G308青石線穿徒駭河防洪影響評(píng)價(jià)

李同超，秦 冰，李 珂

（山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南 250014）

G308青石線穿徒駭河防洪影響評(píng)價(jià)

李同超，秦 冰，李 珂

（山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南 250014）

對(duì)G308青石線于高唐縣境內(nèi)穿徒駭河進(jìn)行了防洪影響評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：在徒駭河上擬建跨河橋梁對(duì)河道的過流斷面、行洪、河勢(shì)穩(wěn)定、堤防安全沒有大的影響，方案可行。

G308青石線；徒駭河；橋梁；防洪影響評(píng)價(jià)

徒駭河位于山東省海河流域南部，流經(jīng)山東省的莘縣、陽谷、東昌府、茌平、高唐、禹城、齊河、臨邑、濟(jì)陽、商河、惠民、濱州、沾化13個(gè)縣（市、區(qū)），于沾化縣入渤海，河道全長(zhǎng)436.35 km，流域面積13 902 km2，其中山東省境內(nèi)河道干流長(zhǎng)度406 km，流域面積13 296 km2。G308青石線高唐縣境內(nèi)，跨越的主要河流有2條，分別為徒駭河、馬頰河,其余均為徒駭河支流。擬建大橋與河道交叉角為90°。橋梁中心樁號(hào)為K2+360.0，全長(zhǎng)350.12 m。汽車荷載等級(jí)為公路Ⅰ級(jí)，橋梁主橋下部采用薄壁墩，承臺(tái)接群樁基礎(chǔ)；引橋下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、肋式臺(tái)、樁基礎(chǔ)。橋臺(tái)樁基直徑1.5 m共16根，橋墩樁基直徑1.5 m共72根；主橋采用盆式支座，引橋采用板式橡膠支座；橋面采用10 cmC50整體化現(xiàn)澆混凝土及10 cm瀝青混凝土橋面鋪裝。橋面橫坡為單向2.0%，通過墩臺(tái)柱頂高差形成橫坡。

1 防洪評(píng)價(jià)計(jì)算

1.1 水文水力計(jì)算

徒駭河防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，G308青石線跨徒駭河公路橋橋梁等級(jí)為大橋，其防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。橋址處不同頻率下設(shè)計(jì)洪水流量與水位見表1。

表1 徒駭河大橋處設(shè)計(jì)流量及洪水位成果

1.2 壅水計(jì)算

上游橋前壅水高度和長(zhǎng)度由下式進(jìn)行計(jì)算：

式中：ΔZm為橋前最大壅水高度，m；Ly為壅水曲線全長(zhǎng)，m；η為阻水系數(shù)，查表為0.25；為橋下平均流速，m/s；為斷面平均流速，m/s；I0為水面比降，取0.000 12。

經(jīng)計(jì)算，各工況下的壅水計(jì)算成果見表2。

表2 徒駭河大橋各工況下的壅水計(jì)算成果表

1.3 沖刷分析計(jì)算

1）一般沖刷計(jì)算。河槽部分根據(jù)跨越徒駭河處橋梁總布置圖以及主槽處土工試驗(yàn)資料，徒駭河主河槽范圍內(nèi)河道土質(zhì)為黏土，土壤的液性指數(shù)為0.60。通過計(jì)算得5年一遇河槽一般沖刷深為0.51 m，50年一遇河槽一般沖刷深為1.14 m，100年一遇河槽一般沖刷深為1.74 m。河灘部分根據(jù)跨越處橋梁立面圖及左邊灘部分土工試驗(yàn)資料，橋位處徒駭河邊灘范圍內(nèi)河道土質(zhì)為粉土，土壤的液性指數(shù)為0.53。通過計(jì)算得橋下河灘部分一般沖刷深5年一遇為0.15 m，50年一遇為0.71 m，100年一遇為1.28 m。

2）局部沖刷計(jì)算。局部沖刷主要為主槽橋墩局部沖刷和灘地橋墩局部沖刷。通過計(jì)算得，主槽橋墩局部沖刷深5年一遇為0.43 m，50年一遇為0.66 m，100年一遇為0.69 m。灘地橋墩局部沖刷深5年一遇為0.15 m，50年一遇為0.27 m，100年一遇為0.36 m。

2 防洪影響評(píng)價(jià)

2.1 與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系與影響分析

依據(jù) 《防洪規(guī)劃》，橋位處徒駭河規(guī)劃按照“64雨型”除澇標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)挖現(xiàn)狀河道主槽，按照“61雨型”防洪標(biāo)準(zhǔn)加高培厚河道堤防，并規(guī)劃2020水平年在維持“61雨型”防洪水位基本不變的情況下拓寬河槽，使河道防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到50年一遇。設(shè)計(jì)河底寬106.0 m，設(shè)計(jì)堤頂中心距280 m。根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)部門提供資料，徒駭河大橋全長(zhǎng)350.12 m，大于規(guī)劃河寬，其橋梁長(zhǎng)度滿足河道規(guī)劃寬度的要求。

2.2 與現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性分析

根據(jù)山東省水利廳2008年編制的 《防洪規(guī)劃》，橋梁跨越處徒駭河規(guī)劃近期恢復(fù)“64雨型”排澇、“61雨型”防洪標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)堤防全面整修，遠(yuǎn)期使河道防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。徒駭河大橋設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，橋梁等級(jí)為大橋，高于河道規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 對(duì)河道泄洪的影響分析

根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)圖，在徒駭河規(guī)劃堤防內(nèi)共設(shè)橋墩11個(gè)，橋墩采用圓柱形，墩臺(tái)均采用樁基礎(chǔ)。由于橋墩布置于河道斷面內(nèi)，縮小了大橋斷面處有效行洪面積，橋位處河道的行洪水力條件將會(huì)產(chǎn)生一定的變化，減少了橋下斷面過水面積，橋前發(fā)生壅水，不利于河道行洪安全。

2.4 對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定的影響分析

建橋后，受橋墩布設(shè)的影響，橋位處河道斷面的原有狀況將會(huì)發(fā)生變化，橋下水流的流態(tài)、流勢(shì)都會(huì)與建橋以前有所變化，水流條件的改變將會(huì)使得橋位上下游局部河段的河槽、岸灘的形態(tài)也隨之發(fā)生一定的變化。

2.5 對(duì)堤防的影響分析

橋梁跨越徒駭河大橋橋址處河道斷面為復(fù)式河道，現(xiàn)狀內(nèi)堤距245 m，左堤頂高程29.43 m，右堤頂高程27.5 m，兩岸邊灘種有莊稼與樹木。根據(jù)省水利廳編制的《防洪規(guī)劃》，橋位處徒駭河河道規(guī)劃2020年按照50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)對(duì)河道堤防加高培厚，設(shè)計(jì)堤頂寬度為6 m，堤頂超高為2.0 m，設(shè)計(jì)堤頂高程26.75 m，設(shè)計(jì)堤頂中心距286 m。橋位處左岸堤頂高程28.82 m，右岸堤頂高程27.20 m，高于規(guī)劃的設(shè)計(jì)堤頂高程，滿足規(guī)劃的要求。

2.6 對(duì)防汛搶險(xiǎn)的影響分析

現(xiàn)狀堤頂條件下，右堤處梁底高程為31.22 m，現(xiàn)狀堤頂高程為27.20 m，凈空4.02 m。橋下凈空不滿足《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286-2013）的規(guī)定，因此，大橋的建設(shè)對(duì)徒駭河防汛搶險(xiǎn)有一定的影響，右堤堤頂高程與橋梁設(shè)計(jì)頂高程相差不大，施工過程中緩坡相交，對(duì)防汛搶險(xiǎn)不會(huì)產(chǎn)生影響。

2.7 防御洪澇的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)與措施的適當(dāng)性分析

G308青石線跨越徒駭河處橋梁設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，高于河道50年一遇規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)，橋梁設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)滿足要求。依據(jù)《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，橋梁底高程應(yīng)高于設(shè)計(jì)洪水頻率的水位，以及考慮壅水、浪高、局部股流涌高、河床淤積等影響的高度，橋下還需預(yù)留最小0.5 m的凈空高度。經(jīng)計(jì)算，橋址斷面處100年一遇洪水位為25.35 m，跨越河道的橋梁梁底高程為29.0～31.80 m，高于100年一遇洪水位，橋梁梁底高程的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是適當(dāng)?shù)摹?/p>

2.8 對(duì)第三人合法水事權(quán)益的影響分析

根據(jù)山東省交通運(yùn)輸廳2012年4月完成的《山東省內(nèi)河航道與港口布局規(guī)劃》，橋位處航道規(guī)劃等級(jí)為Ⅲ級(jí)航道。Ⅲ級(jí)航道要求通航凈寬不小于60 m，凈空不小于7.0 m，徒駭河大橋橋梁凈空高度最小值為7.05 m，凈寬尺度為65 m均滿足通航要求。

[1] 海河流域防洪規(guī)劃—徒駭、馬頰河系防洪規(guī)劃報(bào)告[R].山東濟(jì)南：山東省水利廳，2008.

[2]JTG C30-2002，公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]GB50286-2013，堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

（責(zé)任編輯 崔春梅）

TV87

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1009-6159（2017）-06-0005-02

2017-03-05

李同超（1982—），男，工程師