1 概述
中环线是武汉市总体规划中确定城区边缘的一条规划环线，是主城区三条规划交通环线中标准最高，速度最快的城市环线，全长88.5km。连接武汉市所有进出口道路，是今后三镇主要货运和过境通道。2001年中环线西环段（额头湾～青菱）21.4km建成通车，中环线南环段（青菱～关山二路）在建，天兴洲长江大桥及两岸接线工程已完成前期工作。
中环线北环段（额头湾～三金潭）道路工程，西起解放大道额头湾立交，东至三金潭（岱黄公路），全长15.2km，线路基本沿张公堤南侧压浸台布设。全线设有五座立交，均跨越张公堤。同时沿线新开了新墩、姑嫂树、盘龙三个立交通道闸口。原常青花园通道闸口保留。沿线还设有13座人行天桥。已建成的作为城市排水通道的新墩闸、禁口闸、黄家大湾闸都要按照中环线的道路标准进行改造扩建。
2 工程地质情况
2.1 堤基工程地质条件
张公堤按堤基工程地质条件的不同共划分为五段：
三金潭～六段（堤防桩号5+000～6+370）：堤基土层主要为全新统冲湖积和更新统冲积粘土和粉质粘土，钻孔揭示厚度大于10m，堤基抗渗条件较好。
六段～老龙口（堤防桩号6+370～8+100）：堤基土层主要为全新统冲湖积粘土、粉质粘土和更新统冲积粘土，钻孔揭示最大厚度大于12m。堤内脚或内平台以下连续分布有淤泥质粘土，厚度1～7m，随着大堤加高培厚，有产生沉降变形和内脱坡的可能。堤基一般不会产生渗透变形或破坏。
老龙江～闸眼港（堤防桩号8+100～10+900）：堤基土层主要为更新统冲积粘土，钻孔揭示厚度大于6m。堤基抗渗条件较好。
闸眼港～竹叶海（堤防桩号10+900～11+250）：堤基土层主要为全新统冲湖积粘土、粉质粘土，钻孔揭示厚度大于7m。堤内脚平台以下分布有淤泥质粘土，厚度1.2～1.8m，存在产生沉降变形或发生内、外脱坡的可能。
竹叶海～舵落口（堤防桩号11+250～23+770）：桩号11+250～21+400堤段主要为更新统冲积粘土，部分地段上部分布有厚度较薄的全新统冲湖积粘土和粉质粘土，局部夹有淤泥质粘土，钻孔揭示厚度大于6m。桩号21+400～23+770堤段主要为全新统冲积粉质粘土和粘土，下部夹有粉砂层，钻孔揭示厚度大于21m，堤基抗渗条件较好。
2.2 堤身工程地质条件
张公堤全线为土堤，根据钻孔资料，堤身填筑土除局部地段为粉质粘土外，绝大部分均为软塑或硬塑状态的粘土，填土性质单一。
堤身土体含水量偏小，平均天然含水量为27.9%，平均饱和度为92.7%，经对堤身填土饱和后抗剪强度的衰减及浸水后产生附加沉降进行试验，结果表明，堤身填土经饱和后，抗剪强度均有所减少，尤其是凝聚力减少33～77%；天然状态下的单位沉降量为6.4～95mm/m，这一部分沉降量已经完成，若土堤挡水后，填土因饱和所带来的浸水附加沉降只有－1.75～19.4mm/m，说明张公堤堤身浸水附加沉降不大，对工程不致造成危害。
3 道路及通道闸口设计
3.1 道路断面设计
3.1.1 中环线无辅道路段标准横断面
中环线无辅道路段为双向6车道，含边沟等红线宽50m。
3.1.2 中环线有辅道路段标准横断面
中环线北环段快速路为双向6车道，包含边沟、挡土墙等红线共宽50.5m。标准路段辅路道路中线，以中环线快速路中线为控制线，向南侧偏移22.5m。
3.2 通道闸口设计
张公堤为汉口防洪保护圈的重要干堤，为I级堤防，设计洪水位为28.15m，根据《堤防工程设计规范》要求，穿堤涵、闸、站等的设计洪水位，按所在堤段的设计洪水位加0.5m确定，故新墩、姑嫂树、盘龙立交防洪通道闸口的设计洪水位为28.65m。
4 防洪影响分析
4.1 线路工程对堤防稳定影响分析
中环线北环段线路工程基本布置在张公堤后压浸台上，基本为填方路基，路基坡脚处设置截流排水沟，道路工程布置改变了现状堤防的受力条件和堤后的水力边界条件，故需对堤防稳定影响进行计算分析。
根据各路段地质地形条件，从额头湾～三金潭共选取8个代表性断面进行稳定分析，断面桩号为1+800、2+280、3+800、5+820、5+840、11+180、12+300、14+200。
计算工况分为两种：
工况1：现状条件下设计洪水位稳定渗流期的背水侧堤坡稳定；
工况2：工程实施后设计洪水位稳定渗流期的背水侧堤坡稳定。
根据《堤防工程设计规范》的规定，I级堤防抗滑稳定安全系数，正常运用条件为1.30，非常运用条件为1.20，对选取的8个断面计算，成果见表4-1。
根据表中计算数据显示，最小抗滑安全系数为1.392，满足规范要求，工程后的抗滑稳定安全系数，除挖方路基较工程前略有减小外，其余抗滑稳定安全系数，工程前后相差不大。
根据线路工程布置，路基基本在压浸台上填筑而成。由于局部挖方路段减小了堤坡的抗滑能力，其相应的抗滑稳定安全系数较工程前小，但安全系数仍满足I级堤防稳定渗流期最小安全系数1.30的要求。总之，道路工程实施后对堤防稳定无实质影响。
4.2 线路工程对堤防渗流影响分析
中环线北环段道路工程虽线路较长，但地质条件变化不大，北环段所在的张公堤堤段，堤基浅表部位无粉质壤土层，且上部粘性土层较厚，选取4个断面进行渗透稳定复核，各断面基本情况见表4-2。
根据各土层试验成果，参照地勘报告中的建议值，确定渗流计算参数。计算边界向上、下游各取150m，底边界取至-20m高程，上游水位为张公堤设计洪水位，下游水位为路基坡脚截排水沟内水位。各类土层的指标见表4-3。
渗流计算结果见表4-4～4-7。根据计算成果分析，线路工程大部分路段路基原为杂填土，透水性较大，堤身浸润线较低，且线路工程路基多为填方，路基在浸润线以上，因此对堤防渗流无影响。工程建设前与工程建设后相比，堤身及堤后压浸台浸润线略有降低，低浸润线条件下堤防运行相对较好，因此，表明线路工程对堤防渗流无不良影响。若排水沟失效，则渗流水力边界条件与无排水沟的断面相同，渗透坡降仍满足规范要求。
4.3 闸口工程对堤防影响分析
4.3.1 闸口工程对堤防稳定影响分析
分别取新墩、姑嫂树、盘龙三个闸口的闸段为独立体，验算沿地基面的抗滑稳定安全系数。
式中：Kc——抗滑稳定安全系数；
f——砼板与地基土的摩擦系数
ΣG——全部垂直荷载之和
ΣH——全部水平荷载之和
经计算，新墩闸口抗滑稳定安全系数为2.65，姑嫂树闸抗滑稳定安全系数为2.02，盘龙闸口抗滑稳定安全系数为2.05，均满足《水闸设计规范》要求。
4.3.2 闸口工程对堤防渗流影响分析
根据闸口的工程布置，采用改进阻力系数法核算闸底轮廓的防渗能力，新墩、姑嫂树、盘龙立交三座闸口的防渗设计条件相同，闸基地质情况相似，水平投影长度均为10m。在东西湖蓄洪区分洪运用年份，闸口封堵挡水，防渗设计洪水位取28.65m复核防渗能力，计算结果见表4-8。计算结果表明，三座闸口闸底轮廓均满足防渗要求。
５ 结束语
中环线是武汉市总体规划中确定城区边缘的一条规划环线，是主城区三条规划交通环线中标准最高、速度最快的城市环线。中环线北环段（额头湾～三金潭）道路工程，基本建设在长江一级干堤张公堤的堤内坡压浸台上，工程建设对张公堤的防洪安全是否造成影响是至关重要的大问题。从防洪影响分析计算表明，工程实施后张公堤的堤坡稳定均能满足规范要求，对堤防的稳定及渗流无实质性不良影响。
