蘇村沂河大橋改建工程設(shè)計(jì)及防洪措施

公 臣

（臨沂市水利局，山東 臨沂 276000）

擬建長(zhǎng)深高速沂南北連接線蘇村沂河大橋工程位于臨沂市沂南縣蘇村鎮(zhèn)楊家莊西的沂河上，現(xiàn)狀蘇村沂河大橋橋長(zhǎng)780m，由于大橋年久失修，老化嚴(yán)重，所以計(jì)劃將原舊橋拆除改建。擬建蘇村沂河大橋總長(zhǎng)為787m，跨徑為26孔×30m，橋梁總寬16m，上部為箱梁結(jié)構(gòu)，下部為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

1 河道演變情況分析

1.1 河道歷史演變概況

沂河下游古時(shí)入泗河，泗河入淮河，公元1194年黃河奪淮，沂河遂無(wú)正規(guī)入海通道。1953年江蘇省開(kāi)挖了新沂河，沂河洪水經(jīng)駱馬湖入新沂河，東流于燕尾港入黃海。解放前沂河洪水泛濫，河床游蕩，決口四溢，洪澇災(zāi)害經(jīng)常發(fā)生，有“十年河?xùn)|變河西”之說(shuō)。歷史上，受生產(chǎn)力條件的限制，沂河人為影響較小，漲水沖刷，落水淤積，河道以沖淤交替發(fā)生的自然演變?yōu)橹?，總的表現(xiàn)為上游河道沖刷，河床切割降低，粒質(zhì)粗化，下游河道河床淤積抬高，河床粒質(zhì)漸細(xì)。

1.2 河道近期演變趨勢(shì)分析

沂河流域上游山脈連綿，支流河短坡陡，流域窄長(zhǎng)，植被較差，一般情況下大面積降水均使沂河出現(xiàn)洪水匯流，河水暴漲暴落。沂河本次擬建大橋橋址以上與全流域一樣水砂大多集中在汛期暴雨季節(jié)，其中沂河的來(lái)水與來(lái)砂基本成正比關(guān)系，即大水大沙、小水小沙，洪水越大含沙量也越高。另根據(jù)上游建庫(kù)前后水沙資料統(tǒng)計(jì)分析，臨沂水文站在建庫(kù)前汛期輸沙量占全年輸沙量的98%左右，而建庫(kù)后，由于水庫(kù)的調(diào)節(jié)，使水沙集中程度相對(duì)較低，一般在80%左右。建庫(kù)前、后多年平均輸沙量分別為901萬(wàn)t和209萬(wàn)t，可見(jiàn)建庫(kù)后來(lái)沙量明顯降低?？偠灾?958—1960年，沂河上游興建了大批大、中型水庫(kù)，這些水庫(kù)實(shí)際控制的流域面積達(dá)50%左右。從而改變了沂河水沙特性和沖淤狀況。

1.3 河道演變趨勢(shì)分析

由于沂河上游大中型水庫(kù)的修建，以及上游水土保持工程的不斷實(shí)施，使沂河的上游來(lái)砂量減少，加之河道整體采砂，河道總體的淤積情況有較大的減弱。隨著沂河上游河道治理工程的建設(shè)，河道受人為控制影響程度越來(lái)越高，因此該河段經(jīng)過(guò)一定時(shí)間自然調(diào)節(jié)，加上人為合理的控制采砂活動(dòng)將能夠形成動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定河床。

擬建大橋位于沂河上游，為山洪河段，河床切割深、比降陡，洪水源短流急。沂河河道的沖淤主要受制于水砂狀態(tài)和邊界條件。邊界條件包括河床形態(tài)、顆粒組成和局部侵蝕基面等。沂河上游部分地段岸邊基巖出露，灘地岸坡較為穩(wěn)定，同時(shí)加之該河道上游控制樞紐較少，平常下泄水流均為下游灌溉和城市用水，用水量較小，水流流量較小。河道僅在沂河出現(xiàn)大洪水時(shí)才泄洪，行洪時(shí)間較短。因此評(píng)價(jià)認(rèn)為河床和主流是比較穩(wěn)定的，不會(huì)發(fā)生較大的變遷；該河段河勢(shì)穩(wěn)定性較好，在近期不會(huì)發(fā)生大的變化。

2 工程設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

橋梁等級(jí)為大橋，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按公路Ⅰ級(jí)設(shè)計(jì)。防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，相應(yīng)洪峰流量為8000m3/s，相應(yīng)水位113.11m。施工期洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，相應(yīng)洪峰流量為100m3/s，相應(yīng)水位107.79m。地震設(shè)防烈度為該地區(qū)地震基本烈度Ⅷ度。

2.2 橋梁結(jié)構(gòu)

擬建大橋工程橫跨沂河，全橋總長(zhǎng)為787m，橋面橫向按2%坡度自道路中心線向兩側(cè)放坡，由箱梁頂面形成；橋面最低高程為116.129m，梁底最低高程為114.2m。

1）橋梁上部結(jié)構(gòu)：大橋上部為裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，箱梁、橫梁、現(xiàn)澆接頭、濕接縫、調(diào)平層為C50混凝土；預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板、封錨端、鉸縫、調(diào)平層為C50混凝土；護(hù)欄為C30混凝土；橋面鋪裝為9cm瀝青混凝土。

2）橋梁下部結(jié)構(gòu)：蓋梁（墩、臺(tái)帽）為C30混凝土，橋墩墩身（含系梁）為C30混凝土，橋臺(tái)耳背墻、橋頭搭板為C30混凝土，支座墊石為C30混凝土，承臺(tái)為C25混凝土，樁基礎(chǔ)為C25混凝土。

3）橋址位置。河道左岸為濱河防洪路堤，路堤頂寬15m，其中行車(chē)道寬12m，兩側(cè)各設(shè)1.5m寬路肩，邊坡臨水坡 1∶3.0，背水坡 1∶2.5。 大橋設(shè)計(jì)左岸采用放坡加高的方式與現(xiàn)狀堤防或坡道平交相接。設(shè)計(jì)左堤位置路頂高程為115.51m，大橋設(shè)計(jì)按2%坡度與橋址左岸上游匝道和下游現(xiàn)狀左堤平交相接，上下游放坡段坡長(zhǎng)分別為310m和170m。擬建大橋左岸橋下匝道路面頂高程基本平灘地高程109.3m，左岸匝道位置橋下凈空為5.2m。大橋右岸現(xiàn)狀無(wú)堤防，大橋設(shè)計(jì)擬按2%的坡度放坡加高并與擬建大橋平交相接。擬建大橋左岸橋臺(tái)距離左堤內(nèi)堤腳45m，右岸橋臺(tái)距離規(guī)劃右堤內(nèi)堤腳15m。

3 工程影響防治措施

3.1 防沖措施

建橋后，由于橋墩阻水，改變了水流流態(tài)，減少了有效過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，增大了橋下流速，對(duì)河床、岸坡將產(chǎn)生沖刷，并且大橋施工擾動(dòng)將可能對(duì)兩岸岸坡造成破壞，因此應(yīng)做好兩岸護(hù)坡、護(hù)岸工程。建議大橋設(shè)計(jì)完建后對(duì)橋址處左岸堤防采用M10漿砌片石進(jìn)行護(hù)坡。護(hù)坡范圍：橋址上、下游100m的左右岸堤防，護(hù)坡厚0.3m，下鋪0.1m厚碎石墊層，護(hù)坡頂高程同堤頂高程，護(hù)坡頂寬0.6m，基礎(chǔ)埋深2.0m，護(hù)岸坡比采用1∶3.0。對(duì)灘地岸坡采用M10漿砌石進(jìn)行防護(hù)。護(hù)砌范圍：大橋橋址左右岸上下游各100m相應(yīng)的灘地岸坡，護(hù)砌厚度0.3m，下鋪0.1m厚碎石墊層，護(hù)岸頂高程平灘地高程，基礎(chǔ)埋深1.5m。工程量估算：經(jīng)計(jì)算基礎(chǔ)開(kāi)挖120m3，M10漿砌片石護(hù)坡3800m3，漿砌塊石基礎(chǔ)1110m3，碎石墊層1250m3，基礎(chǔ)開(kāi)挖土方量1830m3。

3.2 道路防護(hù)

現(xiàn)狀左岸濱河下穿路在擬建大橋11～12跨穿過(guò)，大橋施工將不可避免地對(duì)下穿路造成破壞，施工過(guò)程中應(yīng)采取一定措施以保證上下游道路通暢。建橋后，由于大橋橋面高程較高，阻斷了河道兩岸上下游通道，影響河道防汛搶險(xiǎn)及河道日常管理，為保證堤防上下游防汛道路連接通暢，堤防和大橋采用平交方式連接，在橋頭兩端分別設(shè)坡道連接橋面和上下游防汛通道，設(shè)引路與兩岸地面連接。

3.3 廢棄物處理

新橋施工前應(yīng)及時(shí)拆除老橋及阻水路基，并全部運(yùn)至堤外側(cè)，減少?gòu)U棄物對(duì)河道的阻水影響。工程施工完畢清除河道和灘地上的棄土棄渣，并全部運(yùn)至堤外側(cè)，以恢復(fù)原河道行洪條件，防止施工廢棄物阻水對(duì)河道行洪造成不利影響。工程竣工驗(yàn)收前，防汛部門(mén)應(yīng)會(huì)同河道主管部門(mén)，對(duì)工程竣工清理進(jìn)行檢查驗(yàn)收，竣工清理達(dá)不到規(guī)定要求，不得進(jìn)行主體工程驗(yàn)收。

4 工程建后效益

蘇村沂河大橋工程于2010年開(kāi)始實(shí)施，2013年竣工通車(chē)。工程建成后，不僅使車(chē)輛通行流量增加了2倍，而且河道過(guò)水條件也有所改善，防洪標(biāo)準(zhǔn)由20年一遇提高到100年一遇，對(duì)河道行洪安全、現(xiàn)有水利工程、防汛搶險(xiǎn)等方面起到了積極影響，保障和促進(jìn)了兩岸社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。