哈爾濱市江畔住宅防洪影響評價中應注意的幾個問題

孫宏明，紀元峰

（1.黑龍江省八五一一農場水務局，黑龍江密山 158307;2.黑龍江農墾海源水利有限公司，哈爾濱 150040）

1 問題的提出

近年來，隨著社會經濟的發展，哈爾濱江畔新建了很多高層住宅，例如：哈藥大廈、高盛觀江國際、香格里拉酒店二期擴建工程、哈爾濱市警備區司令部高層住宅等，這就引發了在堤后新建高層住宅對堤防的影響、對行洪安全的影響等一系列問題，鑒于此，對堤后新建高層住宅必須進行防洪影響評價分析。

2 防洪影響評價分析的工作步驟

1）對工程位置、編制依據、評價內容進行概述。

2）分析工程所在位置的區域概況、工程概況、堤防及相關工程概況。

3）對該工程所處的河道現狀及工程對河道穩定的影響進行分析。

4）進行防洪評價計算。

5）進行防洪綜合評價，與現有水利規劃關系的影響分析，與現有防洪標準、有關技術要求和管理要求的適應性分析，對行洪安全影響分析，對河勢穩定影響分析，對堤防穩定的影響分析，對防汛搶險的影響分析，建設項目防御洪澇的設防標準與措施和對第三人合法水事權益影響分析。

6）對工程產生的影響提出防治措施。

7）提出相應的結論和建議。

3 某某大廈防洪影響分析

3.1 工程概況

某某大廈位于道里城堤堤后防洪通道25 m，在堤防的保護占地范圍內。建筑物用地面積5 000 m2，建設層數分別為6層和31層的辦公樓及高層住宅，靠近堤防側為高層住宅。地上建筑面積50 700 m2;地下部分6 700 m2。該處堤防為道里堤防，堤面較寬，高程為120.70 m，迎水側邊坡1∶2.5，干砌塊石護坡，灘面高程為116.0 m，背水面沿防洪通道處有素混凝土防水墻，墻頂高程為123.36 m。在距前堤肩47 m處，設有一道高噴截滲板墻，平均深度20 m左右。

3.2 穩定分析

3.2.1 計算條件

該大廈位于道里堤防后，距離堤防迎水側80 m，左右大廈基礎底部開挖至高程111.80 m，大廈基礎穿過地表黏土層，坐落在含細粒土細砂土層上。本次計算大廈基礎開挖的最不利情況：松花江外江水位為100 a一遇的高水位120.99 m，大廈基礎的開挖基坑內無積水情況。根據堤防的基礎地質剖面情況，堤身上部為2.2～6.5 m深的黏土不透水層，迎水側堤身不透水層最厚，向背水側逐漸變薄，堤基為連續的含細粒土細砂和粉質土細砂，滲透系數較大，從堤頂地面計算堤基透水層平均深度約為25 m，其下有一層連續不透水層。在堤身后側建有20 m深的帷幕截滲灌漿。大廈基礎為細砂，對堤身穩定、基坑開挖和排水極為不利，根據大廈施工組織設計需要在開挖基坑四周設置帷幕截滲灌漿，為防止外江高水位時基坑對堤基產生滲透破壞，初步確定基坑四周帷幕灌漿深度為15 m。

根據堤身及基礎地質報告，堤身為低液限黏土，滲透系數K=1.93×10-5cm/s，堤基為含細粒土細砂和粉質土細砂，滲透系數K=0.003 cm/s，堤身與堤基滲透系數相差極大，在計算大廈基坑開挖面滲透穩定時，將堤身簡化為不透水層。根據《水閘設計規范》（SL265-2001），采用采用改進阻力系數法，計算大廈基坑開挖面的基底滲透壓力和水力坡降，對堤基和基坑滲透穩定進行復核計算。

3.2.2 滲透壓力計算[1-2]

3.2.2.1 堤基滲透計算方法

大廈基坑開挖和基坑施工排水，破壞堤基滲透壓力平衡，使堤基滲流加大，本次計算堤基滲透破壞，計算基坑開挖面處堤基滲透破壞和堤基截滲墻前后水平段滲透破壞。采用改進阻力系數法計算堤基的滲透壓力和水力坡降。根據堤基的帷幕截滲墻和大廈基坑的帷幕截滲墻位置將堤身分為5段計算：堤身前端垂直段、堤基截滲墻前水平段、堤基截滲墻垂直段、堤基截滲墻后水平段、基坑帷幕截滲墻垂直段。對各段阻力系數分段計算。

堤身前端迎水坡采用同等斷面簡化為垂直斷面計算，根據簡化堤身及堤基輪廓結構圖（如圖1所示）計算各段阻力系數。

對堤基滲透壓力的計算及修正，求堤基各段水頭損失見表1。

表1 堤基各段阻力系數、水頭損失及水力坡降計算值

3.2.2.2 滲透穩定計算

堤基滲透穩定計算包括堤基末端水平段滲透穩定和大廈基坑開挖處滲透穩定。

1）水平段滲透比降計算公式：

式中：hx為水平段的最大水頭損失值，m;Lx為水平段長度，m。

堤基末端水平段滲透比降J水平=0.031，小于地基水平允許的滲透比降J允許=0.05-0.07，水平段滲透比降滿足規范要求。

2）出口段滲透比降計算公式：

式中：h出為出口段的水頭損失值，m;S'為堤基在大廈基坑帷幕截滲墻入土深度，m。

堤基在大廈基坑截滲墻處滲透比降J出口=0.230，小于地基出口段允許的滲透比降J允許=0.30-0.35，出口段滲透比降滿足規范要求。

3）基坑單寬流量計算根據堤基滲透水利坡降，計算公式：

式中：Q為堤基透水層深度內單位寬度滲透流量，m3/d;A為堤基透水層深度內單位寬度滲流面積，m2;v為堤基在大廈基坑截滲出口處滲透水流流速，m/s;K為堤基透水層平均滲透系數，cm/s;j出口為堤基在大廈基坑出口處的水利坡降。

圖1 某大廈堤基所處位置堤防斷面圖

經計算，堤基在大廈基坑出口處單寬滲透流量為5.96 m3/d。

3.2.3 計算結論

通過對堤基的簡化滲透計算，該大廈在基礎基坑開挖處四周設置15 m深帷幕灌漿后，在松花江發生100 a一遇的洪水，水位在120.99 m時，j出口=0.230，單寬滲透流量 Q=5.96 m3/d，基坑不會對堤基產生滲透破壞。在考慮大頂子山航電樞紐工程的影響，外江運行水位116.00 m時，大廈基坑的出口處滲透水力坡降為0.105，單寬滲透流量2.72 m3/d，大廈堤基不會對堤防滲透造成破壞。

4 江畔住宅防洪影響評價應注意的問題

1）嚴格遵循相關規范、標準和“國家、黑龍江省和哈爾濱市河道管理條例”，確定堤防的管理范圍和堤后保護范圍。

2）認真研究工程的布置、工程結構尤其有無地下結構及施工方案，分析工程對堤防及其它防洪設施的影響，分析洪水和地下水等對工程本身的影響。江畔住宅工程基坑開挖底高程一般情況低于常年地下水位，尤其大頂子山航電樞紐的影響，現松花江水位為常年116.00 m，故基坑開挖與回填應嚴格遵守相關技術規范要求，同時做好基坑降水和安全支護，確保工程施工質量，保證防洪工程的安全運行。

3）做好工程施工期及完建后的堤防穩定計算，分析各種江水位的情況下的滲流穩定，提出最不利工況。

4）松花江主城區堤防為Ⅰ級堤防，汛期不允許堤防后保護占地范圍內地下基礎工程施工。松花江在每年6月20日進入汛期，要求必須在汛期到來之前完成基礎及地下室工程施工，做好基坑回填工作。

5）對緊鄰防洪通道的高層建筑，工程施工過程中如遇汛期，施工不可占用防洪通道，不可影響防洪搶險。同時應提高管理和施工人員的防洪意識。

6）由于江畔高層住宅建設涉及到規劃、市政、水利等行業和部門，所以此工程在施工前應取得相關主管部門的審批同意，方可實施。

[1]水利部水利水電規劃設計總院.GB50286-96堤防工程設計規范[S].北京：中國計劃出版社，1998.

[2]江蘇省水利勘測設計研究院.SL265-2001水閘設計規范[S].北京：中國水利水電出版社，2001.