河道堤頂兼做公路建設(shè)項(xiàng)目防洪評(píng)價(jià)研究

董 瑜，褚 洋

（1.棗莊市政建設(shè)集團(tuán)股份公司，山東 棗莊 277000；2.棗莊市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山東 棗莊 277000）

1 工程概況

京杭運(yùn)河棗莊段二級(jí)航道整治工程（馬蘭大橋以上）應(yīng)急通道（變更）工程位于山東省棗莊市臺(tái)兒莊區(qū)、韓莊運(yùn)河右堤，為2022 年山東省重大項(xiàng)目——京杭運(yùn)河棗莊段（馬蘭大橋以上）二級(jí)航道整治工程的一部分，是該段航道的應(yīng)急救援道路。為改善堤頂?shù)缆方煌l件，緩解區(qū)域交通壓力，提升運(yùn)河航道應(yīng)急救援和防汛搶險(xiǎn)效率，需在運(yùn)河堤頂建設(shè)應(yīng)急通道。馬蘭大橋以上應(yīng)急通道長(zhǎng)24.01km，位于韓莊運(yùn)河右堤堤頂，道路起點(diǎn)為濟(jì)寧和棗莊市界，向東沿運(yùn)河右堤堤頂經(jīng)京臺(tái)高速、京滬高鐵、G206 國(guó)道、萬(wàn)年閘后，在馬蘭大橋到達(dá)道路終點(diǎn)。應(yīng)急通道按雙向兩車(chē)道二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，道路總寬13m、路面凈寬12.0m，對(duì)7 處不滿(mǎn)足路基寬度的堤防向背水側(cè)進(jìn)行拓寬，對(duì)3 座穿堤涵洞背水側(cè)接長(zhǎng)洞身，對(duì)2 座穿堤涵洞拆除重建。堤防拓寬按照韓莊運(yùn)河規(guī)劃100 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)、1 級(jí)堤防標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行建設(shè)，接長(zhǎng)及重建涵洞設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為100 年一遇，排澇標(biāo)準(zhǔn)為5 年一遇。

2 河道基本情況

韓莊運(yùn)河現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇，堤防級(jí)別為2 級(jí)，設(shè)計(jì)堤頂高程為50 年一遇設(shè)計(jì)洪水位加2.0m超高，現(xiàn)狀堤頂?shù)缆窢顩r不良，部分路段雨天泥濘無(wú)法通行。根據(jù)《沂沐泗河洪水東調(diào)南下提標(biāo)工程規(guī)劃》，擬將韓莊運(yùn)河防洪標(biāo)準(zhǔn)提升為100 年一遇，采用開(kāi)挖、加固堤防的方式使韓莊運(yùn)河設(shè)計(jì)行洪流量達(dá)到4600～6000m3/s，韓莊節(jié)制閘下～蘇魯省界設(shè)計(jì)水位為36.01～29.20m，堤防級(jí)別為1 級(jí)，堤頂寬度8m，迎、背水側(cè)坡比1∶3，設(shè)計(jì)堤頂高程為100 年一遇洪水位加2.5m 超高。韓莊運(yùn)河規(guī)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(jì)算

3.1 下穿輔道壅水計(jì)算

本工程無(wú)臨河側(cè)堤防加寬，僅在京臺(tái)高速橋下灘地設(shè)下穿輔道占用一定的行洪斷面，對(duì)運(yùn)河行洪產(chǎn)生了一定影響，需計(jì)算輔道在運(yùn)河現(xiàn)狀50 年一遇和規(guī)劃100 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)下的阻水比、壅水高度等參數(shù)。下穿輔道總長(zhǎng)1km，寬7m，沿輔道選取6 個(gè)河道斷面，采用《鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》中6.4.14 公式進(jìn)行計(jì)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(yīng)力和過(guò)流能力復(fù)核

本工程將堤頂路由防汛道路提升為二級(jí)公路，相應(yīng)汽車(chē)荷載為公路-Ⅰ級(jí)。采用緯地涵洞軟件計(jì)算復(fù)核后沿線(xiàn)13 座穿堤涵洞地基應(yīng)力均小于修正后的地基承載力特征值，地基承載力滿(mǎn)足應(yīng)急通道汽車(chē)荷載要求。

對(duì)5 座涵洞接長(zhǎng)或拆除重建，需復(fù)核采取措施后涵洞過(guò)流能力是否滿(mǎn)足農(nóng)田排澇要求。根據(jù)各涵洞排澇面積，利用排澇模數(shù)法計(jì)算5 年一遇排澇流量；結(jié)合涵洞結(jié)構(gòu)尺寸和上下游水位，依據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》附錄M 判別涵洞流態(tài)并計(jì)算過(guò)流能力。經(jīng)計(jì)算，采取措施的5 座穿堤涵洞過(guò)流能力均大于5 年一遇農(nóng)田排澇流量，滿(mǎn)足排澇要求。

4 防洪綜合評(píng)價(jià)

4.1 與有關(guān)規(guī)劃符合性評(píng)價(jià)

本工程對(duì)韓莊運(yùn)河右堤堤頂?shù)缆诽嵘脑?，?duì)堤防背水側(cè)按照1∶3 坡比拓寬，不在臨水側(cè)加寬堤防占用行洪斷面，設(shè)計(jì)路面高程高于現(xiàn)狀堤頂高程和規(guī)劃100 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)下的堤頂高程，設(shè)計(jì)道路寬度13m 大于規(guī)劃堤頂寬度8m，路基和穿堤涵洞回填土壓實(shí)度不小于0.95，滿(mǎn)足規(guī)劃1 級(jí)堤防壓實(shí)度要求。工程建設(shè)不占用運(yùn)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(guī)劃（2012—2030）》和《沂沭泗河洪水東調(diào)南下提標(biāo)工程規(guī)劃》的要求，不影響南水北調(diào)東線(xiàn)二期工程的實(shí)施。

4.2 防洪標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)技術(shù)要求符合性評(píng)價(jià)

應(yīng)急通道采用二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)路面不低于韓莊運(yùn)河50 年一遇和規(guī)劃100 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)下的設(shè)計(jì)堤頂高程。因此，應(yīng)急通道滿(mǎn)足《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014）中二級(jí)公路防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇的要求。

4.3 對(duì)河道行洪安全影響評(píng)價(jià)

應(yīng)急通道對(duì)韓莊運(yùn)河右堤堤頂?shù)缆诽嵘脑臁⒌谭劳貙捑诒乘畟?cè)進(jìn)行，沒(méi)有在臨水側(cè)加寬堤防占用運(yùn)河行洪空間，不影響運(yùn)河的行洪能力。

本工程在京臺(tái)高速橋下灘地設(shè)下穿輔道，占用了一定的行洪斷面。根據(jù)壅水計(jì)算，在韓莊運(yùn)河現(xiàn)狀50 年一遇和規(guī)劃100 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)下，下穿輔道各計(jì)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(duì)河道行洪能力影響較小。為進(jìn)一步減少壅水影響，建議采取斷面補(bǔ)償措施。

4.4 對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定影響評(píng)價(jià)

本工程對(duì)堤防拓寬均在背水側(cè)進(jìn)行，沒(méi)有改變堤防走向，堤防臨、背水側(cè)作為路基邊坡采用植草護(hù)坡和漿砌石拱形骨架防護(hù)，拆除重建的2 座穿堤涵洞洞身段按不小于1 級(jí)堤防、不小于0.95 的壓實(shí)度進(jìn)行壓實(shí)并恢復(fù)堤防原有走向，不影響運(yùn)河河勢(shì)穩(wěn)定。

4.5 對(duì)堤防安全和其他水利工程影響評(píng)價(jià)

本工程對(duì)現(xiàn)狀堤頂?shù)缆诽嵘脑?，?duì)不滿(mǎn)足路基寬度要求的堤段背水側(cè)按1 ∶3 邊坡進(jìn)行拓寬，堤防拓寬增大了堤身斷面，對(duì)堤坡采用植草護(hù)坡和漿砌石拱形骨架防護(hù)，有利于堤防運(yùn)行安全。拆除重建的2 座穿堤涵洞需局部開(kāi)挖堤防，穿堤段洞身按照1 級(jí)堤防、不小于0.95 的壓實(shí)度進(jìn)行壓實(shí)；3座背水側(cè)接長(zhǎng)洞身的穿堤涵洞無(wú)需開(kāi)挖堤防，不影響堤防運(yùn)行安全。因此，工程建設(shè)不影響運(yùn)河右堤運(yùn)行安全。

根據(jù)涵洞基底應(yīng)力和過(guò)流能力復(fù)核，13 座穿堤涵洞地基承載力滿(mǎn)足應(yīng)急通道二級(jí)公路汽車(chē)荷載要求，采取措施的5 座涵洞過(guò)流能力大于5 年一遇農(nóng)田排澇流量，不影響涵洞排澇能力的發(fā)揮。因此，本工程建設(shè)對(duì)穿堤涵洞影響較小。

4.6 對(duì)水利工程運(yùn)行管理和防汛搶險(xiǎn)影響評(píng)價(jià)

本工程將堤頂?shù)缆诽嵘脑鞛闉r青路面二級(jí)公路，路面寬度由3～6m 拓寬至12m，對(duì)背水側(cè)上下堤坡道進(jìn)行混凝土硬化，優(yōu)化了堤頂交通條件，有利于車(chē)輛通行安全，提高了堤防日常巡查和防汛搶險(xiǎn)效率，有利于堤防運(yùn)行管理和防汛搶險(xiǎn)。

本工程建設(shè)單位與河道管理單位簽訂了《應(yīng)急通道工程建設(shè)管理框架協(xié)議》。工程建設(shè)完成后堤防仍由韓莊運(yùn)河水利管理局管理，負(fù)責(zé)堤防日常管理、防汛搶險(xiǎn)，建設(shè)單位負(fù)責(zé)堤頂?shù)缆返娜粘ｐB(yǎng)護(hù)、維修和交通管制，保證道路完好。本工程建設(shè)管理方案合理，對(duì)堤防運(yùn)行管理有利。

應(yīng)急通道主路穿京臺(tái)高速通道涵洞、京滬高鐵橋和G206 國(guó)道橋處道路凈空分別為4.65m、7.81m和5.55m，大于防汛搶險(xiǎn)道路凈空4.5m 的要求，不影響防汛搶險(xiǎn)車(chē)輛通行。

5 消除和減輕影響的補(bǔ)救措施

為減少下穿京臺(tái)高速橋的灘地輔道帶來(lái)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(bǔ)償措施，并對(duì)切灘邊坡進(jìn)行護(hù)砌。切灘范圍為輔道下堤起點(diǎn)至下游上堤終點(diǎn)，灘地長(zhǎng)度820m，切灘寬度3m，邊坡1∶3，切灘斷面與現(xiàn)狀河槽采用10m 漸變段銜接，對(duì)河槽切灘邊坡采用30cm 厚金屬絲網(wǎng)護(hù)墊加預(yù)制C25 連拱護(hù)坡防護(hù)。

6 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)應(yīng)急通道設(shè)計(jì)資料和河道流域情況，依據(jù)相關(guān)規(guī)范、規(guī)程，對(duì)因項(xiàng)目建設(shè)造成的防洪影響進(jìn)行了分析計(jì)算，綜合評(píng)價(jià)了項(xiàng)目在規(guī)劃符合性、河道行洪安全、河勢(shì)穩(wěn)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(shè)和許可提供依據(jù)。本工程作為堤頂兼做公路工程的典型項(xiàng)目，建設(shè)方案已經(jīng)水利部淮河水利委員會(huì)準(zhǔn)予行政許可，項(xiàng)目正在建設(shè)實(shí)施。當(dāng)前，各地堤頂兼做公路類(lèi)型的涉河建設(shè)項(xiàng)目越來(lái)越多，為保證河道防洪安全，建設(shè)單位應(yīng)重視防洪評(píng)價(jià)工作，使項(xiàng)目科學(xué)、順利實(shí)施