邢衡高速公路跨越滏陽河特大橋防洪影響分析

□張 鵬 薛 杰

邢衡高速公路跨越滏陽河特大橋防洪影響分析

□張 鵬 薛 杰

對跨河橋梁防洪影響、橋梁布置、防洪安全進(jìn)行分析，為日后解決類似問題提供參考。

橋梁；瀝水；防洪影響

跨河橋梁，會(huì)對河道行洪及涉水建筑物產(chǎn)生一定影響。在高速公路建設(shè)中，如橋梁跨河角度和橋墩型式布置不當(dāng)，會(huì)造成水位壅高、河道沖刷等一系列問題，對河勢穩(wěn)定、防汛搶險(xiǎn)等帶來很大影響。因此，對跨河橋梁進(jìn)行防洪影響分析是十分必要的。

1.工程情況

擬建邢衡高速公路跨滏陽河特大橋長2220m，74孔，孔徑30m，橋梁與河流中泓方向交角為75°,梁底高程30.8m～30.93m，樁徑為1.50m、1.30m，樁基埋深均為20m。橋址處河流走向?yàn)槲髂蠔|北走向，主槽靠近左岸，槽口寬85m，槽深7.0m，右岸堤防完整，堤寬7m，堤高3.5m，右灘地1890m，橋址處無左堤，高程約23m。

2.瀝水情況

根據(jù)《防洪規(guī)劃》，滏陽河主要排泄滹滏區(qū)間的瀝水，排瀝標(biāo)準(zhǔn)為5a一遇，根據(jù)艾辛莊樞紐調(diào)度原則，當(dāng)上游來水不超過400m3/s，兩岸排瀝條件允許時(shí)，節(jié)制閘控泄150m3/s入滏陽河。擬建橋梁位于艾辛莊樞紐下游42km左右，滹滏區(qū)間的汪洋溝、邵村溝匯入滏陽河，因此從安全角度考慮，滏陽河瀝水的計(jì)算考慮汪洋溝、邵村溝瀝水與艾辛莊樞紐泄量的疊加成果。瀝水計(jì)算根據(jù)《河北省平原地區(qū)中小面積除澇水文修訂報(bào)告》中的計(jì)算方法，利用控制面積較大測站的實(shí)測點(diǎn)據(jù)單獨(dú)分析率定較大面積的排水模數(shù)公式參數(shù)：k=0.058，m=0.92，n=-0.33，按排澇流量公式計(jì)算瀝水，另與艾辛莊樞紐控泄150m3/s流量疊加后，滏陽河防洪標(biāo)準(zhǔn) 300a、100a、50a、10a、5a一遇時(shí)排澇流量分別為 958m3/s、736m3/s、599m3/s、336m3/s、268m3/s。

3.防洪影響

橋梁修建后會(huì)對兩岸村莊等建筑物產(chǎn)生影響。該橋防洪標(biāo)準(zhǔn)為300a，村莊防洪標(biāo)準(zhǔn)為10a，根據(jù)《防洪規(guī)劃》滏陽河治理標(biāo)準(zhǔn)為5a，因此按300a、10a、5a，3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析計(jì)算。

3.1橋梁布置分析

擬建橋梁長2220m，槽口寬85m，左岸至右堤寬1975m，橋長大于河道寬度，滿足行洪要求。根據(jù)《河北省防洪評(píng)價(jià)編制技術(shù)大綱》要求，橋梁與一般河道交角為70°～110°，滏陽河屬于一般河道，橋梁與河流中泓方向交角為75°，滿足河道行洪要求。橋梁在河道內(nèi)布設(shè)74組橋墩，每組橋墩沿水流方向布設(shè)有4個(gè)墩柱，同組墩臺(tái)中心線與水流方向基本平行。

3.2壅水、沖刷分析計(jì)算

3.2.1壅水計(jì)算

由于橋墩擠占過水?dāng)嗝?，橋前形成壅水，河道壅水?jì)算采用《公路工程水文勘測設(shè)計(jì)規(guī)范》中推薦的公式計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，橋下壅水的高度和長度分別為：300a一遇為 0.030m、86m，10a一遇為0.040m、114m，5a一遇為0.035m、100m。

3.2.2沖刷計(jì)算

橋墩擠占過水?dāng)嗝?，增加河道單寬流量，過水?dāng)嗝媪魉偌哟?，水流挾沙能力增加，引起河床沖刷。參照以往附近地質(zhì)資料及現(xiàn)場查勘情況，分析橋址處地質(zhì)情況，進(jìn)行一般沖刷深度計(jì)算。沖刷深度分別為：300a一遇為1.69m；10a一遇為0.58m；5a一遇為0.41m。

3.3行洪形勢影響分析

橋址處河道較規(guī)整，右岸堤防完整，左岸無堤防，左岸至右堤距離1975m，河道5a一遇壅水高度0.035m，壅水影響范圍至上游100m。橋址處左右岸高程為24.02m、23.76m，橋梁修建后，河道形成的壅水對兩岸影響不大。

由于橋梁長度大于300a行洪范圍，對水流未造成大的改變，5a一遇和300a一遇平均流速從建橋前的0.51m/s、0.28m/s增加到0.53m/s、0.28m/s，流速增加不大，流向基本不變，對河道流勢影響不大，但河道內(nèi)橋墩對局部水流略有改變，使橋墩附近的流速加大，產(chǎn)生局部沖刷，對臨墩岸邊穩(wěn)定產(chǎn)生的影響。

3.4橋梁防洪安全分析

橋梁允許最低梁底板高程由設(shè)計(jì)洪水位、壅水高度、橋下凈空等參數(shù)確定。根據(jù)《公路工程水文勘測設(shè)計(jì)規(guī)范》中的有關(guān)公式計(jì)算后，橋梁設(shè)計(jì)梁底高程最低為30.8m，大于河道允許最低梁底高程25.34m和堤防允許最低梁底高程30.10m，滿足河道行洪要求和自身行洪安全。為防止橋墩周圍的局部沖刷，對橋梁穩(wěn)定構(gòu)成不利影響，橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)埋深20m，滿足抗沖要求。

3.5其他影響分析

橋梁底距地面以上距離為6.91m，右堤處橋梁設(shè)計(jì)凈空為5.14m，滿足防汛車輛正常通行的要求。橋址處左岸下游有村莊，由于村莊防洪標(biāo)準(zhǔn)10a一遇瀝水未出主槽，對村莊沒有影響。

2016-11-20

張 鵬，男，漢族，河北省子牙河河務(wù)管理處，工程師。

薛 杰，女，漢族，河北省崗南水庫管理局，助理工程師。