巨野縣機(jī)場(chǎng)路洙趙新河大橋防洪措施探討

馮海民

(洙趙新河管理處，山東菏澤 274000)

巨野縣機(jī)場(chǎng)路洙趙新河大橋防洪措施探討

馮海民

(洙趙新河管理處，山東菏澤 274000)

本文分析了機(jī)場(chǎng)路洙趙新河大橋建設(shè)對(duì)河道防洪的影響，進(jìn)而提出有針對(duì)性的防治措施，從而得出結(jié)論，提出合理化建議，同時(shí)充分論證了工程建設(shè)的可行性。

洙趙新河大橋;防洪影響;防治措施

洙趙新河是魯西南跨菏澤、濟(jì)寧兩市的大型行洪排澇河道，全長(zhǎng)145.048km，流域面積4206km2。機(jī)場(chǎng)路洙趙新河大橋位于巨野縣與濟(jì)寧嘉祥交界處、于樓閘下游400m(樁號(hào)39+349)處。

1 工程概況

巨野縣機(jī)場(chǎng)路洙趙新河大橋?yàn)闃痘鍢颍喜拷Y(jié)構(gòu)采用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，防水混凝土鋪裝。下部結(jié)構(gòu)橋墩采用柱式墩臺(tái)、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋梁設(shè)計(jì)汽車荷載等級(jí)：公路－I級(jí)，其他設(shè)計(jì)指標(biāo)如下：

橋梁名稱 所在河道名稱相應(yīng)河道樁號(hào)建設(shè)性質(zhì) 橋梁設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)橋梁孔跨(m)與河道右?jiàn)A角設(shè)計(jì)橋長(zhǎng)(m)橋面高程(m)梁底高程(m)洙趙新河大橋洙趙新河39+349新建1/100 13×20 70°260 41.084～40.2 39.944～39.06

2 大橋建設(shè)對(duì)河道防洪的影響

2.1 對(duì)規(guī)劃的影響

大橋建設(shè)完工后，勢(shì)必影響河道整治工程整體規(guī)劃，增加河道治理實(shí)施難度，有關(guān)部門(mén)應(yīng)根據(jù)洙趙新河治理工程的總體規(guī)劃，對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行充分考慮。

2.2 對(duì)行洪安全的影響

洙趙新河大橋共調(diào)14組橋墩，均布置在河道行洪斷面內(nèi)。其中，現(xiàn)狀河道斷面內(nèi)有10組橋墩布置在主槽，在規(guī)劃河道斷面內(nèi)有12組橋墩布置在主槽，橋墩的設(shè)置縮小了河道的有效行洪面積，將使河道發(fā)生壅水現(xiàn)象，對(duì)河道行洪安全產(chǎn)生一定的不利影響。據(jù)分析計(jì)算，當(dāng)發(fā)生10年一遇設(shè)計(jì)洪水時(shí)，巨野縣機(jī)場(chǎng)路洙趙新河大橋橋址處水位壅高為0.032m，壅水長(zhǎng)度為106.67m;當(dāng)發(fā)生50年一遇設(shè)計(jì)洪水時(shí)，橋址處水位壅高為0.091m，壅水長(zhǎng)度為303.33m;當(dāng)發(fā)生100年一遇設(shè)計(jì)洪水時(shí)，橋址處水位壅高為0.114m，壅水長(zhǎng)度為380.00m。由于橋梁建設(shè)造成壅水影響，將減小河道行洪流量的6.5%～5.23%，河道堤防的堤頂超高相應(yīng)減少。

2.3 對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定的影響

根據(jù)洙趙新河大橋平面及斷面布置圖，橋梁中心線與橋墩方向夾角為70°，橋墩沿河道水流方向布置。由于橋墩的存在，容易在橋頭形成水袋而產(chǎn)生三角環(huán)流，不僅威脅橋梁安全，而且對(duì)河勢(shì)會(huì)產(chǎn)生一定影響。同時(shí)在河道內(nèi)建設(shè)橋梁，改變了河道斷面的原狀，使水流的流態(tài)、流勢(shì)發(fā)生了變化，破壞了天然河流已形成的動(dòng)力平衡狀態(tài)，促使橋址處上游區(qū)段內(nèi)發(fā)生泥沙淤積，橋下發(fā)生河道沖刷現(xiàn)象，對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定有一定影響。據(jù)計(jì)算，巨野縣機(jī)場(chǎng)路洙趙新河大橋橋址處當(dāng)發(fā)生10年一遇洪水時(shí)，橋下河槽部分總沖刷深度為3.241m，河灘總沖刷度為0.429m;當(dāng)發(fā)生50年一遇洪水時(shí)，橋下河槽部分總沖刷深度為3.978m，河灘總沖刷深度為0.662m;當(dāng)發(fā)生100年一遇洪水時(shí)，橋下河槽部分總沖刷深度為4.635m，河灘總沖刷深度為1.975m。由此可見(jiàn)，巨野縣機(jī)場(chǎng)路洙趙新河大橋的建設(shè)，使橋址處的河道行洪斷面面積減少、流速加大，加重了河道沖刷，對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定造成一定的影響，也對(duì)橋梁的自身穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。橋位上游若泥沙淤積量大，也會(huì)改變現(xiàn)有河道結(jié)構(gòu)及河道水流的流勢(shì)、流態(tài)，對(duì)河道的防洪產(chǎn)生一定的不利影響。

2.4 對(duì)堤防及防汛搶險(xiǎn)的影響

根據(jù)巨野縣機(jī)場(chǎng)路洙趙新河大橋斷面布置分析，橋梁設(shè)計(jì)長(zhǎng)度不能滿足橋址處河段規(guī)劃河堤斷面寬度要求。同時(shí)梁底高程為39.94～39.06m，橋面高程為41.08～40.2m，相應(yīng)的河道斷面50年一遇堤頂高程42.38m。根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，不能滿足堤防交通、防汛搶險(xiǎn)、管理維修等方面的要求。

3 防洪對(duì)策

為保證河道的行洪安全和公路的運(yùn)輸安全，跨河橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，若有防洪規(guī)劃的應(yīng)按規(guī)劃斷面進(jìn)行，沒(méi)有規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)但有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行;既無(wú)規(guī)劃又無(wú)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)按現(xiàn)狀斷面進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)。本著上述原則，對(duì)巨野縣機(jī)場(chǎng)路洙趙新河大橋的工程影響防治措施分析如下：

3.1 對(duì)影響防洪安全的處理措施

洙趙新河規(guī)劃為50年一遇防洪，現(xiàn)狀河道為10年一遇防洪。根據(jù)《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，洙趙新河大橋設(shè)計(jì)洪水頻率為100年一遇。

洙趙新河大橋設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為260m，與河道形成70°的右?jiàn)A角，橋梁在河道橫斷面上的投影長(zhǎng)度為244.23m，該河段內(nèi)堤腳距265m橋梁未能完全跨越河道行洪斷面。建議橋梁設(shè)計(jì)部門(mén)對(duì)橋梁進(jìn)行增孔加長(zhǎng)，以滿足跨越河道堤防設(shè)計(jì)斷面要求。

根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，為了堤防的穩(wěn)定和防洪安全運(yùn)用，并且不影響堤防的加固和擴(kuò)建，跨堤建筑物、構(gòu)筑物的支墩應(yīng)布置在堤身設(shè)計(jì)斷面之外。為此，橋梁設(shè)計(jì)部門(mén)在增設(shè)橋孔時(shí)，不應(yīng)將支墩布置在堤身設(shè)計(jì)斷面以內(nèi)。當(dāng)需要布置在堤身背水坡時(shí)，必須滿足堤身設(shè)計(jì)抗滑和滲流穩(wěn)定的要求。

據(jù)分析，洙趙新河大橋梁底高程最高處低于50年一遇洪水位0.44m，最低處低于50年一遇洪水位1.32m;最高處低于100年一遇洪水位1.75m，最低處低于100年一遇洪水位2.63m;不滿足河道規(guī)劃50年一遇，100年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)要求。建議橋梁設(shè)計(jì)部門(mén)增加橋梁高度，按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D60—2004)規(guī)定的非通航河流橋下最小凈空高于設(shè)計(jì)洪水位0.5m的要求。

3.2 對(duì)影響堤防及防汛搶險(xiǎn)的處理措施

根據(jù)上述橋梁對(duì)堤防的交通及防汛搶險(xiǎn)的影響分析，做出處理措施如下：

a.建橋后，河道的整治、維護(hù)等將受到局限。因此，在橋梁上部結(jié)構(gòu)安裝以前，需對(duì)橋址處河段按防洪規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)治理，包括河槽開(kāi)挖、加筑堤防等。治理長(zhǎng)度為河道上、下游各100m。堤防堤頂應(yīng)硬化，臨水坡采用漿砌石護(hù)坡，并做好與下游堤防的連接處理，同時(shí)報(bào)請(qǐng)當(dāng)?shù)厮姓鞴懿块T(mén)審查、批準(zhǔn)、驗(yàn)收。

b.河道堤防有防汛搶險(xiǎn)任務(wù)，當(dāng)橋下凈空不滿足交通、防汛搶險(xiǎn)、管理維修的要求時(shí)，可考慮在左右堤防背水坡外側(cè)修筑防汛交通道路與洙趙新河大橋兩面?zhèn)鹊谭肋B接，以滿足防汛需要。防汛交通道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于3級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，與堤防的連接坡度不應(yīng)大于8%。修建坡道不能削弱堤身設(shè)計(jì)斷面。

3.3 對(duì)影響河勢(shì)穩(wěn)定的處理措施

建橋后由于橋梁縮小行洪斷面，致使橋孔上游水流急劇集中流入橋孔，橋下流速梯度增大，河床斷面切應(yīng)力劇增，容易對(duì)邊坡形成明顯的沖刷。另外，由于河槽中橋墩的影響，容易發(fā)生挑流、旋渦等不利河流邊坡穩(wěn)定的水勢(shì)，因此，需對(duì)橋址處上、下游河段采取河堤護(hù)坡、防滲等防護(hù)措施。根據(jù)上述情況，需修筑洙趙新河大橋河堤護(hù)坡，上游河堤護(hù)坡長(zhǎng)50m、下游河堤護(hù)坡長(zhǎng)100m。

為減輕由于建橋后上游水位壅高、水流流勢(shì)變化、局部流速加大及挑流對(duì)橋梁上、下游兩岸的影響，保證河道的行洪安全和公路的運(yùn)輸安全，應(yīng)在橋梁上、下游河堤迎水坡修建漿砌石護(hù)坡工程，在左右岸上游各設(shè)50m、下游各設(shè)100m。護(hù)砌高度為堤防迎水坡自堤腳至50年一遇設(shè)計(jì)洪水位以上0.5m。

3.4 對(duì)大橋安全影響的處理措施

洙趙新河按規(guī)劃治理時(shí)，需對(duì)現(xiàn)狀河道河槽進(jìn)行開(kāi)挖，另外由于河床沖刷的影響使部分河灘、河槽底高程降低，橋墩基礎(chǔ)埋深變小，對(duì)于橋梁自身穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。建議洙趙新河大橋設(shè)計(jì)按規(guī)劃河床高程及計(jì)算沖刷成果，對(duì)橋墩的埋深做進(jìn)一步的分析、核算，以保證公路橋的安全、穩(wěn)定。

4 結(jié)論與建議

除按上述防治措施施工外，本文提出如下建議：

a.橋梁建設(shè)單位對(duì)興建橋梁引起的生態(tài)環(huán)境、水土保持、水質(zhì)等問(wèn)題的影響提出具體防治措施。

b.橋梁建設(shè)單位做好防洪預(yù)案及防洪應(yīng)急措施，以防止出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)洪水造成損失。

c.全橋施工時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)汛期，以免影響河道行洪，如遇汛期施工更應(yīng)注意防洪，確保施工人員及機(jī)具安全;橋梁棄渣嚴(yán)禁侵占河槽，并將棄渣運(yùn)至棄渣場(chǎng)或指定地點(diǎn)并整平，以利環(huán)保;基坑開(kāi)挖回填后應(yīng)對(duì)橋下河床進(jìn)行疏通，以利行洪;對(duì)施工中受到影響的道路、堤岸等工程應(yīng)予以恢復(fù);橋梁的施工對(duì)河道環(huán)境會(huì)產(chǎn)生一定的影響，建議從設(shè)計(jì)到施工要充分注意水環(huán)境保護(hù)，完善補(bǔ)充臨建工程施工的水環(huán)境保護(hù)措施。

Discussion on Juye County Airport Road Zhuzhao New River Bridge Flood Control Measures

FENG Hai-min
(Zhuzhao New River Management Office，Heze274000，China)

This paper analyzes the influence of Airport Road Zhuzhao New River Bridge construction on river flood control，and then targeted prevention measures are proposed．Therefore，conclusion can be proposed，rationalized proposals can be put forwards，and the feasibility of the project construction can be fully demonstrated at the same time．

Zhuzhao New River Bridge;flood control influence;prevention measures

TV87

B

1005-4774(2013)08-0075-03