浅谈淮河干流黑龙潭段疏浚工程施工方案比较

2022-12-03陈宝

治淮 2022年11期

陈宝

淮河干流黑龙潭附近河道弯曲，左岸为凤台县城防堤，右岸为黑龙潭石崖，凤台公路桥在黑龙潭下游横跨淮河。受这些因素的制约，黑龙潭段疏浚工程选择在河道现有条件的基础上，配合滩地切岗，尽可能扩大黑龙潭卡口，提高峡灯段泄流能力，使之与上、下游河段相适应。

一、疏浚方案拟定

淮干峡山口至灯草窝上口段过水断面最窄处在黑龙潭，所以疏浚工程位置选择在黑龙潭附近。黑龙潭段河道弯曲，如疏浚不当有可能淤积。因此，选择疏浚位置、规模与断面形式时应考虑尽可能减少回淤。现拟定两个疏浚方案进行比较。

方案Ⅰ：左岸疏浚，自东老滩弯道弯顶（C269断面）疏浚至老轮渡码头下游300m 处（C0-4 断面），全长2041m，疏浚至9m 高程，边坡1∶4，9m 高程处河道底宽疏浚至250m 左右，疏浚土方194 万m3。

方案Ⅱ：右岸疏浚，自洪山咀上游（C269-4 断面）疏浚至C1 断面，全长1925m，疏浚至9m 高程，边坡1∶4，9m 高程处河道底宽疏浚至240m 左右。疏浚方量182 万m3，其中土方89 万m3，石方93 万m3。

以上两个方案的疏浚线位置见图1。

图1 黑龙潭段河道疏浚工程位置图

经计算表明，在峡山口至灯草窝上口段通过10000m3/s 的设计流量时，配合望淮楼及轮渡口切岗工程，方案Ⅰ、方案Ⅱ均可以降低峡山口水位0.060m；在通过7000m3/s 的中等洪水时，可以降低峡山口水位0.040m，工程效果十分显著。

二、方案比选

两个方案的疏浚底高程均为9m，与疏浚河段上、下游的河底高程接近，同时较低的疏浚底高程也使河槽疏浚部分保持了较大的水深，以取得河道断面的较大流速，从而减少淤积。

从疏浚位置来看，方案Ⅰ、方案Ⅱ都贯穿了束窄河段。两个方案疏浚起点上游河道的行水宽度已达到900m 以上，主槽宽度达到300m 左右，疏浚终点下游河道的行水宽度已达到1000m 以上，主槽宽度已达到300m，均有较充足的行洪宽度。而在切除了望淮楼及轮渡口阻水岗地以后，疏浚河段现状过洪宽度平均只有650m，最窄处仅500m，主槽宽度平均仅200m 左右，最窄处仅150m。因此，两个疏浚方案均处于河道最窄处，疏浚针对束水卡口，效益明显，且对于防止回淤也十分有利。同时，两个方案的疏浚河段恰好是东老滩弯道中相对较为顺直的河段，疏浚后对水流流态的影响较小，对于防止回淤也是有利的。

从疏浚规模来看，两个方案相当。方案Ⅰ最大切宽150m，疏浚后主槽宽300m，9m 高程处河底宽250m，疏浚方量194 万m3。方案Ⅱ最大切宽150m，疏浚后主槽宽300m，9m 高程处河底宽240m，疏浚方量182 万m3。

从施工条件看，方案Ⅰ全是土方，且疏浚范围内基本没有房屋，仅有4 座简便码头，施工较为简单。方案Ⅱ需疏浚石方93 万m3，疏浚范围内房屋、建筑很多，拆迁面积达2.4 万m2，其中包括凤台县造船厂的部分厂房，施工条件较为恶劣。

从对凤台公路桥的影响看，凤台公路桥位于黑龙潭下游约500m 处，方案Ⅰ、方案Ⅱ分别影响到凤台桥西主墩和东主墩。考虑到淮河在凤台公路桥处主槽狭窄，河床有剧烈冲刷的可能，凤台桥西主墩是按照基岩以上土层全被冲光进行设计的，桩基采用了沉井的形式，因而方案Ⅰ对凤台公路桥的安全影响很小，只需在西主墩及西副墩处做小范围护坡护岸即可。而东主墩在设计时考虑洪水对河滩地的冲刷程度较轻，桩基采用了嵌岩钻孔灌注桩的形式。方案Ⅱ需把东主墩处的河床土层开挖至9m 高程，将对东主墩的侧向稳定造成严重影响，需采用增加桩基、降低承台高度、加固桥柱等措施进行加固，加固工程量大，施工难度大。

综合以上比较，方案Ⅰ与方案Ⅱ疏浚规模及扩大泄量效果相当，疏浚集中于束窄卡口和较为顺直的河段，疏浚规模适中，均有利于避免疏浚后产生回淤。但与方案Ⅱ相比，方案Ⅰ工程量较小，施工较为简单，拆迁少，经护坡护岸后，对凤台公路桥的安全不会产生不利影响，且工程投资少，总体评价优于方案Ⅱ。因此，选择方案Ⅰ，即左岸疏浚做为黑龙潭段疏浚的方案。

三、回淤分析

近50 年来，淮河正涡段平均输沙率和含沙量均呈明显递减趋势，河道主槽总体呈现冲刷。峡山口至灯草窝上口段和疏浚河段总体也表现为主槽冲刷、滩地淤积的趋势。

从地质条件看，疏浚河段右岸有黑龙潭与洪山咀两处抗冲岩石裸露，凹岸受抗冲岩石保护，崩退受到控制，有利于抑制凸岸的淤长，因而产生弯道横向变形的可能性不大。

黑龙潭段河道疏浚的断面设计充分考虑了避免回淤。河道疏浚的底高程为9m，疏浚深度达11m，保持了断面窄深的特点，利于维持较高的断面流速。疏浚的起点与终点均位于较束窄的河段，疏浚规模也较适中。河道疏浚后，在设计流量下，主槽过水面积仅增加13%，过水断面面积变化不大。根据河工模型试验，疏浚后河道断面流速变化较小。为避免回淤，在东老滩弯顶处的疏浚起点段依据河底自然边坡，采用变坡的设计断面。

因此，只要上游来水来沙条件没有太大的改变，本河段采取适当疏浚扩大泄量的方式是可行的。河工模型试验结果也表明，黑龙潭段河道疏浚后，水流动力轴线及流速分布变化较小，河道演变规律不会发生根本变化，河道不会发生急剧性的冲淤变化。