殷衛國 陳 婷 劉 輝
淺談橋梁工程防洪評價過程中需注意的幾個問題
殷衛國 陳 婷 劉 輝
隨著經濟社會的快速發展,河道管理范圍內的建設項目越來越多。依據國家計委、水利部《河道管理范圍內建設項目管理的有關規定》(水政〔1992〕7號),對于河道管理范圍內建設項目,應進行防洪評價,編制防洪評價報告。編制防洪評價報告的主要編制依據為水利部制定的《河道管理范圍內建設項目防洪評價報告編制導則(試行)》。由于河道管理范圍內建設項目類型較多,根據防洪評價編制導則,對不同類型的建設項目,評價的側重點也有所不同。在橋梁工程的防洪評價報告中,對河道行洪、堤防穩定及防汛交通影響較大的主要是橋梁墩臺的布置及施工安排等。因此,需結合實際情況,對橋梁工程建設中存在的問題進行分析,提出合理建議和對策,使橋梁工程符合河道防洪要求。
橋墩布置對河道的影響表現為橋墩處的河床沖刷和水位壅高。由于橋梁的建設,橋墩占用了河道部分過水斷面,使河道同水位下的有效過水面積減小,同時改變了橋墩處水流的正常流態。影響河道沖刷和壅水程度的因素有河道流量、流速、河床土質、橋墩尺寸。橋梁建設對河道的影響主要表現在河道內橋墩數目和橋墩的傾斜角度。為減小橋墩對河道的影響,部分設計規范或規定中對跨河建筑物設計都有相應的要求,如根據《安徽省河道及水工程管理范圍內建設項目管理辦法(試行)》,跨河建筑物應盡可能在河道中少設或不設墩柱,占用的河道行洪斷面應有補償措施。通常采用的補償措施有擴挖河道或者切灘。根據《內河通航標準》(GB50139-2004)第 5.2.1條,水上過河建筑物軸線的法線方向與水流方向的夾角不宜大于5°。因此,防洪評價時,在滿足經濟、安全、美觀的前提下,應盡可能要求橋梁設計增大橋梁跨徑,減少橋墩數量,使壅水高度控制在河道行洪允許范圍內;同時橋墩軸線布置應盡可能與水流方向保持一致,減少阻水面積。
在對橋梁防洪評價時,橋墩對堤防的影響也需引起重視。根據《堤防工程設計規范》中規定:“橋梁、渡槽、管道等跨堤建筑物、構筑物,其支墩不應布置在堤身設計斷面以內。當需要布置在堤身背水坡時,必須滿足堤身設計抗滑和滲流穩定的要求”。如果橋墩布置在堤身,橋梁建成通車產生的震動對堤防的穩定會有影響。為避免不良影響的產生,應要求建設單位對橋墩布置進行調整。但實際工程中,會碰到如下兩種情形:一是在現狀橋梁的基礎上擴建加寬,新橋布置需與老橋相互協調;二是調整橋墩位置會增大橋梁跨度,從而增加工程項目的設計難度和投資。因此,在以上兩種情形下,需結合實際情況,而不能單從水利防洪要求方面來考慮。
當對于改變橋墩位置有困難時,可以通過采取其他工程措施,使河道行洪及堤防抗滑、滲流穩定滿足要求。防洪評價中,通常采取的措施有:(1)堤防斷面補償:在堤防背水側回填土壓實,增大堤防斷面,使橋墩位于補償斷面坡腳線以外,補償斷面頂高程、頂寬、坡度、筑堤材料及填筑標準需滿足堤防設計等級標準要求。(2)堤防防滲:為防止堤防滲透破壞,在堤防迎水側可結合堤坡護砌鋪設防滲土工膜,在堤頂可采取垂直鋪塑、高壓噴射灌漿、塑性混凝土防滲墻、多頭小直徑深層攪拌樁等方案,在堤防背水側可通過建防滲平臺延長滲徑等措施。以上措施可根據工程實際,進行投資比較確定。對堤防進行補償和防滲時應通過與水利主管部門溝通,充分收集本段堤防的規劃資料。采取以上加固措施時,應盡可能滿足該河道規劃要求,達到規劃標準,避免遠期堤防提高標準時對橋墩造成影響。
對于河道內距離堤防較近的河灘地上的橋墩,防洪評價時,除考慮壅水、沖刷的影響外,還需對其可能引起的滲漏問題予以重視。評價時應收集橋址處河床地質資料,了解河床地質構造,分析土質物理力學指標,判斷是否含有強透水層,橋墩施工是否會破壞相對不透水層,強透水層是否會在堤外形成滲漏通道等,并分析行洪時的滲流穩定。
堤頂防汛道路是防汛搶險和工程管理的重要通道,根據《堤防工程設計規范》中規定:“與堤交叉、連接的各類建筑物、構筑物不得影響堤防的管理和防汛運用,不得影響防汛安全”。橋梁與堤防連接主要有立交和平交兩種型式,橋梁布置時,宜優先選用立交跨堤的方式。
橋梁與堤防采取立交方式時,橋梁與堤頂之間的凈空高度需滿足其本身和堤防的使用要求,并且應考慮堤防長遠規劃的要求。如果凈空高度不能滿足要求,可采取其他有效措施,如在堤防背水側傍堤坡修筑路堤,以滿足堤防交通、防汛搶險、管理維修等方面的要求。凈空高度在各省的管理辦法中有具體規定,如根據《安徽省河道及水工程管理范圍內建設項目管理辦法》(試行)中規定,為滿足堤防防汛搶險、管理維修等要求,立交的跨堤建筑物與堤頂的凈空高度一般不得小于4.5m。若確實難以做到的,應滿足不小于人行通道2.2m的凈空要求,但建設單位應順堤專設三級公路標準的防汛通道。
橋梁與堤防采取平交方式時,對防汛交通及堤防日常維修管理影響較大,需設置平交道口,平交道口處堤防內、外側需采取防護措施,橋梁建成通車后,需加強交通管制,遇交通矛盾時,首先應服從防汛搶險和工程管理的需求。
施工過程中,對河道行洪不利的環節主要有樁基施工、圍堰設置、施工平臺搭設等,以上環節都在河道或灘地上進行,施工過程中的土石方、施工機械等都將占用河道或灘地施工機械等均占用河道或灘地,從河道行洪安全和工程建設本身安全考慮,以上環節都應安排在非汛期進行,并在汛期來臨前,撤出施工機械,平整場地。
根據《中華人民共和國防洪法》第三十五條規定:“在防洪工程設施保護范圍內,禁止進行爆破、打井、采石、取土等危害防洪工程設施安全的活動”。因此,對于涉及在河道管理范圍內取土的工程,還應評價施工取土方案。橋梁施工過程中產生的棄土,施工單位應及時將棄土運至河道主管部門指定的堆放地點,禁止堆放在灘地或河道內,對影響行洪造成影響斷面。
對于工期較長,需跨汛期施工的橋梁工程,建設單位需編制施工期度汛預案,汛期不得進行河道、灘地內的工程施工,應確保河道行洪及橋梁本身的安全。
以上四方面的評價,是在橋梁建設防洪評價編制過程中不可避免,同時也是比較關鍵的問題。此外,橋梁工程防洪評價編制過程中,還需重視工程建設對所在河段有關水利規劃實施的影響,了解橋梁工程所在河段的綜合規劃及防洪規劃、治導線規劃、岸線規劃、河道(口)整治規劃等相關內容,分析其建設是否符合有關水利規劃的總體要求與整治目標,對規劃實施有影響的,需提出合理的解決措施。
總之,在防洪評價編制過程中,只有充分考慮國家的防洪標準,水利工程設計、施工、管理的有關規定和規范,才能編寫出質量優良的洪評報告,為工程的后續審批工作提供依據
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