水利工程橋梁建設對于區(qū)域城市防洪的影響

婁衛(wèi)國， 紀軍鋒

(山東省東明縣水務局，山東 菏澤 274500)

0 引 言

在城市規(guī)劃過程中，出于城市美化等角度考慮，往往存在著河流從城市中穿過的現(xiàn)象，致使區(qū)域城市防洪工作成為城市規(guī)劃工作的重點內(nèi)容。在強化區(qū)域城市防洪能力的建設過程中，應當結(jié)合城市防洪現(xiàn)狀和城市防洪所面對的問題，不斷提升應急排險水平。因此，水利工程橋梁建設對于區(qū)域城市防洪的影響逐漸成為熱點話題。綜合分析某區(qū)域城市防洪特點，存在城區(qū)危房數(shù)量多且城市管網(wǎng)排洪能力弱等特點，為不斷提升城市防洪水平，本文將結(jié)合實際案例，對水利工程橋梁建設在區(qū)域城市防洪中的影響進行綜合論述。

1 區(qū)域城市防洪特點

1.1 城區(qū)危房多

據(jù)資料統(tǒng)計，某城市的城區(qū)內(nèi)處于嚴重破損狀態(tài)的危房占地面積已經(jīng)超過了315萬m2，其中一些主要區(qū)域的危房面積累計就達到220萬m2。一旦出現(xiàn)暴雨等災害導致危房倒塌，將對人們的生命及財產(chǎn)安全帶來極大威脅，是城市防洪安全的重要隱患。

1.2 城市管網(wǎng)排洪能力有待提升

該區(qū)域的城市排水管網(wǎng)總長度達2 000 km，雨水、污水合流長度占比在1/3左右，其設計標準幾乎等同于30～50 mm/h降水量的標準[1]。在城市突發(fā)暴雨時，由于暴雨所帶來的短時強降雨強度已經(jīng)完全超過城市排水管網(wǎng)的設計標準，同時，在城市雨水和污水合流段的影響下，城市排水管網(wǎng)對于短時強降雨的雨水排洪能力明顯不足，極易導致地面積水。

另外，城市范圍內(nèi)市區(qū)道路、快速路以及立交橋等城市交通干線形成了較為發(fā)達的城市路網(wǎng)，一旦遇到短時強降雨，由于泄洪能力薄弱，低洼路面或立交橋區(qū)域很容易形成積水，影響到道路交通的有序性，甚至導致城市交通癱瘓。

2 某區(qū)域城市防洪工程概況

2.1 工程概況

某水利工程橋梁建設位于城市中心位置，橫跨某4A級公園。橋梁和河道呈60°斜交布置，橋梁長度為66.5 m，橋梁寬度為14 m，其中包括兩道寬度為2.0 m的人行橫道和寬度為5 m的雙向行車道。橋體的上部為直線形構(gòu)造，跨境寬度的理論數(shù)值為57.6 m，采用單箱雙室段面箱梁，橋面設計高程為1 074 m，橋梁腹板厚度、頂板厚底和底板厚度分別為：45 cm、25 cm和20 cm，橋梁凈空的最低高程值為1 073.55 m。橋梁下部結(jié)構(gòu)為矩形橋墩構(gòu)造，墩梁固結(jié)良好，橋臺形式為U形臺凹。

2.2 暴雨對區(qū)域城市造成的影響

暴雨的短時強度較大，對區(qū)域城市所帶來的影響，總結(jié)如下：

(1) 在暴雨區(qū)域多處房屋進水、漏雨嚴重。據(jù)資料統(tǒng)計，在平房區(qū)漏水的房屋達到4 500余間，其中有5處房屋已經(jīng)因雨勢過大而倒塌。

(2) 在暴雨影響下，多地區(qū)停電。暴雨導致樹木傾斜或倒塌，將供電設施砸壞，有50余處10 kV供電線路被損壞，導致大范圍中斷供電，并發(fā)生了一起漏電傷人事故[2]。

(3) 在城市郊區(qū)位置短時強降雨量達到70 mm，出現(xiàn)了嚴重的山體滑坡險情。該范圍內(nèi)400余間房屋出現(xiàn)了明顯的墻體開裂和地基沉降現(xiàn)象。

(4) 區(qū)域城市城區(qū)范圍內(nèi)積水嚴重，部分地區(qū)出現(xiàn)交通癱瘓問題。其中在城市西部積水最為明顯，積水嚴重路段已超過40處，其中立交橋下積水嚴重存在10處，水位最深已經(jīng)達到1.70 m。短時強降雨還導致城市道路地面出現(xiàn)了明顯的塌陷問題，嚴重影響車輛及行人的安全。

(5) 據(jù)統(tǒng)計，暴雨導致城市人防工程和地下工程進水嚴重，其中存在90余處地下工程進水，地下市場被淹嚴重，地下水深超過1 m，大量車輛被淹。

在雨停后6 h左右，區(qū)域城市的積水被清除干凈，大部分交通恢復正常，且恢復了絕大部分斷電問題。

2.3 區(qū)域防洪標準

根據(jù)《防洪標準》(GB 50201—2014)中對防洪等級、防洪標準的規(guī)定，結(jié)合案例水利工程橋梁的設計等級和日平均交通過車量以及區(qū)域城市防洪等級，將案例工程橋梁的防洪設計標準定為50年一遇[3]。

3 河道行洪影響分析

3.1 工程建設期間

水利工程橋梁施工對行洪的影響主要在河道治理工程建設期間表現(xiàn)明顯，具體影響表現(xiàn)在以下幾方面：

(1) 施工過程中會將施工便道搭設在河道上，會影響到河道的行洪能力，阻礙河道行洪能力的發(fā)揮[4]。

(2) 在施工過程中會將施工設備、施工材料等堆放在河道灘地上，會影響到河道行洪，降低河道行洪能力。

(3) 在河道和灘地內(nèi)進行施工圍堰的填筑施工時，會顯著減少行洪面積，進而對河道行洪能力產(chǎn)生負面影響。

3.2 工程建成后

在項目工程建成后，對50年一遇設計洪水到10年一遇設計洪水對河道行洪的影響進行分析。分析結(jié)果表明，該水利橋梁工程建設完成后，占用了一部分河道行洪斷面，雖對區(qū)域河道行洪產(chǎn)生一定影響，但影響并不大。

3.3 河勢穩(wěn)定影響評價

在城市規(guī)劃下，對區(qū)域河堤進行了生態(tài)護坡治理。在生態(tài)護坡治理方案中并未對河岸線的形態(tài)進行改變，利用生態(tài)護坡替代原有的自然岸坡，保證上下游和原有的天然河道能夠完美自然的銜接。在水利工程橋梁建設項目完成后，對局部水流的流態(tài)帶來一定的影響[5]。在50年一遇洪水沖刷后，該橋梁橋位處一般沖刷高度為0.95 m，在橋墩局部位置最大沖刷高度達到0.68 m，橋墩位置沖刷深度達到了1.75 m。因此，在水利工程橋梁建設完成后會對河勢穩(wěn)定產(chǎn)生一定的影響。

3.4 對區(qū)域其他設施的影響

案例工程所提及的橋梁工程橫跨城市某河流干流，項目橋梁和下游某大橋的距離為1.0 km，與上游位置某搭橋的距離為0.8 km。通過詳細計算，在發(fā)生50年一遇洪水災害時，橋位上游的壅水高度最大能夠達到50 m，相應的橋梁上游壅水長度能夠達到215 m。綜合看來，水利工程橋梁項目建設壅水范圍內(nèi)并不存在其他水利工程設施[6]。因此，該項目的建設對其他設施基本不產(chǎn)生影響。

3.5 防汛搶險與水上救生影響

案例工程橋梁附近在進行防汛搶險時，通行的道路為現(xiàn)有的濱江道路，案例工程建設和現(xiàn)有的濱江道路實現(xiàn)了有效的接通，對區(qū)域城市的交通情況和防汛通行情況均不會產(chǎn)生影響。在水利工程橋梁建設完成后，濱江道路仍然能夠滿足防汛搶險的通行需求。可見，水利工程橋梁建設項目對河道防汛搶險與水上救生不會產(chǎn)生負面影響。

4 洪水對建設項目的影響

4.1 項目防水標準與措施

綜合分析《防洪標準》(GB 50201—2014)規(guī)范中有關規(guī)定，對防洪等級和防洪標準予以參考。案例工程新建的水利工程橋梁項目的防洪標準設計為50年一遇。結(jié)合案例工程設計方案，該水利工程橋梁的凈空的最低高程值為1 073.55 m，設計高度完全滿足設計標準中對設計高度的要求。通過對設計高度進行復核計算，橋梁項目設計凈高同樣滿足規(guī)范標準中的防洪設計要求。但在枯水期，施工方案并未完善，應當對枯水期的施工方案予以完善。

4.2 淹沒影響

依據(jù)50年一遇設計，在發(fā)生洪水時行洪斷面下降了26.5 m，與項目建設前相比，減少了4.75%。對淹沒情況進行分析，雖對行洪斷面產(chǎn)生了影響，但影響并不大。同時，結(jié)合項目所在地《城區(qū)現(xiàn)狀防洪能力分析評價報告》內(nèi)容，該河段中，渡口到上游大橋河段長度為925 m；河道50年一遇設計標準洪水水位線范圍為：1 073.00～1 073.15 m；河道30年一遇設計標準洪水水位線范圍為：1 072.60～1 072.85 m。案例工程中橋梁凈空最低高程為1 073.55 m，大于設計標準中所規(guī)定的1 073.50 m。

4.3 沖刷與淤積影響評價

由于50年一遇洪水的沖刷深度為0.95 m，在橋墩位置局部的最大沖刷深度和總沖刷深度分別為0.68 m和1.73 m。結(jié)合案例工程概況，其橋墩的埋深為12.0 m，明顯大于總沖刷深度的1.73 m?？梢?，該橋梁工程滿足50年一遇洪水沖刷標準要求。

依據(jù)河道上游環(huán)境治理和生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃，分析河道治理方案，50年一遇的洪水的沖刷深度通常為0.95 m，在水流的不斷沖刷下，會影響到河道護岸工程的安全性和穩(wěn)定性。因此，在橋梁工程建設完成后，應對河道護岸進行加固處理。

5 結(jié)束語

綜上所述，為了探究水利工程橋梁建設對于區(qū)域城市防洪的影響，本文結(jié)合實際案例予以分析，結(jié)果顯示，水利橋梁工程建設不會影響區(qū)域防洪及水利規(guī)劃，項目建成后會對河勢穩(wěn)定性帶來一定影響，但不會影響到防汛搶險與水上救生。從洪水影響角度來看，案例工程防洪設計標準滿足規(guī)范標準要求，但項目建設會對河道還的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生一定影響，在施工后應加固河道護岸。