濟徐高速梁濟運河特大橋防洪影響分析

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(1.濟寧市水利局， 山東 濟寧 272019； 2.濟寧市太白湖新區管委員， 山東 濟寧 272019；3.濟寧市梁濟運河管理處， 山東 濟寧 272019)

濟徐高速梁濟運河特大橋防洪影響分析

陳長華1，張雪玲2，杜秀麗3

(1.濟寧市水利局， 山東 濟寧 272019； 2.濟寧市太白湖新區管委員， 山東 濟寧 272019；3.濟寧市梁濟運河管理處， 山東 濟寧 272019)

本文依據相關規劃和有關技術資料，合理確定了梁濟運河防洪標準和設計洪水流量、洪水位，計算了梁濟運河特大橋的橋位處壅水情況，對橋梁防洪影響進行了綜合分析，包括對有關規劃、現有防洪標準、有關技術要求的適應性分析，對河道泄洪、河勢穩定、河道堤防和其他水利工程設施的影響分析，對防汛搶險的影響分析，并就減小和避免因建橋產生的防洪不利影響提出了建議。

梁濟運河； 橋梁； 防洪影響； 分析

1 工程狀況

梁濟運河特大橋位于梁濟運河中泓樁號K20+560處,設計防洪標準100年一遇,特大橋全長1367.50m,橋梁軸線與河道交角為65°，22～34號橋墩跨徑跨越河道，其中26～29號橋墩為薄壁墩，橋墩外套導流設施與水流方向一致。橋梁與梁濟運河堤防立交，跨河處橋梁最低底高程為44.69m，左右堤頂凈空分別為5.99m。

梁濟運河特大橋橋址處河段順直， 斷面主槽為梯形斷面， 主槽兩側有灘地和堤防， 堤防上有通行道路。 現狀斷面為南水北調一期斷面， 河道現狀及規劃斷面要素見表1。

表1 梁濟運河特大橋橋址處河道現狀及規劃斷面要素

2 防洪分析標準

根據《防洪標準》(GB 50201—94)、《山東省淮河流域防洪規劃報告》(山東省水利廳 1999 年編)，確定梁濟運河橋址處河段防洪標準為50 年一遇；排澇標準為 5 年一遇。

3 設計洪水流量和設計洪水位

洪水流量和洪水位分別采用《山東省淮河流域南四湖湖西地區河道防洪規劃》和《山東省淮河流域防洪規劃報告》中成果(見表2)。

表2 洪水流量和洪水位成果

4 壅水分析計算

梁濟運河特大橋建成以后， 橋墩占據河道行洪斷面，上游來水遇到橋墩阻礙，將使橋墩上游水位升高， 產生壅水。 根據橋址斷面圖、 總布置圖，參照《公路工程水文勘測設計規范》(JTG C30—2002)提供的經驗公式， 橋前最大壅水高度采用下式計算：

式中 ΔZ——橋前最大壅水高度，m；

η——系數，取0.155；

V——橋下平均流速，m/s，V=Q/F凈；

式中Q——流量，m3/s;

F凈——橋下過水斷面凈面積，m2；

V0——橋前全斷面平均流速，m/s，V0=Q/F；

式中F——橋前過水斷面面積，m2。

壅水對河道回水影響曲線長度采用下列公式計算：

L=2ΔZ/I

式中L——回水曲線長度，m;

ΔZ——橋前最大壅水高度，m；

I——水面坡降，取值1/18660。

橋址處現狀斷面和規劃斷面壅水高度和長度計算成果見表3。

表3 壅水高度和長度計算成果

5 綜合分析

5.1 與有關規劃的關系及影響分析

根據《梁濟運河干流防洪除澇工程可行性研究報告》(山東省水利勘測設計院2010年編)，梁濟運河主要是進行河道擴挖和大堤加高填筑。橋址處左、右岸最高堤頂高程分別為43.39m、40.98m，特大橋設計梁底最低高程為44.69m，滿足河道現狀及規劃斷面堤頂高度的要求。 特大橋全長1367.50m，橋梁與河道交角為65°，橋梁垂直于河道方向長度為1239m，橋址處河道斷面規劃內堤肩距348.50m，橋梁長度滿足該段河堤內堤肩距寬度要求，因此，梁濟運河特大橋對現有水利規劃的實施基本沒有影響。

5.2 與現有防洪標準、有關技術要求的適應性分析

根據《防洪標準》(GB 50201—94)及《山東省淮河流域防洪規劃報告》(山東省水利廳1999 年編)，梁濟運河特大橋橋址處河道防洪標準為50年一遇，根據《公路工程水文勘測設計規范》，梁濟運河特大橋的設計洪水標準為100年一遇。橋梁的設計洪水標準高于河道防洪標準。經核算，梁濟運河特大橋橋址處河道現狀斷面最大過水能力下水位40.24m，防洪規劃斷面50年一遇洪水位為37.02m；梁濟運河特大橋跨越主河道的最低梁底高程為44.69m，高于河道現狀最大過水能力相應水位和50年一遇水位。

5.3 對河道泄洪的影響分析

橋梁跨越河道時，有8組橋墩設置在河道行洪斷面內。由于橋墩阻水，使過水斷面減小，行洪能力降低。根據計算，在現狀斷面情況下，建橋后最大阻水面積占河道行洪面積的5%，規劃斷面下，阻水面積占河道行洪面積的最大值為7.75%，對河道泄洪影響較小。

5.4 對河勢穩定的影響分析

梁濟運河特大橋建成后現狀及規劃斷面最大壅水高度為0.03m，對河勢穩定影響較小。 另外，橋址處河段為順直河道，建橋后橋下現狀斷面流速加大，會增大河道沖刷深度，對河道走向不會造成影響，因此，建橋后對河道河勢影響較小。梁濟運河特大橋橋墩排列方向與河流方向平行，由于特大橋在河道行洪規劃斷面內布置有橋墩，橋梁建成后橋址處河道斷面的原有狀況將會發生變化，橋下的水流流態、流勢較建橋前都會有所變化，水流條件的改變將會使得橋下局部河段的河槽、河灘發生一定變化。從長期看，水沙沖淤存在著動態平衡，河床基本穩定。

5.5 對河道堤防和其他水利工程及設施的影響分析

梁濟運河特大橋24號橋墩處于現狀斷面左側大堤堤身內，不符合《堤防工程設計規范》(GB 50286—2013)要求； 33號橋墩處于規劃斷面右側外堤堤腳，橋墩樁基礎施工時會對堤防的完整性產生一定的影響。

5.6 對防汛搶險的影響分析

梁濟運河特大橋跨越河段處，現狀斷面左右側堤頂高程分別為43.39m、40.24m，規劃斷面左右側堤頂高程為40.98m，特大橋在左右側堤頂處橋下梁底高程分別為49.38m、46.24m，堤頂最小凈空大于5m，橋下凈空滿足防汛通道要求。

6 建 議

?24號橋墩無法避開堤身斷面，可修建防洪墻加固該墩位處堤防。33號橋墩樁基礎施工完成后應對損壞部分進行恢復，并選用符合規范的筑堤土進行分層碾壓，壓實密度不小于0.92，同時進行防滲處理。為減輕因建橋對橋址上、 下游兩岸的影響， 保證河道運行安全，應對橋梁上、下游堤防迎水坡進行漿砌石護坡；?應合理布置施工場地，施工期間若阻斷堤頂交通， 應設置臨時通道， 確保防汛交通暢通，在工程完工后應及時清除施工圍堰及臨時道路等，將建筑垃圾清理出河道管理范圍，恢復原狀；?施工應盡量安排在非汛期， 確需汛期施工， 則應編制渡汛方案，并應與水利部門保持密切聯系，及時了解雨情水情， 以確保施工單位的人身、 財產安全和防洪安全。 ◆

Analysis of Flood Control Influence on Liangji Cannel Grand Bridge in Jining-Xuzhou Highway

CHEN Chang-hua1, ZHANG Xue-ling2, DU Xiu-li3

(1.JiningWaterConservancyBureau,Jining272019,China; 2.JiningTaibaiLakeNewDistrictManagementCommittee,Jining272019,China; 3.JiningLiangjiCanalAdministration,Jining272019,China)

In the paper, Liangji Canal flood protection standard, design flood flow and flood level are reasonably determined according to relevant planning and related technical information. Water damming condition of bridge location of Liangji Cannel Grand Bridge is calculated. Bridge flood control influence is comprehensively analyzed, including adaptive analysis on related planning, existing flood control standard and related technical requirements, influence analysis on river discharge, river pattern stability, river embankments impact and other water conservancy facilities, and influence analysis on food control rescue. Suggestions are proposed for reducing and avoiding flood control unbeneficial influence due to bridge construction.

Liangji Canal; bridge; flood control influence; analysis

TV877

B

1005-4774(2014)06-0060-03