哈尔滨市江畔住宅防洪影响评价中应注意的几个问题

孙宏明，纪元峰

（1.黑龙江省八五一一农场水务局，黑龙江密山 158307;2.黑龙江农垦海源水利有限公司，哈尔滨 150040）

1 问题的提出

近年来，随着社会经济的发展，哈尔滨江畔新建了很多高层住宅，例如：哈药大厦、高盛观江国际、香格里拉酒店二期扩建工程、哈尔滨市警备区司令部高层住宅等，这就引发了在堤后新建高层住宅对堤防的影响、对行洪安全的影响等一系列问题，鉴于此，对堤后新建高层住宅必须进行防洪影响评价分析。

2 防洪影响评价分析的工作步骤

1）对工程位置、编制依据、评价内容进行概述。

2）分析工程所在位置的区域概况、工程概况、堤防及相关工程概况。

3）对该工程所处的河道现状及工程对河道稳定的影响进行分析。

4）进行防洪评价计算。

5）进行防洪综合评价，与现有水利规划关系的影响分析，与现有防洪标准、有关技术要求和管理要求的适应性分析，对行洪安全影响分析，对河势稳定影响分析，对堤防稳定的影响分析，对防汛抢险的影响分析，建设项目防御洪涝的设防标准与措施和对第三人合法水事权益影响分析。

6）对工程产生的影响提出防治措施。

7）提出相应的结论和建议。

3 某某大厦防洪影响分析

3.1 工程概况

某某大厦位于道里城堤堤后防洪通道25 m，在堤防的保护占地范围内。建筑物用地面积5 000 m2，建设层数分别为6层和31层的办公楼及高层住宅，靠近堤防侧为高层住宅。地上建筑面积50 700 m2;地下部分6 700 m2。该处堤防为道里堤防，堤面较宽，高程为120.70 m，迎水侧边坡1∶2.5，干砌块石护坡，滩面高程为116.0 m，背水面沿防洪通道处有素混凝土防水墙，墙顶高程为123.36 m。在距前堤肩47 m处，设有一道高喷截渗板墙，平均深度20 m左右。

3.2 稳定分析

3.2.1 计算条件

该大厦位于道里堤防后，距离堤防迎水侧80 m，左右大厦基础底部开挖至高程111.80 m，大厦基础穿过地表黏土层，坐落在含细粒土细砂土层上。本次计算大厦基础开挖的最不利情况：松花江外江水位为100 a一遇的高水位120.99 m，大厦基础的开挖基坑内无积水情况。根据堤防的基础地质剖面情况，堤身上部为2.2～6.5 m深的黏土不透水层，迎水侧堤身不透水层最厚，向背水侧逐渐变薄，堤基为连续的含细粒土细砂和粉质土细砂，渗透系数较大，从堤顶地面计算堤基透水层平均深度约为25 m，其下有一层连续不透水层。在堤身后侧建有20 m深的帷幕截渗灌浆。大厦基础为细砂，对堤身稳定、基坑开挖和排水极为不利，根据大厦施工组织设计需要在开挖基坑四周设置帷幕截渗灌浆，为防止外江高水位时基坑对堤基产生渗透破坏，初步确定基坑四周帷幕灌浆深度为15 m。

根据堤身及基础地质报告，堤身为低液限黏土，渗透系数K=1.93×10-5cm/s，堤基为含细粒土细砂和粉质土细砂，渗透系数K=0.003 cm/s，堤身与堤基渗透系数相差极大，在计算大厦基坑开挖面渗透稳定时，将堤身简化为不透水层。根据《水闸设计规范》（SL265-2001），采用采用改进阻力系数法，计算大厦基坑开挖面的基底渗透压力和水力坡降，对堤基和基坑渗透稳定进行复核计算。

3.2.2 渗透压力计算[1-2]

3.2.2.1 堤基渗透计算方法

大厦基坑开挖和基坑施工排水，破坏堤基渗透压力平衡，使堤基渗流加大，本次计算堤基渗透破坏，计算基坑开挖面处堤基渗透破坏和堤基截渗墙前后水平段渗透破坏。采用改进阻力系数法计算堤基的渗透压力和水力坡降。根据堤基的帷幕截渗墙和大厦基坑的帷幕截渗墙位置将堤身分为5段计算：堤身前端垂直段、堤基截渗墙前水平段、堤基截渗墙垂直段、堤基截渗墙后水平段、基坑帷幕截渗墙垂直段。对各段阻力系数分段计算。

堤身前端迎水坡采用同等断面简化为垂直断面计算，根据简化堤身及堤基轮廓结构图（如图1所示）计算各段阻力系数。

对堤基渗透压力的计算及修正，求堤基各段水头损失见表1。

表1 堤基各段阻力系数、水头损失及水力坡降计算值

3.2.2.2 渗透稳定计算

堤基渗透稳定计算包括堤基末端水平段渗透稳定和大厦基坑开挖处渗透稳定。

1）水平段渗透比降计算公式：

式中：hx为水平段的最大水头损失值，m;Lx为水平段长度，m。

堤基末端水平段渗透比降J水平=0.031，小于地基水平允许的渗透比降J允许=0.05-0.07，水平段渗透比降满足规范要求。

2）出口段渗透比降计算公式：

式中：h出为出口段的水头损失值，m;S'为堤基在大厦基坑帷幕截渗墙入土深度，m。

堤基在大厦基坑截渗墙处渗透比降J出口=0.230，小于地基出口段允许的渗透比降J允许=0.30-0.35，出口段渗透比降满足规范要求。

3）基坑单宽流量计算根据堤基渗透水利坡降，计算公式：

式中：Q为堤基透水层深度内单位宽度渗透流量，m3/d;A为堤基透水层深度内单位宽度渗流面积，m2;v为堤基在大厦基坑截渗出口处渗透水流流速，m/s;K为堤基透水层平均渗透系数，cm/s;j出口为堤基在大厦基坑出口处的水利坡降。

图1 某大厦堤基所处位置堤防断面图

经计算，堤基在大厦基坑出口处单宽渗透流量为5.96 m3/d。

3.2.3 计算结论

通过对堤基的简化渗透计算，该大厦在基础基坑开挖处四周设置15 m深帷幕灌浆后，在松花江发生100 a一遇的洪水，水位在120.99 m时，j出口=0.230，单宽渗透流量 Q=5.96 m3/d，基坑不会对堤基产生渗透破坏。在考虑大顶子山航电枢纽工程的影响，外江运行水位116.00 m时，大厦基坑的出口处渗透水力坡降为0.105，单宽渗透流量2.72 m3/d，大厦堤基不会对堤防渗透造成破坏。

4 江畔住宅防洪影响评价应注意的问题

1）严格遵循相关规范、标准和“国家、黑龙江省和哈尔滨市河道管理条例”，确定堤防的管理范围和堤后保护范围。

2）认真研究工程的布置、工程结构尤其有无地下结构及施工方案，分析工程对堤防及其它防洪设施的影响，分析洪水和地下水等对工程本身的影响。江畔住宅工程基坑开挖底高程一般情况低于常年地下水位，尤其大顶子山航电枢纽的影响，现松花江水位为常年116.00 m，故基坑开挖与回填应严格遵守相关技术规范要求，同时做好基坑降水和安全支护，确保工程施工质量，保证防洪工程的安全运行。

3）做好工程施工期及完建后的堤防稳定计算，分析各种江水位的情况下的渗流稳定，提出最不利工况。

4）松花江主城区堤防为Ⅰ级堤防，汛期不允许堤防后保护占地范围内地下基础工程施工。松花江在每年6月20日进入汛期，要求必须在汛期到来之前完成基础及地下室工程施工，做好基坑回填工作。

5）对紧邻防洪通道的高层建筑，工程施工过程中如遇汛期，施工不可占用防洪通道，不可影响防洪抢险。同时应提高管理和施工人员的防洪意识。

6）由于江畔高层住宅建设涉及到规划、市政、水利等行业和部门，所以此工程在施工前应取得相关主管部门的审批同意，方可实施。

[1]水利部水利水电规划设计总院.GB50286-96堤防工程设计规范[S].北京：中国计划出版社，1998.

[2]江苏省水利勘测设计研究院.SL265-2001水闸设计规范[S].北京：中国水利水电出版社，2001.