船闸、地涵施工围堰的稳定计算探析

2014-12-12张燕

江苏水利 2014年8期

张燕

（昆山市水利建筑安装工程有限公司，江苏苏州 215000）

1 工程概况

七浦塘拓浚整治工程阳澄湖枢纽由立交地涵、东节制闸、西节制闸、船闸工程组成，工程位于七浦塘与张家港高等级航道交汇处。工程等级：枢纽主要建筑物为3 级建筑物，次要建筑物级别为4 级，临时建筑物为5级；河道堤防及沿线建筑物防洪标准为50年一遇；除涝标准为20年一遇。由于立交地涵施工时须断航干地施工，故根据设计图纸的要求，须分别在张家港河道及七浦塘河道立交地涵外侧填筑施工围堰，确保地涵干地施工；同时在申张线西侧开挖一条临时导流河道，连通申张线，在七浦塘河道北侧另辟导流航道（船闸），船闸施工完成后与申张线连通。

2 围堰设计

2.1 船闸围堰

七浦塘拓浚整治工程阳澄湖枢纽船闸为新开河道，现状闸址为村民养殖塘。船闸围堰填筑按照设计图纸的要求，在船闸施工时分别在上下游引航道入申张线、七浦塘部位预留顶宽不小于10 m 的实心段暂不开挖，作为施工期的围堰，预留围堰船闸侧坡度为1∶3，水平坡长为13.50 m，待水下工程完成后或汛期紧急泄洪情况下，挖除预留的实心段。船闸预留围堰断面图见图1。

2.2 地涵围堰

由于立交地涵施工时须断航干地施工，故须分别在张家港河道及七浦塘河道立交地涵外侧填筑施工围堰，共5 道施工围堰，分别为：申张线北围堰、申张线南围堰、七浦塘东围堰、七浦塘西围堰1、七浦塘西围堰2。根据招标图纸的要求，其中，七浦塘东围堰由毗邻的七浦塘拓浚整治工程（昆山二标段）施工单位负责填筑，本项目部负责围堰闭气后的初期排水工作，其余4 道围堰均由我方施工。七浦塘拓浚整治工程阳澄湖枢纽围堰施工平面布置示意图见图2。

图1 船闸预留围堰断面图

图2 七浦塘拓浚整治工程阳澄湖枢纽围堰施工平面布置示意图

七浦塘西围堰1、七浦塘西围堰2 位于七浦塘河道与导流河道交叉处导流河道的两侧，围堰采用桩土围堰施工。根据现场测量成果，围堰所在河道淤泥清除后河底最深处高程为▽-1.0 m，根据设计图纸的说明，流域内河道正常水位为▽3.0 m，河道警戒水位为▽3.67 m，河道防洪设计水位（湘城站）为▽4.17 m，故堰顶设计高程为▽4.2 m，围堰顶宽4 m，采用两排单根长12 m 的钢管桩施打，钢管桩型号为Φ273，钢管桩间距50 cm，两排钢管桩之间采用Φ28 螺杆对拉，纵向围柃采用一排32b 型槽钢，每排钢管桩内侧分别先挂一排竹篱片，再挂一层350 g/m2防渗土工布，然后在两排防渗土工布之间填土，填土时先从两端开始，突击施工使围堰露出水面，接着填筑中间逐步延伸直至围堰合拢，填土至高程▽4.2 m。在汛期外河水位上涨时，用袋土加高围堰至▽5.0 m，为增加围堰的挡土能力，在围堰闸塘侧填筑土料，填筑4 m 宽平台，平台高程▽2.0 m，再以1∶1 的边坡填筑至闸塘底面。桩土围堰施工断面图、桩土围堰施工平面图见图3。

申张线北围堰、申张线南围堰分别位于申张线河道地涵南北侧，围堰主体也采用桩土围堰施工，其设计方案与七浦塘西围堰1、七浦塘西围堰2 相同，但由于申张线北围堰、申张线南围堰要兼做施工便道，故须在围堰闸塘侧高程▽3.0 m 处设5 m 宽平台作为施工便道，边坡为1∶4，同时在围堰外河侧同步填土至▽2.0 高程，填土边坡为1∶2，以确保围堰的稳定性满足要求。申张线围堰施工断面图见图4。

3 围堰的稳定性计算

3.1 船闸预留围堰

船闸预留围堰为均质土围堰，边坡稳定计算按瑞典圆弧法计算，即：假定土体以某一半径绕某一圆心发生转动，见图5，因此，根据力矩平衡原理，就可得到瑞典圆弧法的稳定安全系数为：

图3 桩土围堰施工图

图4 申张线围堰施工断面图

图5 瑞典法受力分析图

式中：

图5 中，Pi及Pi+1是作用于土条两侧的条间力合力，由摩尔-库伦准则，滑裂面AB 上的平均抗剪强度为：

式中：

c′—有效内聚力；

φ′—有效内摩擦角；

u—孔隙压力。

土底切向阻力Ti为：

对“法律术语”的内部特征,学者们的定义繁简不一,角度也不尽一致。“法律意义”内涵比较宽泛,包含了“表达概念”“指称现象和本质”这两种定义,也为较多学者采纳。此外,许多学者的定义中都包含了法律语境或法律语体,那么从逻辑上反推,如果同一词语在非法律语境或语体下,则不必遵照其法律意义,也不必遵照其审定的译名。