淺談東蘭110 kV變電站進線及排管工程穿西上澳塘涉河論證

胡振棟

（上海嘉定水務工程設計有限公司，上海市202009）

0 引 言

為規范本市河道管理范圍內的跨、穿、沿河構筑物的建設和管理，保障防汛安全，上海市水務局編制完成了《上海市跨、穿、沿河構筑物河道管理技術規定》，該規定給出了以下有關涉河構筑物的規定：

1.2 本規定適用于本市河道上新建、改建、擴建的跨、穿、沿河構筑物，包括橋梁、碼頭、隧道、管道、纜線、取水口、排水口和親水平臺等構筑物。

1.3 新建、改建、擴建的跨、穿、沿河構筑物，應當符合防洪標準、岸線規劃、航運要求和其他技術要求，不應危害堤防安全、影響河勢穩定，不應影響河道水質。

3.1 穿河構筑物的頂部（包括保護層）距規劃河底（現狀河底高程低于規劃河底的，按現狀計算）的埋置深度不應小于100 cm。

3.3 穿河管線工作井的布置不應影響堤防的安全，并應滿足河道整治及維護管理的需要，距離規劃河口線不應小于10 m。

3.4 燃氣、油料、原水引水等管道穿越河道的，其保護范圍內河道上下游兩岸堤防（防汛墻）必須按規劃要求同步實施（河道兩岸新建堤防長度均不應小于30 m）。

3.5 建設穿河構筑物的，應在河道管理范圍內的相應位置設置永久性的識別標志。

經核查，東蘭110 kV變電站進線及排管工程穿越西上澳塘，采用頂管方式下穿河道。為了保證上述河道防汛墻的安全，建設單位按照相關規劃和規定的要求開展了東蘭110 kV變電站進線及排管工程穿西上澳塘涉河論證。

1 項目背景

1.1 設計范圍

為了滿足用電需求，建設單位委托上海電力設計院有限公司從已建的220 kV長春變電站起新建1條110 kV電纜出線，至擬建的110 kV東蘭變電站止，新建電纜線路路徑長度約4.8 km。

1.2 涉河段設計內容

穿越西上澳塘處為一根φ1 100的頂管，穿越段直線長度為100 m，在西上澳塘東西兩側分別設置兩個12 m×2.5 m×1.9 m的工井，但兩個工井由于距規劃河口較遠及挖深較淺，本次無需對其進行涉河論證。

2 項目周邊環境狀況及防汛設施

2.1 自然氣象條件

徐匯區屬亞熱帶季風性氣候，由于受冷暖空氣交替影響和海洋濕潤空氣調節，氣候溫和濕潤，氣候特征是春溫、夏熱、秋涼、冬寒，四季分明，降水充沛，光照充足，無霜期長。

風向春季以偏東和東南偏南為主，夏季以東南偏南為主，秋季以東北偏北至西北偏北為主，冬季以西北偏北為主。年平均氣溫15.5℃，年極端最高氣溫38.3℃，年極端最低氣溫-10.0℃，年平均日照時數1892.3 h。常年平均降水量在114 3.10 mm左右，年際降水量變化大，年內各月降水量變化有較大差異。5月至9月為汛期，6月中旬至7月上旬為梅雨季節，夏秋季常受臺風暴雨侵襲，暴雨主要降于秋季，其中臺風期間的暴雨歷時短、強度大，易形成風暴災害和澇災。

根據徐匯站近十幾年來的降雨資料，2005年最大1 h降雨量發生在9月21日，為58 mm；2006年最大1 h降雨量發生在7月22日，為36 mm；2007年最大1 h降雨量發生在8月11日，為60 mm；2008年最大1 h降雨量發生在8月25日，為117 mm；2009年最大1 h降雨量發生在7月30日，為66 mm；2010年最大1 h降雨量發生在9月1日，為44 mm。

2013年菲特臺風期間本區域未發生積水現象。

2.2 論證范圍內沿線河道概況

本次論證范圍內的河道為西上澳塘。

規劃河道規模為：河口寬18 m，河底高程0.5 m，河底寬度13 m，河道兩側各控制6 m寬的陸域范圍。

2.3 建設項目范圍內的防汛墻現狀

經深入調查，本次論證涉及的防汛墻結構均為已建。本報告根據收集到的資料，介紹沿線涉及到的防汛墻現狀情況。根據設計資料穿河處西上澳塘河口實施寬度為18 m，河道兩側護岸結構為漿砌塊石帶樁結構。

3 穿河構筑物施工期及使用期防汛安全簡析

3.1 河道設施現狀評價

根據現場踏勘及測量資料并查閱相關資料，經復核計算對現狀河道及設施評價如下。

（1）穿越西上澳塘處兩岸上下游各30 m范圍內防汛墻結構為漿砌塊石加樁結構，西岸現狀河口線與規劃河口線不吻合，東岸河口線滿足規劃要求。

（2）穿越西上澳塘處上下游各30 m范圍內西岸防汛墻的堤頂標高為4.00 m未達到4.30 m的設防標準，東岸堤頂標高已達標，西岸防汛墻堤頂標高未達標。

（3）經現場踏勘，東西兩岸現狀防汛墻感觀良好。

（4）按正常工況和地震工況復核，河道東西兩岸防汛墻的整體穩定安全系數，抗滑穩定和抗傾覆安全系數滿足規范要求。

3.2 管道穿越對周邊防汛設施的影響分析

穿越西上澳塘防汛墻處，穿越該處防汛墻正下方的管道頂標高約為-5.50 m，管徑為1 100 mm。此處防汛墻樁底標高為-3.55 m及-3.05 m，頂管管道管頂距離結構底1.95 m、2.45 m，因此管道施工過程中不會發生與防汛墻結構的直接碰撞。

工程施工采用頂管，為了分析管道施工對西上澳塘兩岸防汛墻的影響，本報告采用有限元分析軟件PLAXIS，建立管道施工過程對西上澳塘兩岸防汛墻影響的二維有限元模型（見圖1），進行了彈塑性有限元計算，預測管道施工引起的防汛墻的變形。

圖1 有限元計算模型圖

通過計算可知：管道穿越西上澳塘防汛墻引起防汛墻的最大沉降量均為4.18 mm。管道管頂覆土厚度為6.2 m，埋深孔徑比H/D均為5.6，遠大于1.2，表明地表變形趨勢減緩，影響減小。因此，若按照目前方案實施，頂管施工引起西上澳塘防汛墻的沉降變形滿足規范要求。

施工單位施工頂管前，須進一步探明穿越河道的防汛墻結構型式，如防汛墻型式與報告不符，應該立即通知建設單位、設計單位及報告編制單位，及時調整設計方案，確保防汛安全。

考慮到實際施工過程中存在不確定性因素，本報告要求下階段施工單位編制施工方案時應當重視對周邊環境的監測工作，如發現有超報警的情況，應立即停工，查找原因，排除隱患。

3.3 管道使用期對周邊防汛設施的影響分析

本電力管線在使用期對周邊防汛設施基本無影響，但需加強電力管使用期間對周邊防汛墻的監測及保護。

4 結論與建議

4.1 結論

（1）目前西上澳塘西岸的現狀河口線與規劃河口線不吻合（欠4.2 m），東岸河口線滿足規劃要求，西岸堤頂標高未達到設防要求，東岸堤頂標高已達到設防要求，但此段河道西岸為大片林帶，同時考慮到此段防汛墻與田林路橋順接良好，近期沒有拓寬西岸河口線的可能。經現場踏勘，兩岸防汛墻現狀良好，經計算其結構穩定及樁基位移滿足規范要求，故可以不用對穿河點處西上澳塘西岸的防汛墻進行同步翻建，西岸防汛墻堤頂標高雖未達標，考慮到河道整體美觀、加高堤頂的實際作用，此段防汛墻堤頂加高建議放入本河道其他整治工程中。

（2）經現場踏勘，東西兩岸現狀防汛墻感觀良好。

（3）按低水位正常工況和地震工況復核，現狀河道岸坡的整體穩定滿足要求。

（4）西上澳塘穿越段管線頂高程-5.50 m，規劃河道底高程0.50 m，實測現狀河底高程0.70 m，管頂距規劃河底6.0 m，大于2 m滿足要求。已建兩岸防汛墻為漿砌塊石加樁結構，西岸樁底標高為-3.55 m，距管線頂1.95 m，滿足要求，東岸樁底標高為-3.05 m，距管線頂2.45 m，滿足要求

（5）西工井距西側規劃河口約31 m，東工井距東側規劃河口約47 m。兩工井均位于規劃河道陸域控制線外，滿足河道管理要求。

東西兩工井的尺寸均為12 m×2.5 m×1.9 m，開挖深度1.9 m。基坑開挖深度較淺，與河道護岸距離遠遠大于4倍基坑開挖深度，其施工對河道防汛墻影響可忽略不計。

（6）通過計算分析施工穿越施工的影響，西上澳塘護岸結構變形較小。正常情況下穿越施工不會影響工程范圍的河道設施安全。考慮到實際施工過程中存在不確定因素，本報告要求下階段施工單位編制施工方案時應當重視對周邊環境的監測工作，如發現有超報警的情況，應立即停工，查找原因，排除隱患。

（7）經分析，管道及頂管正常施工的情況下，河道整體穩定滿足要求。施工期間，防汛通道嚴禁堆載，嚴禁通行重車。

（8）管線穿越施工完成后需在河道管理范圍內管道上方設置永久標志，并體現在施工圖中。

（9）涉及河道為中、小河流，電纜保護區為不小于線路兩側各50 m所形成的兩平行線內的水域。

4.2 建議

（1）嚴格按照審核通過的施工方案組織施工，合理安排工期，盡量安排在非汛期施工，汛期施工應落實好各項防汛措施。

（2）嚴禁河岸6 m河道管理范圍內堆載及重型機械進入。

（3）管線穿越施工完成后，建設單位和施工單位應對管線穿越范圍內的防汛設施進行全面檢查，若發現損壞應及時修補。

（4）施工時應當重視對周邊防汛設施的監測工作，如發現有超報警的情況，應立即停工，查找原因，排除隱患。