淮河入海水道二期工程堤防稳定计算分析

陈香香 张 斌 潘华炜

(江苏省水利勘测设计研究院有限公司 扬州 225009)

1 河道概况

淮河入海水道与苏北灌溉总渠平行，紧靠其北侧，西起洪泽湖二河闸，东至滨海县扁担港注入黄海，全长163.5km。淮河入海水道现状设计排洪流量2270m3/s，强迫行洪流量2890m3/s。入海水道二期工程通过全线扩挖深槽、扩建各枢纽泄洪建筑物、加高加固入海水道南北堤防，配合入江水道及灌溉总渠和分淮入沂等工程，使洪泽湖防洪标准达到300年一遇，有效降低了100年一遇洪泽湖洪水位。

现状南堤主要由苏北灌溉总渠北堤加高培厚而成，北堤为新筑堤防。根据堤防安全运行需要，南北堤均需要按照设计堤顶高程进行加高培厚。因总渠侧无复堤空间，南堤复堤从现状南堤南堤肩起向河内复堤，部分南泓根据需要进行填滩处理;北堤从现状北堤南堤肩起向堤外复堤。

根据《淮河入海水道二期河道工程地质勘察报告》，入海水道线路较长，跨越不同地质构造及地貌单元，地层变化也比较复杂，自西向东可分为三个工程段:第一段为硬土段，自淮安枢纽至渔滨河，长28～29km(桩号为29+000～57+900);第二段为软土段，自渔滨河至丁字河，长50.4～50.9km(桩号为57+900～108+200)，桩号76+000 ～91+000 堤段③－1、③－1'层软土分布深厚，称为“深软土段”，其中桩号85+500～90+500堤段③－1层土质尤软，称为“特软段”;第三段为少黏性土段，自丁字河至海口，长55.3～55.7km(桩号为108+200～163+500)。

2 参数选取

根据入海水道堤防地质资料，分段选取典型断面进行堤坡稳定计算。选择最不利地质工程段(软土段中特软段)南堤桩号88+000处的断面作为典型设计断面。采用土堤、堤顶不加设挡墙的方案，用瑞典圆弧滑动法对堤防进行抗滑稳定分析。

根据《防洪标准》和《堤防工程设计规范》，南堤堤防级别为1级。堤顶高程为设计洪水位加安全超高，为2.5m，设计堤顶宽均为8.0m，边坡为1∶3。地震烈度为Ⅵ度。

堤防抗滑稳定分析中土料的直接快剪指标与固结快剪指标的选取与入海水道堤防的固结时间有关，将南堤现状堤身下与堤身外指标分开计算。正常工况下，堤身下(复堤后堤身)采用固结快剪指标，堤身外采用直接快剪指标;非常工程下，现状堤身下与堤身外仍分开，全部采用直接快剪指标。

3 计算工况

核算南堤入海水道侧堤防抗滑稳定的工况共有4种。正常工况:工况1——入海水道常水位，总渠行洪;工况2——入海水道水位骤降，从洪水位降至常水位，总渠行洪。非常工况:工况3——入海水道施工期低水位，总渠行洪;工况4——入海水道常水位，长期降雨。

计算南堤总渠侧堤防抗滑稳定的工况有5种。正常工况:工况1——入海水道不行洪，总渠水位骤降;工况2——总渠行洪，入海水道行洪。非常工况:工况3——总渠常水位，入海水道行洪;工况4——总渠水位骤降，从洪水位降至常水位，入海水道行洪;工况5——总渠常水位，长期降雨。

4 试算结果

南堤入海水道侧以工况4(入海水道常水位，长期降雨)作为断面设计的控制工况，南堤总渠侧以工况5(总渠常水位，长期降雨)作为总渠侧断面设计的控制工况。

按规范要求，正常运行条件下，抗滑稳定安全系数K≥1.30;非正常运行条件下，抗滑稳定安全系数K≥1.20。试算结果见表1、表2。

表1 南堤CS88断面入海水道侧(工况4)试算结果统计

由表1可以得出:高程组合8m+5m，相应高程的平台宽度20m+35m时，南堤CS88断面入海水道侧满足抗滑稳定安全要求。

表2 南堤CS88断面总渠侧(工况5)试算结果统计

由表2可以得出:新建堤防中心线向北侧后退25m、30m均达不到抗滑稳定安全要求，后退35m才能满足抗滑稳定安全要求。

根据上述试算成果，南堤CS88设计断面见下图。

入海水道南堤CS88典型设计断面图

5 结语

上述断面设计的前提是采用土堤不加挡墙的设计方案。如果采用土堤加设挡浪墙方案，尽管会大大减少堤身的填筑量，但由于加设挡墙后堤防的结构变复杂，堤防的抗滑稳定需作进一步的研究。◆

1 王教辉．淮河入海水道二期河道工程地质勘察报告(可行性研究阶段)［R］．扬州:江苏省工程勘测研究院有限责任公司，2010:5－7．

2 GB 50201—94 防洪标准［S］．北京:中国计划出版社，1994．

3 GB 50286—98堤防工程设计规范［S］．北京:中国计划出版社，1998．