裙帶河大開挖穿越工程防洪影響評價

賀芳丁 邢中華 董新美

(1.山東省水利科學(xué)研究院，濟南 250013；2.濰坊市水利建筑安裝工程處，山東濰坊 261031)

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入的加大，河道建設(shè)項目越來越多，規(guī)模越來越大，涉及面也越來越廣，各類跨河、穿河、臨河工程逐年增加。根據(jù)《中華人民共和國防洪法》、《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目管理的有關(guān)規(guī)定》等法律法規(guī)的有關(guān)規(guī)定，在河道管理范圍內(nèi)建設(shè)大、中型及對防洪有較大影響的小型建設(shè)項目都必須進行防洪評價。

1 工程概況

1.1 建設(shè)項目概況

煙臺港西港區(qū)至淄博重質(zhì)液體化工原料輸送管道工程穿越裙帶河位置位于青州市高柳鎮(zhèn)永和村西南 400m，穿越段裙帶河左右兩岸之間距離約30m，左岸高程20.9m，右岸高程19.6m，河底最低點高程為18.6m。

輸油管道設(shè)計采用大開挖的方式穿越裙帶河，穿越工程等級為小型。裙帶河穿越為京博、金誠、匯豐三條支線平面上并行穿越,三條管線穿越的最小間距不小于 5m。穿越處設(shè)計壓力為 6.4MPa，管徑分別為 Φ406.4、Φ355.6、Φ323.9mm。河道右岸為穿越起點，河道左岸為穿越終點。穿越管道起、終點里程分別為285+100、285+350。管道水平長度250m，其中大開挖穿越段 182.5m，一般線路段168.5m。穿越管道深埋河底段水平長度 13.5m，管底設(shè)計標(biāo)高為 15.6m。河底最低點距設(shè)計管頂埋深2.59m。設(shè)計對河道左岸迎水坡采用漿砌石擋墻護岸，順?biāo)鞣较蜃o岸長19m。

1.2 河道基本情況

（1）河道概況。

裙帶河發(fā)源于青州市邵莊鎮(zhèn)辛嶺，流向自南而北，在廣饒縣大王鎮(zhèn)西北入織女河。流域面積190.2km2，干流長度29.7km，道上無攔河閘和水庫，待建項目處無其它設(shè)施。

（2）項目處河道現(xiàn)狀。

管道穿越處裙帶河形狀規(guī)則，地勢平坦，河岸兩側(cè)均以田地分布，屬沖洪積平原地貌單元，田間溝渠發(fā)育。管道穿越處河道已干枯，并被開辟為農(nóng)田，大堤外側(cè)為農(nóng)田，河堤破壞嚴(yán)重，河道局部被填埋。河道東側(cè)新修壽光市西外環(huán)路。河道東岸新修一瀝青公路，交通便捷。

2 河道演變

裙帶河的近期演變，主要受人為因素的影響。1972年至今沿河鄉(xiāng)鎮(zhèn)都組織人力對河道進行改道治理，堤防進行了護岸、加寬以及修建排水涵洞。

裙帶河未來的演變，仍取決于人們對河道的治理活動。隨著社會發(fā)展，經(jīng)濟實力的增強，人們對河道的防洪除澇安全要求不斷提高。規(guī)劃實施后，河槽加寬，堤防加高培厚，使河道控導(dǎo)洪、澇水排泄，制止河床平面擺動的能力增強。河槽斷面增大后流速減小，河床更加趨于穩(wěn)定。

今后長時間內(nèi)，河床仍將在人為因素的影響下進行局部變化，不會出現(xiàn)大的平面位移與河底下切。而且隨著治理措施的進一步加強，河道會更加穩(wěn)定。

3 防洪評價計算

3.1 評價標(biāo)準(zhǔn)確定

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201-94和當(dāng)?shù)厮块T的意見，裙帶河穿越段河道規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇。裙帶河穿越為小型穿越，其工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水設(shè)計。

3.2 水文分析計算

設(shè)計洪水的計算采用暴雨資料推求設(shè)計洪水的方法。設(shè)計面雨量根據(jù)《山東省水文圖集》多年平均最大24h降水量等值線圖及山東半島防洪規(guī)劃報告中相鄰流域的設(shè)計暴雨成果綜合計算。

根據(jù)流域暴雨洪水特性，設(shè)計雨期選用3天，設(shè)計雨型采用同頻率內(nèi)包，即3天內(nèi)包24h的設(shè)計雨型。設(shè)計雨型采用泰沂山南北區(qū) 2h雨型表；輸油管道穿越的裙帶河屬泰沂山北區(qū)，計算單元設(shè)計凈雨量，采用《山東省水文圖集》中降雨徑流關(guān)系。平原區(qū)采用降雨徑流關(guān)系14號線。

匯流計算采用綜合瞬時單位線，經(jīng)計算，輸油管道穿越裙帶河斷面20年一遇設(shè)計流量142m3/s，平均流速1.69m/s。

3.3 設(shè)計洪水位計算

裙帶河缺乏系統(tǒng)的水面線推求成果，根據(jù)謝才公式及曼寧公式計算設(shè)計洪水位。穿越處河道斷面要素見表 1。經(jīng)計算，20年一遇設(shè)計洪水位為19.6m(詳見表2)。

表1 穿越處河道現(xiàn)狀斷面要素表

表2 管道穿越處水文計算成果表

3.4 沖刷分析

根據(jù)地質(zhì)資料，管道穿越處河床表層為粉質(zhì)粘土，故采用粘性土公式計算河道沖刷。經(jīng)計算，20年一遇洪水河槽沖刷深度為0.50m。

4 防洪綜合評價

4.1 與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系及影響分析

裙帶河穿越段無水利規(guī)劃。根據(jù)管道工程設(shè)計資料，穿越管道深埋河底段長度 13.5m，現(xiàn)狀河道底寬13.4m，管道設(shè)計滿足河道現(xiàn)狀管理要求。

4.2 與現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)技術(shù)要求和管理要求的適應(yīng)性分析

裙帶河穿越河段規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)為 10年一遇。該穿越工程等級為小型穿越，管道設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，滿足河道規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.3 對行洪安全和防汛搶險的影響分析

建設(shè)項目在裙帶河的穿越方案為大開挖溝埋敷設(shè)，管道埋設(shè)在河槽以下，穿越管道不占用河道的有效行洪斷面，對河槽的行洪能力不會產(chǎn)生影響。項目計劃在非汛期施工，也不會對防汛搶險造成影響。

穿越河槽段河底最低點距設(shè)計管頂 2.59m，20年一遇洪水沖刷深度為 0.50m?？梢姡艿赖穆裰蒙疃葷M足規(guī)范要求，河道行洪不會對管道安全帶來影響。

4.4 對河勢穩(wěn)定的影響分析

管道穿越對局部河勢穩(wěn)定的影響主要表現(xiàn)在大開挖回填后，河床地質(zhì)條件發(fā)生改變，破壞了原河道已形成的動力平衡狀態(tài)，會對局部河勢穩(wěn)定產(chǎn)生影響，但由于工程建設(shè)的范圍僅限于管道上、下游非常有限的范圍內(nèi)，影響時間較短，對總體河勢穩(wěn)定影響較小。

4.5 項目建設(shè)對第三人合法水事權(quán)益的影響分析

根據(jù)河道管理部門提供的資料，輸油管道穿越裙帶河處不涉及第三人合法水事權(quán)益問題。

5 工程影響防治措施

管道工程設(shè)計中，對河道左岸迎水坡采用漿砌石擋墻護岸，順?biāo)鞣较蜃o岸長19m。

本次評價認(rèn)為，上述防護措施結(jié)構(gòu)不合理，防護范圍較小，不滿足要求。為減輕由于大開挖施工后水流對回填岸坡的沖刷，應(yīng)對穿越斷面臨近的迎水坡修建漿砌石護坡工程，順?biāo)鞣较蜃o砌長度60m，護砌高度為岸坡迎水坡自坡腳至坡頂。護坡工程采用M15漿砌塊石結(jié)構(gòu)。

6 結(jié)論與建議

6.1 結(jié)論

管道工程的設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為 20年一遇，滿足河道規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)要求。

管道深埋河底段長度大于河道底寬，管道埋深大于管道埋設(shè)的技術(shù)要求，滿足河道管理要求。

管道穿越河道采用大開挖溝埋敷設(shè)方式，在河床內(nèi)不增加阻水建筑物，水流流態(tài)和流勢不會發(fā)生變化，管道建設(shè)對總體河勢和局部河勢影響較小。

按管道設(shè)計方案施工，輸油管道不占用河道行洪斷面，不影響河道的行洪能力；輸油管道穿越處不涉及第三人合法水事權(quán)益問題。

6.2 建議

為確保穿越河段河道行洪安全，建議開挖段土方施工應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求。

穿越段管頂以上 1.5m范圍內(nèi)的管溝采用粘土回填，分層鋪土、分層壓實，壓實度要求不低于0.90。

注意開挖河段大堤與兩側(cè)原有河堤的連接質(zhì)量，開挖、回填坡度不小于1:3。

建議在管道穿越大堤位置各布設(shè)兩道截滲環(huán)，以保證管道穿越處堤防的滲流安全。

為保證河道的行洪安全和輸油管道的運輸安全，建議對穿越河段修建漿砌石護坡工程，順?biāo)鞣较蜃o砌長度60m。

為保證輸油管道的正常運行與安全，建議對管道兩側(cè)河道上、下游一定范圍內(nèi)進行保護。