浅谈河道冲刷对码头工程的影响

宋海涛 王德宇 王馨馨 史良辉 花金祥

（1.山东省泗水县水利事业发展中心 泗水 273200 2.山东水之源水利规划设计有限公司 济南 250014）

1 基本情况

1.1 项目概况

淮南港潘集港区兴华园码头工程位于淮南市潘集区平圩镇淮河北汊的左岸潘集港区规划作业区，上距平圩大件码头约136m，上距鹏源码头约500m；下距店集码头约75m，下距淮南淮河大桥约2.6km。

该码头拟建2 个300t 级散货泊位(兼顾500t级)，年吞吐量按80 万t 设计，港口使用岸线长度为202m。所建码头为中低水位码头，汛期允许淹没。主要技术指标见表1。

表1 主要技术指标表

1.2 河道基本情况

淮河发源于河南省桐柏山，东流经鄂、豫、皖、苏四省，主流在三江营入长江，全长约1000km，总落差约200m。淮河干流洪河口以上为上游，长360km，地面落差178m，流域面积为3.06 万km2。洪河口至洪泽湖出口（中渡）为中游，长490km，地面落差16m，中渡以上流域面积为15.82 万km2。中渡以下至三江营为下游入江水道，长150km，地面落差约6m，三江营以上流域面积为16.51 万km2。

淮河干流两岸自上而下分布蒙洼、城西湖、城东湖和瓦埠湖4 处蓄洪区以及南润段、邱家湖、姜唐湖、寿西湖、董峰湖、上六坊堤、下六坊堤、石姚段、洛河洼、汤渔湖、荆山湖、方邱湖、临北段、花园湖、香浮段、潘村洼等16 处行洪区；沿淮修筑各类堤防1700km，其中淮北大堤和城市工矿圈地长700 多km。

1.3 工程所在河段情况

拟建码头工程位置处淮河左堤顶高程27.19m，堤顶宽10m；左堤与下六坊行洪区之间河口宽316.9m；下六坊下段淮河左汊主河槽宽207.5m，河底高程11.72m；左滩地高程19.50～21.55m，左滩地宽92.2m。

2 评价计算

2.1 水文资料获取及水文分析

水文分析计算内容包括拟建码头断面处淮河防洪标准下的洪水位和流量。主要依据《淮河流域防洪规划》《淮河干流正阳关至淮南段河工模型试验研究报告（四）》相关水文水位站长系列水文资料等进行推算，并参照《安徽省淮南港潘集港区兴华园码头工程可行性研究报告》的水位、流量成果，加以合理性分析后确定。

2.2 防洪标准

根据国务院办公厅转发水利部《关于加强淮河流域2001—2010年防洪建设若干意见的通知》，淮河流域2001—2010年防洪建设的主要目标是：淮河干流中游主要保护区达到100年一遇、下游达到100 一遇以上的防洪标准。

拟建码头位于淮南潘集区下六坊下段，北岸为淮北大堤饶荆段，防洪标准确定为100年一遇。

2.3 设计洪水

根据淮河干流河道特点及洪水特性，淮河干流设计洪水主要决定于最大30d 洪量,考虑历史洪水1921年、1931年以及新中国成立后1950—1991年系列进行频率计算后，正阳关30d 洪量均值为83.9 亿m³、Cv=0.95、Cs=2.5Cv百年一遇30d 洪量为386 亿m³,50年一遇为324 亿m³。

正阳关控制下泄流量为10000m³/s，涡河口以下淮河干流控制下泄流量为13000m³/s，相应设计水位正阳关为26.40m，涡河口为23.39m。

根据《淮河流域防洪规划》有关成果，拟建码头工程(饶荆段桩号68+052～68+254)位于潘集区的淮河左汊的左岸，距下游平圩淮河大桥约2.5km 左右,根据峡山口和田家庵的相应水位按距离内差法推求,计算码头处百年一遇设计洪水位为24.76m，全断面流量10000m³/s。

根据《淮河干流正阳关至淮南段河工模型试验研究报告（四）》，码头工程河段百年一遇水位24.76m,当下六坊堤全铲除时，左汊、右汊、下六坊堤行洪区分流比约为1 ∶1 ∶2，左汊过水流量Q1=2500m³/s,行洪区过水流量Q2=5000m³/s,右汊过水流量为Q3=2500m³/s；当下六坊堤不铲除时，其中左汊过水流量Q1=2850m³/s，行洪区过水流量Q2=4300m³/s，右汊过水流量为Q3=2850m³/s。

2.4 冲刷计算

码头工程建成后，由于平台桩基对河道水流的阻碍作用，桩基周围水流在河床面附近形成淘刷漩涡，引起河床的一般冲刷和桥墩的局部冲刷，冲刷深度与过流条件、河道断面、河床土壤特性、码头工程几何形状等因素有关，考虑到涉河建筑中，桥梁的冲刷计算理论相对比较成熟，其冲刷计算公式应用范围较广，且平台桩基与桥台基础相似，故本次码头平台冲刷计算分析采用跨河桥梁冲刷理论进行分析计算。

本码头港池底高程13.21m，根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2002）的规定，用一般冲刷和局部冲刷的最不利组合来计算冲刷结果。

由表2 可知，码头段河道在不同工况下，码头基础附近形成冲刷，对桩基的计算长度和装卸平台稳定还是有一定的影响，因此，码头建设时要进行必要防护，应做好港池岸坡防护，以消除冲刷对近岸岸坡的稳定影响。

表2 冲刷计算成果表

3 关于河道冲刷对码头工程影响分析

一般情况下，当河道行洪断面中建设有永久性水工建筑物时，会因为水中建筑物阻水部分的阻挡而改变水流流态，从而对该处河底产生一定程度的淘刷，对河道的形态变化造成一定影响，为避免或减轻冲刷造成的影响，需采取冲刷补偿措施来保持河道整体形态与河势稳定。

根据河道冲刷分析计算，在不同工况条件下河槽最大冲刷深度分别为0.33m 和0.35m，河滩最大冲刷深度分别为0.23m 和0.60m 均较小，而冲刷主要会影响码头栈桥泊位以及桩基的稳定。该河段河道经多次分汊，且在码头工程下游约700m 处汇合，水流在此处易形成河道卡口，并在卡口上游形成涡流等不良流态，另外在桥墩附近易冲刷,不利于河岸稳定。本次施工采用的是现浇钢筋混凝土梁板施工以及钻孔灌注桩均符合《港口工程混凝土结构设计规范》（JTJ267-98）和《水工混凝土施工规范》（SDJ207-82）要求。工程基础为Φ1000 钻孔灌注桩，每排设3 根，上部结构为C25 现浇钢筋混凝土桁架式，接岸为M10 浆砌块石挡土墙。桩基距河底最低点埋深为14.8m，所以河道冲刷对桩基计算长度和栈桥稳定影响较小。

4 结语

淮南市兴华园码头工程的建设未减小河道行洪断面，不阻碍淮河行洪，由于码头基础附近形成冲刷，但对桩基计算长度和栈桥稳定影响较小。对于受冲刷影响的码头工程，河岸应采用干砌石和抛石结合护岸，护砌长度沿码头港池，其护砌高度，河岸护砌为自设计枯水位到河滩采用干砌石护岸，设计枯水位以下采用抛石护岸，能保证待建港池边坡的稳定■