广州市进生物岛隧道工程河床演变分析及埋深方案对行洪影响的研究.doc
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1、广州市进生物岛隧道工程河床演变分析及埋深方案对行洪影响的研究第2期2005年4月广东水利水电GUANGI)ONGWATERRESOURCESANDHYDROPOWERN0.2I,PR2005广州市进生物岛隧道工程河床演变分析及埋深方案对行洪影响的研究黄本胜,郑国栋,杜涓,林美兰(广东省水利水电科学研究院.广东广州5106lO)摘要:在收集和分析历史以及新测水文,泥沙,河道地形等资料的基础上.采用河床演变分析,一维网河水流数学模型和平面二维水沙数学模型等多种手段和A-法,综合研究了隧道突出河床最深处不同高度A-案对防洪的影响,确定了隧道突出河床的最终高度一为进生物岛隧道工程的建设提供了充分的科学
2、依据.关键词:生物岛;河床演变分析;网河数学模型;二维水沙数学模型中图分类号:TV131.61文献标识码:B文章编号:10080112(2005)020028031引言广州市生物岛建设项目经过国家计委批准立项.是广州市进行产业调整,发展高新技术产业的一项重大决策.生物岛原名官洲岛,位于广州市区东南,海珠区东部,为官洲水道分汊之官山水道与仑头水道所包围的江心岛(见图1).进生物岛隧道T程是连接海珠区与生物岛交通的重要通道,南连岛内路网,北接南部快速干线和科韵路延长线.将岛内路网与广州市路快速交通网连成一体.隧道丁程的设计起点位于海珠区仑头村,距离环城高速约300m,中间穿过仑头水道(又称仑头海)
3、,设计终点位于生物岛上,路线总长9l2m.jQ,.一-t-,i图1进生物岛隧道工程位置示意过江隧道一般是埋于河床以下或突出河床的水下T程项目,无论是埋于河床以下还是露出河床.其设计高程,安全参数及使用寿命等均与河床冲淤演变直接相关,而设计高程义直接影响工程的使用要求,T程造价以及将来的运行管理费(包括通过隧道的车辆能耗等).因此,弄清工程河段河床冲淤演变规律以及工程兴建前后对工程附近河段河床的冲淤变形的影响,合理确定过江隧道的顶部高程,为T程设计提供相关设计参数和科学依据,具有重要意义.为满足使用要求和尽量降低造价,隧道河道部分施T拟采用沉管法,设计的沉管隧道及其保护层局部突河床最深处,占用一
4、定的河道过流面积,会对河道的防洪安全等产生一定的影响,因此,必须通过计算,合理确定过汀隧道的顶部高程.为工程设计提供科学依据.2河床演变分析T程所处水道位于西北江三角洲的广州片网河区,水流动力以潮流作用为主.据研究.T程所处水道是存公元17世纪以后即最近300年来形成发育的.珠江干流l8571971年的冲淤演变特征主要表现为:河道缓慢淤积,两侧河滩淤高扩宽和人为的筑堤缩窄河道.深泓呈冲刷趋势.此收集仑头水道l955,196l,l975,1987,l991,l999,200l和2()()1年河道测【矧对其河床演变进行分析和计算.l955l987年,由于该河段河床受人类活动影响相对较小.有助于了解
5、该河段在自然水沙动力条件下的河床演变姚律.结果表明,仑头水道该段时期内河段堤防位苜卡H对固定.深泓线在平面上变化较小,纵向则表现为沿程冲淤交替观.河术整体有抬高之势,总淤积量约94.64万FD_(见太1).年淤积速率为7.96万Ill-a.河床年平均淤积厚度为0.031n.此期问的演变规律基本符合珠汀三角洲网河区的河床缓慢淤移的趋势.表1研究河段1955198年河床冲淤量仑头水道冲淤昔,Jm.注:表中一值为冲刷:一值为淤积19872004年,仑头水道大部分河段左岸滩地被j用,堤同有向河道内移的趋势,移动范围一般为几f米.仑头水道上游深泓线平面位置变化相对小.下游深泓线有明r口岸变化的趋势;除个
6、别断面外.总体呈冲刷下切之势,ff程河床均明冲刷.冲刷总量为l81.26万Ill-(见表2),F冲刷速率为】0.66万Ill-a,河床平均下切2.33Ill-左右.】9年F切尤为明,其收稿日期:20050310作者简介:黄本胜,男,硕士,教授级高工,广东水科院副总T程师,从事水动力学研究丁作.?28?2005年4月第2期黄本胜.等:广州市进生物岛隧道工程河床演变分析及埋深方案对行洪影响研究APR2005No.2中1991999年,河床年平均下切达到0.553m/a.此期间.河床演变除了受到来水来沙及河床组成等自然条件影响外,人为采砂是引起河床演变的重要因素,而人为采砂影响较明显是从1997年开
7、始.表2研究河段19872004年河床冲淤量从河床演变分析所得到的结论和认识,进生物隧道下程所处断面附近,近年河床明显下切(见图2,图3).隧道设计在深槽部位适当突河床也是合理的;另一方面,也要注意到河床下切也是珠江三角洲河道目前的普遍现象.就隧道所处断面.1999年和2004年的深槽是左,右易位的,根据河势和水流泥沙运动的特性,隧道设计时值得注意.要考虑左侧n1能冲刷的因素.隧道T程兴建后.为保证丁程的安全,正常运行,建议丁程设计要考虑一定的河床护底的工程措施,控制河床的下切;同时,广州进生物岛隧道建成后,有关部门必须采取有效措施.禁止在下程附近的仑头水道采砂.4,2避0.2_4.6.8.1
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