河道堤防后深基坑建筑工程防洪安全的影響評價分析

尹桂平，楊 勇，程 功

(南京市水利規劃設計院股份有限公司，南京 210000)

1 工程概況

工程位于南京市江寧區某街道，為污水處理廠建設工程，規劃紅線面積3.07公頃(46.03畝)。工程包括高密度沉淀池、反硝化濾池、反沖洗用房、中間提升泵房、再生水泵房等，部分建筑為深基坑開挖，臨河建筑具體埋深如表1所示。深基坑工程均位于河道管理范圍外，但部分位于河道保護范圍內，工程實施可能對河道堤防及深基坑工程本身造成安全影響。以開挖較深且距離河道堤防較近的反硝化濾池為例，反硝化濾池距堤腳線39.22m，開挖深度為7.68m，斷面示意圖如圖1所示。

圖1 開挖斷面與堤防距離示意圖

該工程基坑側壁安全等級為二級，臨河側挖深段采用雙排鉆孔灌注樁+雙軸水泥土攪拌樁，坑內采用三重管高壓旋噴樁+雙軸水泥土攪拌樁。基坑降水采用輕型井點、降水管井結合集水明排的處理方式。

2 河道堤防情況

工程位置處河口寬約113.5m，河底最低點高程3.12m(85國家高程，下同)。左右兩岸迎水坡均為草皮護坡，現狀兩岸堤頂有水泥道路，左岸堤頂寬約6.0m，堤頂高程12.03m，迎水坡1∶2.5，背水坡1∶3.3；右岸堤頂寬約6.5m，堤頂高程10.96-11.07m，迎水坡1∶2.2，背水坡1∶3.9。

3 基坑防洪安全分析

由于臨河側基坑開挖最大深度約7.68m，該位置處基坑邊線與堤防坡腳線最小距離僅39.22m，基坑工程的安全穩定對河道堤防有著顯著的影響。利用理正巖土工程計算分析軟件(6.5PB4版)中的滲流分析計算、邊坡穩定分析模塊，采用有限元分析法[1-2]，選取最不利斷面分別進行滲流穩定分析和抗滑穩定分析。

表1 臨河建筑埋深表

圖2 工程位置河道斷面示意圖

3.1 滲流穩定分析

1)計算工況

根據《堤防工程設計規范》(GB 50286-2013)，河堤的堤防滲流計算采用下列水位組合：

工況一：迎水坡為設計洪水位，背水坡為相應水位；工況二：迎水坡為設計洪水位，背水坡為低水位或無水；工況三：迎水坡為施工期水位，背水坡為低水位或無水。

各工況計算水位取值詳見表2。

表2 各工程位置處堤防滲流穩定計算工況表

2)計算結果

各種工況的抗滑穩定安全系數計算結果見表3。

表3 各工程位置處堤防滲流穩定計算工況表

3.2 抗滑穩定分析

1)工況說明

根據《堤防工程設計規范》規定，結合本工程的水文、地形情況，擬定抗滑穩定計算工況見表4。

表4 計算工況表

2)計算結果

各種工況的抗滑穩定安全系數計算結果見表5。

表5 計算結果表

4 潛在風險分析

4.1 滲透破壞

項目區基坑四周設置了抗滑、防滲設施，形成了全封閉的隔水帷幕。該設計理論上可行，但因工程臨近河道，汛期河道水位較高，一旦止水帷幕某個位置出現滲透破壞，將影響到河道堤防及項目本身的防洪安全。

4.2 岸坡失穩

堤防穩定計算結果顯示，部分安全系數值與規范容許值較為接近。經分析，主要是由于堤身下部存在較厚且范圍較大的淤泥質粉質黏土層。工程施工時，土方開挖和機械震動等均可能對河道岸坡穩定造成影響。

5 建議措施

1)計算出的部分安全系數值與規范容許值較為接近，建議基坑支護設計單位對相應工段進行復核計算，并根據計算結果決定是否需要優化設計方案。

2)建議工程安排在非汛期，工程開挖及回填應嚴格按設計方案及規范要求實施，相關工序嚴格按設計文件及監理程序要求進行。

3)建議施工單位在施工過程中及施工完成后對河道斷面進行滲流及安全監測，如有滲流、坍塌、位移、沉降等情況應停止施工，并采取相應措施，保證堤防安全。

4)施工時應盡量減小機械震動影響，避免堤頂及臨近堤防區域大面積堆載，要加強堤防、基坑監測，并制訂應急預案，必要時采取臨時支護措施。

6 結 語

臨河深基坑建筑的安全對于深基坑建筑本身及河道堤防安全都有所影響，工程在設計、施工階段都應充分考慮深基坑開挖對河道堤防的影響及深基坑建筑本身的安全問題[3]。文章利用理正巖土工程計算分析軟件對深基坑建筑的滲流穩定及抗滑穩定進行了計算，分析潛在風險，并提出相應的建議，可為后續相近的工程提供參考。