河道堤頂兼做公路建設項目防洪評價研究

董 瑜，褚 洋

（1.棗莊市政建設集團股份公司，山東 棗莊 277000；2.棗莊市水利勘測設計院，山東 棗莊 277000）

1 工程概況

京杭運河棗莊段二級航道整治工程（馬蘭大橋以上）應急通道（變更）工程位于山東省棗莊市臺兒莊區、韓莊運河右堤，為2022 年山東省重大項目——京杭運河棗莊段（馬蘭大橋以上）二級航道整治工程的一部分，是該段航道的應急救援道路。為改善堤頂道路交通條件，緩解區域交通壓力，提升運河航道應急救援和防汛搶險效率，需在運河堤頂建設應急通道。馬蘭大橋以上應急通道長24.01km，位于韓莊運河右堤堤頂，道路起點為濟寧和棗莊市界，向東沿運河右堤堤頂經京臺高速、京滬高鐵、G206 國道、萬年閘后，在馬蘭大橋到達道路終點。應急通道按雙向兩車道二級公路標準建設，道路總寬13m、路面凈寬12.0m，對7 處不滿足路基寬度的堤防向背水側進行拓寬，對3 座穿堤涵洞背水側接長洞身，對2 座穿堤涵洞拆除重建。堤防拓寬按照韓莊運河規劃100 年一遇防洪標準、1 級堤防標準要求進行建設，接長及重建涵洞設計防洪標準為100 年一遇，排澇標準為5 年一遇。

2 河道基本情況

韓莊運河現狀防洪標準為50 年一遇，堤防級別為2 級，設計堤頂高程為50 年一遇設計洪水位加2.0m超高，現狀堤頂道路狀況不良，部分路段雨天泥濘無法通行。根據《沂沐泗河洪水東調南下提標工程規劃》，擬將韓莊運河防洪標準提升為100 年一遇，采用開挖、加固堤防的方式使韓莊運河設計行洪流量達到4600～6000m3/s，韓莊節制閘下～蘇魯省界設計水位為36.01～29.20m，堤防級別為1 級，堤頂寬度8m，迎、背水側坡比1∶3，設計堤頂高程為100 年一遇洪水位加2.5m 超高。韓莊運河規劃100 年一遇洪水位不高于50 年一遇洪水位，基本與其持平。

3 防洪分析計算

3.1 下穿輔道壅水計算

本工程無臨河側堤防加寬，僅在京臺高速橋下灘地設下穿輔道占用一定的行洪斷面，對運河行洪產生了一定影響，需計算輔道在運河現狀50 年一遇和規劃100 年一遇防洪標準下的阻水比、壅水高度等參數。下穿輔道總長1km，寬7m，沿輔道選取6 個河道斷面，采用《鐵路工程水文勘測設計規范》中6.4.14 公式進行計算的各斷面阻水比為0.05%～1.53%，最大壅水高度0.02～0.63cm。

3.2 穿堤涵洞基底應力和過流能力復核

本工程將堤頂路由防汛道路提升為二級公路，相應汽車荷載為公路-Ⅰ級。采用緯地涵洞軟件計算復核后沿線13 座穿堤涵洞地基應力均小于修正后的地基承載力特征值，地基承載力滿足應急通道汽車荷載要求。

對5 座涵洞接長或拆除重建，需復核采取措施后涵洞過流能力是否滿足農田排澇要求。根據各涵洞排澇面積，利用排澇模數法計算5 年一遇排澇流量；結合涵洞結構尺寸和上下游水位，依據《灌溉與排水工程設計標準》附錄M 判別涵洞流態并計算過流能力。經計算，采取措施的5 座穿堤涵洞過流能力均大于5 年一遇農田排澇流量，滿足排澇要求。

4 防洪綜合評價

4.1 與有關規劃符合性評價

本工程對韓莊運河右堤堤頂道路提升改造，對堤防背水側按照1∶3 坡比拓寬，不在臨水側加寬堤防占用行洪斷面，設計路面高程高于現狀堤頂高程和規劃100 年一遇防洪標準下的堤頂高程，設計道路寬度13m 大于規劃堤頂寬度8m，路基和穿堤涵洞回填土壓實度不小于0.95，滿足規劃1 級堤防壓實度要求。工程建設不占用運河行洪斷面，不影響河道行洪能力和輸水流量，符合《淮河流域綜合規劃（2012—2030）》和《沂沭泗河洪水東調南下提標工程規劃》的要求，不影響南水北調東線二期工程的實施。

4.2 防洪標準和有關技術要求符合性評價

應急通道采用二級公路標準設計，設計路面不低于韓莊運河50 年一遇和規劃100 年一遇防洪標準下的設計堤頂高程。因此，應急通道滿足《防洪標準》（GB50201-2014）中二級公路防洪標準為50 年一遇的要求。

4.3 對河道行洪安全影響評價

應急通道對韓莊運河右堤堤頂道路提升改造、堤防拓寬均在背水側進行，沒有在臨水側加寬堤防占用運河行洪空間，不影響運河的行洪能力。

本工程在京臺高速橋下灘地設下穿輔道，占用了一定的行洪斷面。根據壅水計算，在韓莊運河現狀50 年一遇和規劃100 年一遇防洪標準下，下穿輔道各計算斷面最大阻水比1.53%，最大壅水高度0.63cm，阻水比和壅水高度均較小，故對河道行洪能力影響較小。為進一步減少壅水影響，建議采取斷面補償措施。

4.4 對河勢穩定影響評價

本工程對堤防拓寬均在背水側進行，沒有改變堤防走向，堤防臨、背水側作為路基邊坡采用植草護坡和漿砌石拱形骨架防護，拆除重建的2 座穿堤涵洞洞身段按不小于1 級堤防、不小于0.95 的壓實度進行壓實并恢復堤防原有走向，不影響運河河勢穩定。

4.5 對堤防安全和其他水利工程影響評價

本工程對現狀堤頂道路提升改造，對不滿足路基寬度要求的堤段背水側按1 ∶3 邊坡進行拓寬，堤防拓寬增大了堤身斷面，對堤坡采用植草護坡和漿砌石拱形骨架防護，有利于堤防運行安全。拆除重建的2 座穿堤涵洞需局部開挖堤防，穿堤段洞身按照1 級堤防、不小于0.95 的壓實度進行壓實；3座背水側接長洞身的穿堤涵洞無需開挖堤防，不影響堤防運行安全。因此，工程建設不影響運河右堤運行安全。

根據涵洞基底應力和過流能力復核，13 座穿堤涵洞地基承載力滿足應急通道二級公路汽車荷載要求，采取措施的5 座涵洞過流能力大于5 年一遇農田排澇流量，不影響涵洞排澇能力的發揮。因此，本工程建設對穿堤涵洞影響較小。

4.6 對水利工程運行管理和防汛搶險影響評價

本工程將堤頂道路提升改造為瀝青路面二級公路，路面寬度由3～6m 拓寬至12m，對背水側上下堤坡道進行混凝土硬化，優化了堤頂交通條件，有利于車輛通行安全，提高了堤防日常巡查和防汛搶險效率，有利于堤防運行管理和防汛搶險。

本工程建設單位與河道管理單位簽訂了《應急通道工程建設管理框架協議》。工程建設完成后堤防仍由韓莊運河水利管理局管理，負責堤防日常管理、防汛搶險，建設單位負責堤頂道路的日常養護、維修和交通管制，保證道路完好。本工程建設管理方案合理，對堤防運行管理有利。

應急通道主路穿京臺高速通道涵洞、京滬高鐵橋和G206 國道橋處道路凈空分別為4.65m、7.81m和5.55m，大于防汛搶險道路凈空4.5m 的要求，不影響防汛搶險車輛通行。

5 消除和減輕影響的補救措施

為減少下穿京臺高速橋的灘地輔道帶來的水位壅高、局部流速增大等影響，按等效替代原則在右岸灘地采取切灘補償措施，并對切灘邊坡進行護砌。切灘范圍為輔道下堤起點至下游上堤終點，灘地長度820m，切灘寬度3m，邊坡1∶3，切灘斷面與現狀河槽采用10m 漸變段銜接，對河槽切灘邊坡采用30cm 厚金屬絲網護墊加預制C25 連拱護坡防護。

6 結語

本文根據應急通道設計資料和河道流域情況，依據相關規范、規程，對因項目建設造成的防洪影響進行了分析計算，綜合評價了項目在規劃符合性、河道行洪安全、河勢穩定等方面的影響，并提出減少防洪不利影響的措施，為工程建設和許可提供依據。本工程作為堤頂兼做公路工程的典型項目，建設方案已經水利部淮河水利委員會準予行政許可，項目正在建設實施。當前，各地堤頂兼做公路類型的涉河建設項目越來越多，為保證河道防洪安全，建設單位應重視防洪評價工作，使項目科學、順利實施