淮河入海水道淮安枢纽工程关键技术分析

（中水淮河规划设计研究有限公司 合肥 230601）

1 工程概况

淮河入海水道工程是扩大洪泽湖洪水出路、保证洪泽湖大堤安全的一项战略性骨干工程，西起洪泽湖大堤的二河闸，东至黄海扁担港入海，全长163.5km。入海水道沿苏北灌溉总渠北侧布置，与其形成两河三堤，分近、远两期实施。入海水道配合入江水道、分淮入沂和苏北灌溉总渠，近期规模按洪泽湖防御100年一遇洪水设计，远期按300年一遇洪水设计。

淮安枢纽工程为大（1）工程，位于入海水道与京杭运河交汇处，是入海水道的第二级枢纽，其主要作用是实现入海水道与京杭运河的交叉，维持京杭运河水路航运，满足入海水道泄洪及渠北运西地区排涝要求。枢纽主要建筑物有入海水道穿京杭运河立交地涵、古盐河与清安河穿堤涵洞、渠北闸和入海水道北堤跨淮扬公路立交旱闸等，主体工程于2000年12月开工，2003年4月竣工投入使用。

2 关键技术

淮安枢纽工程在设计和施工过程中采用了多项创新和国内先进技术，解决了许多复杂的技术难题，为工程的设计、施工奠定了坚实的基础，为工程管理和运用创造了良好的条件，现将主要关键技术总结如下：

2.1 合理的总体布置和复杂的立交地涵结构技术

淮安枢纽工程位于京杭运河和淮河入海水道交汇处，京杭运河是我国仅次于长江的第二条水上运输黄金水道，航道等级为2 级。京杭运河与苏北灌溉总渠现状是平面交叉，两河水位通过运东闸控制相协调，京杭运河正常通航水位8.50m，入海水道近期泄洪水位11.53m，强迫泄洪水位为12.53m，远期最高泄洪水位达14.76m，大大超出了京杭运河和苏北灌溉总渠的运用水位，为此在入海水道上布置了淮安枢纽以解决三河交叉的矛盾，设计采用斜交角77°的斜立交方案，成功解决了入海水道泄洪与京杭运河航运的矛盾。主要建筑物立交地涵，采用“上槽下洞”的结构型式，上部渡槽宽80.0m，正常通航水深6.0m，满足京杭运河通航要求；下部涵洞共15 孔，单孔尺寸为6.8m×8.0m，满足入海水道近期设计泄洪2270m3/s、强迫泄洪2890 m3/s 的要求，远期再扩建30 孔，满足入海水道远期设计泄洪7000m3/s 的要求。淮安枢纽立交地涵无论是涵洞规模，还是泄洪能力都是目前亚洲最大的水上立交工程。

2.2 粉细砂地基上的深基坑降水和防渗排水技术

淮安枢纽立交地涵坐落在粉细砂地基上，该层土为承压含水层，承压水头达13m 以上。立交地涵施工基坑的最大开挖深度为15m，已经揭穿了粉细砂层，因此施工过程中必须采取有效的降水措施，保证旱地施工和防止地基出现突涌破坏，可以说施工降水的成败是工程能否顺利实施的关键。另外立交地涵运行期间入海水道与京杭运河最大水位差达7.20m，且粉细砂地基的抗渗性能差，防渗设计也是该工程的关键。设计根据开挖深度范围内土层的特性，基坑降水采用深井降水方案，并与河海大学合作进行了《淮河入海水道淮安枢纽立交地涵基坑降水及渗流分析研究》，在基坑四周共布置深井77 眼，多层土联合降水；地涵防渗设计采用运河内设水平铺盖，地涵和岸、翼墙底部设悬挂式钢筋混凝土地连墙，及地涵底部和上下游护坦设排水孔的水平防渗与垂直防渗相结合的防渗排水措施，成功解决了粉细砂地基的基坑降水和防渗排水难题。

2.3 立交地涵渡槽防渗漏技术

淮安枢纽立交地涵采用“上槽下洞”的结构型式，上部为京杭运河渡槽（宽80.0m，长122.4m），是高水位河道，下部为入海水道泄洪涵洞（共15 孔，单孔净宽6.8m，长108.604m），正常情况下为低水位河道。渡槽与涵洞通过渡槽底板相连接，渡槽与涵洞两轴线斜交，斜交角77°。为防止渡槽内高水渗漏入涵洞，设计中采用在渡槽底部铺设一层土工膜，上部再浇筑一层沥青混凝土的双层防渗漏措施。具体设计方案为：渡槽底板（涵洞顶板）内先埋设两道止水，底板顶先铺设一层1200g/m2的土工膜，浇筑100mm 厚细石混凝土，上部在摊铺78mm厚的沥青混凝土和2mm 厚的沥青玛蹄脂，顶部采用320mm 厚的浆砌块石保护，在沥青混凝土与周边混凝土接合处和立交地涵分缝处采用改性沥青砂浆填缝。在顶部渡槽通水恢复通航、下部涵洞未通水的长达半年的施工期间，下部涵洞未出现漏水现象，说明防渗漏设计方案是成功的。

2.4 混凝土温控防裂技术

淮河入海水道与京杭运河是两个相互独立的水系，淮安枢纽立交地涵是解决两个水系立体交叉的建筑物，由于两个水系的水位相差较大，因此两者必须相互隔绝，不能串通，这样对立交地涵的防渗和防漏提出了很高的要求。如果出现贯穿性裂缝，不仅会造成结构上的安全隐患，还会造成渗漏短路，这样对防渗极为不利，因此设计提出了立交地涵混凝土不允许出现施工期裂缝的要求。立交地涵工程在规模上为亚洲同类工程之最，结构型式和受力条件都非常复杂。复杂水工混凝土结构在施工期与运行期的裂缝问题，历来为工程界和学术界所重视，由于混凝土裂缝问题的复杂性，时至今日，仍是最不易解决和预先难以控制的技术难题。针对淮安枢纽立交地涵工程施工期混凝土温控防裂的难题，建设单位、设计单位、科研单位和施工单位共同合作，完成了“淮河入海水道近期工程淮安枢纽立交地涵工程混凝土结构防裂研究”，采用较为先进的仿真技术，利用混凝土结构温度场及徐变应力场三维仿真计算程序，实现了对完全模拟实际混凝土施工全过程的温度及应力的仿真计算。准确及时地提出避免裂缝产生的工程措施，指导工程施工，实现了工程施工期内未出现一条结构性裂缝的优质工程建设目标，取得了很好的防裂效果。

2.5 地下连续墙和预应力锚索支护技术

立交地涵运河侧第一段翼墙紧邻岸墙，岸墙建基面高程与地涵涵首一致，若岸墙放坡开挖（开挖深度15m）会影响、破坏翼墙基础，增加基础处理工程量，并加大运用期的不均匀沉降，影响工程的安全运行。为保护翼墙基础不被破坏，设计采用钢筋混凝土地下连续墙和预应力锚索支护的垂直开挖方案。采取支护措施后，节省了基坑开挖和翼墙基础处理工程量，既节约了投资，又为工程的安全运行打下了良好基础。该项支护措施是首次在平原地区水利工程中采用，从施工期挡土情况和建成以来的运用情况看，有效地保护了翼墙基础，水平位移很小，运行情况正常。

2.6 大型门机设计新技术

淮安枢纽立交地涵上游闸门设计为两道，一道为工作闸门，一道为事故、检修闸门，尺寸均为6.8m×8.0m（宽×高）。为进行工作闸门的吊出检修和检修闸门的启闭，设计采用2×250kN 双向门机。由于闸门高度较大，门机高度也随之较高，为美化整个工程的外观，双向门机采用液压升降式结构。门机的四个支柱均安装液压升降机，正常情况下门机高度降低，启闭闸门时升高。通过工程的运行实践证明，运行情况正常，达到了设计要求的功能。

2.7 桥头堡的塔式仿古设计

为方便电气设备、液压泵站、控制系统的布置，以及连接立交地涵两岸交通，在立交地涵上、下游右岸布置桥头堡，桥头堡之间布置了人行交通桥。江苏省淮安市是周恩来、韩信、梁红玉和吴承恩等著名历史名人的故乡，是淮河下游历史文化名城，具有悠久的历史和丰富的人文背景，周恩来纪念馆、镇淮楼、韩侯祠等建筑均体现了淮安市深厚的文化底蕴。淮安枢纽位于淮安市淮安区南郊，紧邻市区，为与淮安区域文化背景和现有建筑相协调，桥头堡采用塔式仿古结构，主塔共7 层，为衬托主塔的建筑效果，在主塔两侧布置了裙房，主塔与裙房之间采用廊桥连接，廊桥下为交通道路。桥头堡采用钢筋混凝土框架结构，主塔下部两层布置了电气设备、液压泵站和主控制室。裙房内布置了变压器和高压开关柜、卫生间。两桥头堡之间采用钢结构悬索桥连接交通，既方便了工程管理、节省了工程投资，又为游览观光创造了条件，桥头堡的建筑设计成为整个淮安枢纽工程的亮点。淮安枢纽建成后，现代水利工程与古老的京杭运河相映成辉，入海水道泄洪与京杭运河航运相得益彰，工程优美的形象环境不仅成为淮安市的旅游胜地，也是淮河入海水道上的一道亮丽风景线，为生态水利、景观水利创造了良好的条件，目前淮安枢纽已成为周边群众观光旅游的好去处。

3 结语

淮安枢纽工程是淮河入海水道的重要控制枢纽，该枢纽工程设计理念先进，造型美观，设计采用先进的布置方案、结构型式和防渗排水技术，成功解决了京杭运河、灌溉总渠、入海水道三河交叉、泄洪与航运的矛盾，为淮河下游打开自己的入海通道创造了条件。近年来淮河流域发生多次特大洪水，入海水道投入使用后大大缓解了淮河干流和洪泽湖的防洪压力，保护了洪泽湖大堤和里下河地区的安全，发挥了巨大的防洪减灾效益。淮河入海水道近期工程被评为“新中国成立60年百项经典暨精品工程”；淮安枢纽工程是亚洲最大的河道立交，荣获2004年“全国优秀工程设计银质奖”和“水利部优秀工程设计金质奖”；工程建设荣获“鲁班奖”和“詹天佑奖”■