馬廟斜紋河橋防洪影響評價

□朱珂珂 □王艷華 □姚秀娟

（洛陽水利勘測設計院）

一、基本情況

（一）工程概況

馬廟斜紋河橋位于汝陽縣東溝鉬礦外部交通的主要通道上，橫跨北汝河支流斜紋河，與省道S243（郭木線）相連。馬廟斜紋河橋設計荷載為“公路-Ⅱ級”，橋總長65.04m，橋面寬12m，共布置3跨，單跨跨徑20m。下部采用雙樁柱式橋墩、臺，樁柱順水流方向中心距為7.86m。橋臺位于橋兩端，下部樁長分別為20m、17m嵌入基巖，樁徑1.5m，樁上部為鋼筋混凝土承臺，承臺高1.6m。河道中部布置兩個橋墩，河床以下為鉆孔灌注樁，樁長分別為15m、16m嵌入基巖，樁徑1.5m。河床以上為柱式橋墩，柱徑1.3m，柱高5.6m，柱上部為鋼筋混凝土承臺，承臺高1.6m。橋上部采用預應力空心板，板厚0.9m，橋面設12cm厚防水混凝土橋面鋪裝層。左岸橋臺橋面設計高程為640.703m，右岸橋臺橋面設計高程為639.503m，橋面坡度為2%。

（二）河道基本情況

斜紋河為北汝河支流，發源于付店鎮石柱溝南十八垛山，北流至十八盤鄉劉坑村西入嵩縣境內，與靳村河合流后注入北汝河。斜紋河在汝陽縣境內全長35km，流域面積151.82km2，多年平均年徑流深350mm，年徑流量5314萬m3。斜紋河中上游為石山灌木林區，受人類活動影響較少，植被相對較好。

橋址地區年降水主要集中在汛期，暴雨多出現在汛期7～10月。該地區的洪水為暴雨形成，由于暴雨主要集中在汛期，河道發源于山區，源短流急，洪水漲落較快。

橋址區地形起伏，地貌單元屬秦嶺山脈東部外方山系中低山區。橋址河床地層為漂石土，成份以安山巖、花崗巖及砂巖為主，充填大量粗礫砂，粒徑一般25～35cm。

（三）現有水利工程及其它設施情況

經調查，馬廟斜紋河橋位處附近河道現狀無水利工程及其它設施。

橋位上游7.31km處，斜紋河最大支溝石柱溝上目前正在興建石柱溝水庫，總庫容921.4萬m3，為?。?）型水庫。

二、防洪評價計算

（一）水文分析計算

橋址位置無水文測站，缺乏實測資料，橋位控制流域面積小于200km2，因此可采用小流域推理公式法用暴雨資料推算洪水。

根據《公路工程技術標準》（JTGB01-2003）及《防洪標準》（GB50201-94）的有關規定，馬廟斜紋河橋屬于中橋，其防洪標準采用50年一遇。

橋址位于石柱溝水庫下游約7.31km處，橋位斷面控制流域面積為117.75km2。其中石柱溝水庫壩址控制流域面積為48.12km2，河長12.45km，河道比降為14.3‰。石柱溝水庫至橋位斷面間流域面積為69.63km2，河長7.31km，河道比降為17‰。通過計算水庫以下至橋位斷面區間流域50年一遇洪水，與石柱溝水庫相應洪水頻率的下泄洪水流量進行疊加，作為橋位斷面處設計洪水流量。經計算，橋位斷面處50年一遇設計洪水流量為1794m3/s。

（二）橋位處設計洪水位計算

本次設計洪水位計算依據橋址上下游300m范圍內河道斷面及河道水面比降，采用曼寧公式進行計算。計算公式如下：

式中：Q—設計頻率洪水洪峰流量，Q2%=1794m3/s；A—過水斷面面積（m2）；i—河道水面比降；C—謝才系數（m1/2/s）；R—水力半徑（m）。

將數據代入以上公式，計算出橋址處50年一遇洪水位（Hp）為637.35m。

（三）壅水分析計算

壅水分析計算采用《橋位設計》中公式進行計算，結果見表1：

表1 壅水分析計算成果表

由上表可知，按照50年一遇洪水標準，橋梁底最低高程應不低于638.35m，馬廟斜紋河橋設計梁底最低高程為638.483m，滿足規范要求。

（四）施工期洪水影響分析及防治措施

1.施工期洪水分析

本工程屬于Ⅲ等工程，主要建筑物級別為3級，其臨時建筑物級別為5級，施工導流工程屬臨時工程，為5級，本工程施工導流標準為5年一遇。為確保施工安全，橋梁主體工程施工應安排在非汛期10月～次年5月底。

馬廟斜紋河橋上游約7.31km處的石柱溝水庫工程位于斜紋河支流石柱溝上。二者同屬淮河流域北汝河支流，均位于汝陽縣境內，相距較近，水文降水資料可參考性好。因此，可采用參證站面積比指數法，將上游石柱溝水庫壩址處非汛期設計洪水轉化為橋址非汛期設計洪水。經計算，橋址處非汛期5年一遇設計洪水流量為47m3/s。本工程施工導流流量采用47m3/s。

2.施工期防治措施

在橋梁施工中應設立專人負責的防汛小組，及時、準確掌握河水漲落。建立健全防汛記錄、資料，在河道施工區沿岸設置水位標志，及時觀察水位情況，確保施工安全。

主河槽樁基礎施工時，應按設計導流流量進行施工導流，先修筑施工圍堰圍護基坑，采用導流渠進行導流，然后進行樁基施工，避免洪水淹沒基坑。在下部結構施工結束后，應對河道進行清障，及時拆除施工圍堰、導流渠及打樁工作平臺，將河床內多余砂卵石清理外運，確保河道安全行洪。

三、防洪綜合評價

（一）項目建設對河道泄洪影響分析

斜紋河道橋位處50年一遇洪峰流量為1794m3/s，相應洪水位637.35m，馬廟斜紋河橋設計梁底最低高程為638.483m，按照規范計算的橋梁底最低高程為638.35m，兩者之間尚有0.133m的高差，滿足非通航河流橋下凈空要求，橋面對河道行洪沒有影響。

（二）項目建設對河勢穩定影響分析

根據斜紋河河道現狀和橋位平面圖，橋址處河道較為順直，有利于兩岸連接和減少對流勢影響，在行洪時，橋墩和橋臺局部阻水對河道行洪影響較小，橋墩、臺、樁柱對水流導向作用較小，不會對主河槽的流勢產生大的影響。

（三）項目建設對堤防、護岸及其它水利工程及設施的影響分析

馬廟斜紋河橋建橋后，50年一遇洪水情況下，雖造成橋上游河道洪水位壅高0.39m，壅水影響長度為86.7m，但影響范圍及影響程度均較小，對河道防洪影響較小。

河道兩岸現狀無堤防，項目建成后，橋位處近岸流速會有所加大，會加大對河岸的沖刷，建議對橋上下游河岸進行護砌。

四、結論與建議

橋梁防洪標準采用50年一遇，滿足規范《防洪標準》（GB50201-94）要求。

馬廟斜紋河橋設計梁底高程滿足非通航河流橋下凈空要求，橋梁布置對河道行洪沒有影響。橋墩和橋臺雖有局部阻水，但對河道行洪影響較小。橋墩、臺、樁柱對水流導向作用也較小，不會對主河槽的流勢產生大的影響。

由于橋位處上、下游河道右岸地面高程較低，且分布有選礦廠及泵房，現有河段內無堤防，為避免洪水對其造成影響，建議對橋上游至東溝河口長200m、橋下游長100m范圍河岸進行護砌。做好兩岸橋臺和路基的護砌工作，以防洪水沖刷。

[1]高冬光.橋位設計[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2]吳持恭.水力學（第3版）[M].北京：高等教育出版社，2003.

[3]李煒.水力計算手冊[M].北京：中國水利水電出版社，2006.