水运工程加固维护方案在水文站中的应用

    沈婷　周建　方仁坤

    摘 要：本文介绍了项目中水文站基本情况，及水运工程对临近水文站的加固维护设计方案。基于项目中水文站地理位置的特殊性，通过对比水文站常见的维护加固方案，分析其优劣，得出项目较适合的方案。

    关键词：水文站；加固；方案；应用

    中图分类号：TV5 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2017）07-0074-01

    钱塘江是浙江的母亲河，也是杭州市主要的饮用水源地和重要的景观生态带，汹涌的洪水和潮水是水文站监测的主要因素，为确保钱塘江河口潮位资料的连续性，提出拆短丁坝后做衔接栈桥并对其进行加固的设计方案是十分有价值的，也是非常值得有探讨。

    1 水文站相关情况的介绍

    项目水文站位于二通道八堡出口钱塘江七格弯道，受山、潮水雙向水流共同作用，水动力强，水体含沙量较高，河床冲淤幅度大，演变规律复杂。为确保海塘安全，沿岸建有丁坝群护滩保塘，近岸滩地高程较高，不能满足1000T级船通航水深要求。为改善二通道出口通航条件，经专题研究分析，将丁坝拆短。而七堡水文站本与丁坝群相连，拆短后势必对其进行加固及维护，以确保水文数据观测的连续性和真实性。

    2 加固方案的介绍与比较

    七堡水文站观测平台设在丁坝群坝头下游侧位置（丁坝桩号K0+260处）。目前进行潮位测量的基本水尺包括智利式和斜桩式钢筋混凝土搪瓷水尺片以及岛式自记水位台均位于坝头区。

    七堡水文站位于七堡1#丁坝的坝头段，现有丁坝长334米，坝面高程在4米以上，水文站的运行维护人员可通过坝面于低潮期间进出站房。丁坝改造后坝长为200米，保留的坝面高程总体与原坝面高程相同，但200米范围之外的坝段需要拆除。根据二通道八堡出口河段海塘加固方案，七堡丁坝群残坝要求清理至-2.0m～-5.0m，原通过丁坝坝身与七堡水文站房的通道会中断，因此需要增设水文站运行维护人员与站房的连接通道。水文站房与1#丁坝的相对位置详见图1。

    2.1 栈桥方案比较

    方案一：坝头外栈桥方案。

    该方案尽可能利用保留的200米坝段，在坝段外新增栈桥与水文站房连通。考虑到栈桥结构有一定的阻水作用，栈桥梁底宜高于百年一遇洪水位（8.37m）。因站房平台高程为10.18m，与站房连接部位的栈桥面高程定为10.18m，为加速栈桥面排水，设置栈桥面纵坡为1%，则坝头位置栈桥面定为9.55m。考虑到沿江景观要求，栈桥的尺度要尽量小，因此采用自身重量较轻的钢栈桥，参考已成观潮胜地盐官建成的盐官涌潮观测站的栈桥，确定采用40cm高的钢梁、栈桥最大单跨为20m，采用直径100cm桩基，桥面宽2m，采用不锈钢透空栏杆。另外为方便坝面上下栈桥，在坝面与栈桥间设置钢楼梯（步宽30cm、步高15cm），因楼梯较高，在6.70m位置设置缓冲平台，并加立柱。为防止无关人员进入，在楼梯顶位置设置栅栏门一扇。该工程造价约280万元。

    方案二：全栈桥方案。

    该方案直接从海塘顶开始设置栈桥与水文站房连通。栈桥型式、材料与方案一相同，其中坝头范围以外同样采用桩基础，坝身段采用在坝面上加钢筋砼立柱结构支撑。同样在栈桥进口位置设置栅栏门一扇。该工程造价约450万元。

    上述两个方案方案一造价低，充分利了保留的丁坝，江中建筑体量较小，对观潮等景观的影响相对较小；方案二的优点是对水文站的运行维护不受潮水影响。计算单桩竖向承载力为976KN，单桩水平承载力为218KN（桩顶位移10mm），单桩抗拨承载力890KN，钢连续梁采用理正结构设计软件，均满足要求。涂层使用年限为10年，钢结构使用年限为15年。考虑到水文站的运行维护并不需要全天候，且其他方面方案一优势明显，故推荐方案一。

    3 加固维护方案在实际成果中的应用分析

    自丁坝衔接栈桥建设完工以来，现水文站运营状况良好，抬高后的栈桥设计最大限度的确保了监测的安全。同时，加固后的水文站防撞能力也远远大于当初的设计标准。通过精细化的管理、科学的决策，最大限度地发挥了水文数据的监测情况，也保全了数据的完整性。加固后的水文站在确保安全的标准下运行维护情况良好，水文站的总体布局也给钱塘江带来另一道优美的风景。