉质壤土 重粉质壤土 粉质粘土 ４．８５￣１．５５ １．５５－－１．１５ 一１＿ｌ５－－６．０ －６．０－－１８．Ｏ ７．４ｘ１０－７ ８．２ｘ１０ １．４×１０ ６．６ｘ １０— 皿 ＠土层：ｔ－１ ９６ｔ／￣ｃ ４５ ７ｔ ＝１６ ８。 图２围堰稳定计算成果图 ３．３．３渗透稳定计算 堤身及堤基的总渗流量ｑ为１．２１× 足规范要求。 渗透稳定根据《堤防工程设计规 范》附录Ｅ进行计算。 １０一ｍ３／ｓ。 （２）浸润线计算 围堰渗透稳定计算简图见图３。 （下转第１３页） ２０１２年第７期表３ 序号 江苏水利 准则指标和评价指标权重分布情况 准则指标 权重 评价指标 技能培训开展 职业教育开展 劳动力就业与转移 权重 ０．３３３ ０．３３４ ０．３３３ 表４ 评价指标 解释指标权重及其计算结果 指标权重 ０．３３３ ０．３３４ ０．３３３ 得分值 ０．４０ｌ ０．４２７ ０．８１５ ０．６２３ ０．４８５ 培训与职业教 １ 育开展 ０．２０９ ２ 技能培训开展 职业教育开展 劳动力就业与转移 配套设施建设 ０配套水利设施建设 完成情况 ２１３ 基本Ｅｌ粮田建设 ．０．５０ ０．配套水利设施建设 基本口粮田建设 ０５０ ．５０ ０５０ ．农村道路改造 医疗卫生条件改造 Ｕ．ｊｌ Ｕ・ＵＯ０ 农村谱昭曲诰 疗ＴＪ 器件 浩 ０＿３１ ＯＯ６６ ．０８６６ ．Ｏ．４１９ ０．４２５ 教育工程建设 ３ ｕ・ｕｏ斗 撕杏Ｔ 待 凸 ００６４ ．基础设施改造 ０２７２ 完成情况 ．农村生活燃料 饮用水安全建设 文化娱乐建设 农村水电设施改造 广播通讯建设 ｎ １ｎ０ 义，｝Ｌ跃不姥趿 ０．１５６ ０．４５０ ０．７７９ ０．２２４ ０．０４ ０．４２８ ｎ１１￣，Ｉ ０．５０ ５０ Ｏ．３５０ ．秘利 皑 胞以厄 Ｊ瑙旭小建设 蚧境侏护 生态建设 种植业开发 ０．１０９ ０．Ｏ３１ ０．５０ ０．５０ ０．３５０ ０．５５３ ０．５１８ ０．６０２ ０．４９８ ０．７５２ 生态环境建设 ４ 环境保护 ０．１０４ 情况 生态建设 种植业开发 养殖业开发 ０５ 生产开发情况 ０．２０２ ０．１５０ 二二广业 友 育开展情况一般，配套设施建设完成 情况一舣，基 议飚以遁元厩 晡『见牧 好，生态环境建设情况一般，生产开 发情况较好。通过对各单项指标逐一 表５ ０．５００ 养殖业开发 Ｏ．１５Ｏ ０。３０３ 准则指标及总目标得分及评价结果 准则指标权重 ０２０９ ．准则指标 培训与职业教育开展 配套设施建设完成情况 准则指标得分 ０．５５３ ０．２１３ ０．５４１ 进行计算，得到后期扶持实施情 况中各个子目标的评价结果及综合 评价结巢．叩．嘉 ４结语 本文以水库移民后期扶持 实施 青况综合评价方法，评价了六合 区中型水库库区和移民安置区项目 实施前后的效果。通过项目实施前后 横向之间的对比，仍在一定程度上说 阳７ｋ．南艘 层甘日件 而目帝游旆里 基础设施改造完成情况 生态环境建设情况 生产开发情况 表６ 编号 １ ２ ３ ４ ５ ０．２７２ ０．１０４ ０．２０２ ０．６４８ ０．５４２ ０．６０８ 后期扶持实施情况评价结果 准则指标 培训与职业教育开展 配套设施建设完成情况 基础设施改造完成情况 生态环境建设情况 生产开发情况 评价值 ８６＿３５ ８９．２２ ９０．７６ ８７．９４ ８９．７１ 口Ｈ目 蔷ｑ・２ 拙△ ： ： ０二：４ Ｉｌ１ Ｅ七：＝， 由二 ： 施中的不足，可为水库移民后期扶持 工作措施的制定、项目的实施提供很 … … ……综合评价结果…。Ｈ…‘…。’ 好的帮助。 （作者单位：南京市六合区水利 … ～一 ８８．４８ 局２１１５０１河海大学公共管理学院 ２１００９８） …… （上接第１０页） ： ４结束语 士当 阃懦丁围恒屠干ｌ【 时下秤 斜￡浔瑚倒 ： ｑ＝ ｔ． ２１ ｘ１ ０ 浸澜绒育程 … ㈣㈣圳 ０ 一 圳 ０ ３３４ 一 、。’ —Ｌ 冈 ’。Ⅲ —Ｌ 。土’ ｉｌ６ ０ Ｉ ～ 渗流出口比降 存原设计的墓础卜 行方塞衍 和 ３ ８ｓ —ｒ ／。７ — ～＼、 、 Ｊ ｚ０ ４７３ 复核计算，取得了以下几方面的效果： （１）通过科学合理的分析确定 ，＼ｋ＝３￣１ ０￣ｍ／ｓ 瑚底盯Ｉ。ａ 邀 【—— １ Ｉ ＼＼ 恰当的围堰等级标准，既保证挡洪闸 工程施工期的挡水需要，又避免设计 △Ｌ ｋｎ＝４ ｘ１ ０ ｍ／ｓ 标准过高，造成浪费。 （２）迪过优化围堰断回设计，增 … ～～ 加围堰后戗台，在总体填筑方量基本 不变的条件下，使围堰更加稳定，抗 渗效果更佳。 图３围堰渗透稳定计算简图 围堰的围封范围，使得在防冲槽、护砌 末端等部位进行土方开挖时，对围堰的 （作者单位：江苏省水利建设工 程有限公司 ２２５００２扬州市建伟建 （３）通过优化围堰平面设计，扩大了 影响更小，提高了施工期围堰的安全性。 设工程检测中心有限公司 ２２５００９） 囝
