張 燕

（昆山市水利建筑安裝工程有限公司，江蘇蘇州 215000）

1 工程概況

七浦塘拓浚整治工程陽澄湖樞紐由立交地涵、東節(jié)制閘、西節(jié)制閘、船閘工程組成，工程位于七浦塘與張家港高等級(jí)航道交匯處。工程等級(jí)：樞紐主要建筑物為3 級(jí)建筑物，次要建筑物級(jí)別為4 級(jí)，臨時(shí)建筑物為5級(jí)；河道堤防及沿線建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇；除澇標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。由于立交地涵施工時(shí)須斷航干地施工，故根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求，須分別在張家港河道及七浦塘河道立交地涵外側(cè)填筑施工圍堰，確保地涵干地施工；同時(shí)在申張線西側(cè)開挖一條臨時(shí)導(dǎo)流河道，連通申張線，在七浦塘河道北側(cè)另辟導(dǎo)流航道（船閘），船閘施工完成后與申張線連通。

2 圍堰設(shè)計(jì)

2.1 船閘圍堰

七浦塘拓浚整治工程陽澄湖樞紐船閘為新開河道，現(xiàn)狀閘址為村民養(yǎng)殖塘。船閘圍堰填筑按照設(shè)計(jì)圖紙的要求，在船閘施工時(shí)分別在上下游引航道入申張線、七浦塘部位預(yù)留頂寬不小于10 m 的實(shí)心段暫不開挖，作為施工期的圍堰，預(yù)留圍堰船閘側(cè)坡度為1∶3，水平坡長為13.50 m，待水下工程完成后或汛期緊急泄洪情況下，挖除預(yù)留的實(shí)心段。船閘預(yù)留圍堰斷面圖見圖1。

2.2 地涵圍堰

由于立交地涵施工時(shí)須斷航干地施工，故須分別在張家港河道及七浦塘河道立交地涵外側(cè)填筑施工圍堰，共5 道施工圍堰，分別為：申張線北圍堰、申張線南圍堰、七浦塘東圍堰、七浦塘西圍堰1、七浦塘西圍堰2。根據(jù)招標(biāo)圖紙的要求，其中，七浦塘東圍堰由毗鄰的七浦塘拓浚整治工程（昆山二標(biāo)段）施工單位負(fù)責(zé)填筑，本項(xiàng)目部負(fù)責(zé)圍堰閉氣后的初期排水工作，其余4 道圍堰均由我方施工。七浦塘拓浚整治工程陽澄湖樞紐圍堰施工平面布置示意圖見圖2。

圖1 船閘預(yù)留圍堰斷面圖

圖2 七浦塘拓浚整治工程陽澄湖樞紐圍堰施工平面布置示意圖

七浦塘西圍堰1、七浦塘西圍堰2 位于七浦塘河道與導(dǎo)流河道交叉處導(dǎo)流河道的兩側(cè)，圍堰采用樁土圍堰施工。根據(jù)現(xiàn)場測量成果，圍堰所在河道淤泥清除后河底最深處高程為▽-1.0 m，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的說明，流域內(nèi)河道正常水位為▽3.0 m，河道警戒水位為▽3.67 m，河道防洪設(shè)計(jì)水位（湘城站）為▽4.17 m，故堰頂設(shè)計(jì)高程為▽4.2 m，圍堰頂寬4 m，采用兩排單根長12 m 的鋼管樁施打，鋼管樁型號(hào)為Φ273，鋼管樁間距50 cm，兩排鋼管樁之間采用Φ28 螺桿對(duì)拉，縱向圍柃采用一排32b 型槽鋼，每排鋼管樁內(nèi)側(cè)分別先掛一排竹籬片，再掛一層350 g/m2防滲土工布，然后在兩排防滲土工布之間填土，填土?xí)r先從兩端開始，突擊施工使圍堰露出水面，接著填筑中間逐步延伸直至圍堰合攏，填土至高程▽4.2 m。在汛期外河水位上漲時(shí)，用袋土加高圍堰至▽5.0 m，為增加圍堰的擋土能力，在圍堰閘塘側(cè)填筑土料，填筑4 m 寬平臺(tái)，平臺(tái)高程▽2.0 m，再以1∶1 的邊坡填筑至閘塘底面。樁土圍堰施工斷面圖、樁土圍堰施工平面圖見圖3。

申張線北圍堰、申張線南圍堰分別位于申張線河道地涵南北側(cè)，圍堰主體也采用樁土圍堰施工，其設(shè)計(jì)方案與七浦塘西圍堰1、七浦塘西圍堰2 相同，但由于申張線北圍堰、申張線南圍堰要兼做施工便道，故須在圍堰閘塘側(cè)高程▽3.0 m 處設(shè)5 m 寬平臺(tái)作為施工便道，邊坡為1∶4，同時(shí)在圍堰外河側(cè)同步填土至▽2.0 高程，填土邊坡為1∶2，以確保圍堰的穩(wěn)定性滿足要求。申張線圍堰施工斷面圖見圖4。

3 圍堰的穩(wěn)定性計(jì)算

3.1 船閘預(yù)留圍堰

船閘預(yù)留圍堰為均質(zhì)土圍堰，邊坡穩(wěn)定計(jì)算按瑞典圓弧法計(jì)算，即：假定土體以某一半徑繞某一圓心發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，見圖5，因此，根據(jù)力矩平衡原理，就可得到瑞典圓弧法的穩(wěn)定安全系數(shù)為：

圖3 樁土圍堰施工圖

圖4 申張線圍堰施工斷面圖

圖5 瑞典法受力分析圖

式中：

圖5 中，Pi及Pi+1是作用于土條兩側(cè)的條間力合力，由摩爾-庫倫準(zhǔn)則，滑裂面AB 上的平均抗剪強(qiáng)度為：

式中：

c′—有效內(nèi)聚力；

φ′—有效內(nèi)摩擦角；

u—孔隙壓力。

土底切向阻力Ti為：

對(duì)“法律術(shù)語”的內(nèi)部特征,學(xué)者們的定義繁簡不一,角度也不盡一致?！胺梢饬x”內(nèi)涵比較寬泛,包含了“表達(dá)概念”“指稱現(xiàn)象和本質(zhì)”這兩種定義,也為較多學(xué)者采納。此外,許多學(xué)者的定義中都包含了法律語境或法律語體,那么從邏輯上反推,如果同一詞語在非法律語境或語體下,則不必遵照其法律意義,也不必遵照其審定的譯名。

取土底法向力平衡，得

因?yàn)閤i=sinαi，得

圍堰邊坡穩(wěn)定按瑞典圓弧法計(jì)算的工作量較大，一般均采用軟件進(jìn)行計(jì)算。

經(jīng)采用河海大學(xué)SLOPE 平面有限元軟件計(jì)算，圍堰邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)最小為Fs=1.58>1.05，滿足規(guī)范要求。素土圍堰邊坡穩(wěn)定計(jì)算成果簡圖見圖6。

3.2 地涵樁土圍堰

地涵樁土圍堰穩(wěn)定性計(jì)算按重力壩穩(wěn)定計(jì)算方法進(jìn)行。

抗傾穩(wěn)定計(jì)算：ΣM>0

式中：

［Kc］—抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；

ΣG—垂直方向力的總和，kN；

ΣH—水平方向力的總和，kN；

f —基礎(chǔ)底面的摩擦系數(shù)，由于5 道圍堰基礎(chǔ)均處于③-1 土層（粉質(zhì)粘土），取f=0.25。

填筑土料密度為ρ=1.84 g/cm3；填筑土料黏聚力為C=11.9 kPa；填筑土料內(nèi)摩擦角φ=7.10。樁土圍堰穩(wěn)定性計(jì)算示意圖見圖7。

圖6 素土圍堰邊坡穩(wěn)定計(jì)算成果簡圖

圖7 樁土圍堰穩(wěn)定計(jì)算示意圖

經(jīng)計(jì)算，在河道防洪設(shè)計(jì)水位（▽4.17 m）條件下：

垂直方向力計(jì)算的總和ΣG=ρ×V×g=1.84×5.2×4×1×10=382.7 kN；

水平方向水壓力計(jì)算：H1=1/2×g×h1×h=0.5×10×5.17×5.17=133.6 kN；

作用點(diǎn)位置距離L1=h1/3=1.72 m；

水平方向被動(dòng)土壓力計(jì)算：

被動(dòng)土壓力系數(shù)KP=tg2（45°+φ/2）=tg2（45°+7.1/2）=1.13

被動(dòng)土壓力H2=ρ×h2×h2×KP/2+

作用點(diǎn)位置距離L2=h2×（2×2×C×；

水平方向力的總和ΣH=H1-H2=133.6-85.3=48.3 kN；

抗傾穩(wěn)定計(jì)算：ΣM=ΣG×L/2+H2×L2-H1×L1=382.7×4/2+85.3×1.89-133.6×1.72=640>0。

4 結(jié)論

船閘預(yù)留圍堰的邊坡穩(wěn)定按瑞典圓弧法計(jì)算后得最小穩(wěn)定安全系數(shù)Fs=1.58>1.05，故本圍堰邊坡穩(wěn)定滿足規(guī)范要求；地涵樁土圍堰的穩(wěn)定性計(jì)算按重力壩穩(wěn)定計(jì)算后得抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)kc=1.98>1.05，故本圍堰的抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)范要求；ΣM>0，故本圍堰的抗傾穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。