劉紅軍
淺議河道管理范圍內(nèi)橋梁工程建設(shè)方案審查要點和防洪評價主要技術(shù)參數(shù)控制
劉紅軍
河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目按照與河道管理范圍(堤防、河道)的位置和連(搭)接關(guān)系可劃分為攔河、跨堤(河)、臨河、穿堤(河)等,橋梁工程屬于跨堤(河)工程。各類涉河建設(shè)工程占用河道管理范圍面積大小不同、交叉或搭接方式不同、對行洪和水工程等產(chǎn)生影響大小或程度不同。因此不同類型、不同種類的建設(shè)項目在進行建設(shè)方案及位置和界限審查時,其審查要點是不同的,防洪評價主要技術(shù)參數(shù)及控制值也應(yīng)不同。筆者在分析橋梁工程防洪影響的基礎(chǔ)上,提出橋梁工程建設(shè)方案審查要點及主要技術(shù)參數(shù)控制建議。
橋梁工程建設(shè)對河道行洪及水利工程運行帶來一定影響,河道行洪對已建橋梁安全和使用也將帶來一定影響。橋梁工程與河道防洪的互相影響大致可分為以下10類:
1.橋梁工程對水利規(guī)劃實施的影響
橋梁工程選址將對水利綜合規(guī)劃、防洪規(guī)劃、岸線規(guī)劃、整治規(guī)劃等水利相關(guān)規(guī)劃的實施帶來一定影響。如橋梁選址占用規(guī)劃防洪設(shè)施用地范圍規(guī)劃保留區(qū)),橋墩布置在河道整治規(guī)劃范圍內(nèi)增加防洪規(guī)劃或整治規(guī)劃的實施難度等。
2.橋梁工程對河道泄洪的影響
布置在河道里的橋墩占用河道斷面,使行洪斷面束窄,形成阻水比,造成局部河段壅水,影響河道行洪順暢,且降低工程所在河段防洪標準。
3.橋梁工程對河勢穩(wěn)定的影響
當橋墩布置與順流方向有一定夾角
時,產(chǎn)生挑流現(xiàn)象,形成丁壩效應(yīng),對河勢穩(wěn)定產(chǎn)生影響,進而對叉道分流比產(chǎn)生影響等。
4.橋梁工程對河道沖刷與淤積的影響
在橋墩上下游一定范圍內(nèi)發(fā)生淤積;在最大壅水斷面的下游,水流流速增大,挾砂能力加強,對局部河床或岸坡產(chǎn)生沖刷影響,造成一定范圍內(nèi)原有防護工程失效或破壞。
5.橋梁工程對排澇設(shè)施的影響
當橋梁工程建在有排澇工程或設(shè)施的河段,會引起排澇設(shè)施附近內(nèi)外水位的變化,影響排澇設(shè)施使用功能。
6.橋梁工程對堤防及岸坡穩(wěn)定的影響
如邊墩布置在堤身斷面上或岸坡上,可能形成滲流通道,對堤身或岸坡穩(wěn)定產(chǎn)生影響。
7.橋梁工程對堤防運行管理和防汛搶險的影響
如邊墩布置在堤防管理范圍內(nèi)或橋梁底高程距現(xiàn)狀或規(guī)劃堤頂高程較小,會妨礙堤防日常維護檢查和防汛搶險,對堤防運行管理和防汛搶險產(chǎn)生影響。
8.橋梁工程施工方案的影響
施工圍堰占用河道斷面,影響行洪順暢;施工震動對堤防、岸坡穩(wěn)定產(chǎn)生影響;施工布置占用管理范圍或防汛搶險道路,對堤防運行管理和防汛搶險產(chǎn)生影響等。
9.橋梁工程的累計影響
在一條河道上建設(shè)2座以上橋梁,橋梁將對河道產(chǎn)生累計影響,橋梁相距過近,產(chǎn)生壅水疊加,累計影響更大。
10.洪水對橋梁工程的影響
如設(shè)防標準不夠,洪水期會產(chǎn)生橋梁淹沒影響。洪水期漂浮物堵塞橋孔(拱橋)影響橋梁結(jié)構(gòu)安全;施工期洪水影響橋梁安全施工等。
全面掌握橋梁工程可能給防洪帶來的影響后,應(yīng)根據(jù)橋梁工程的結(jié)構(gòu)特征和施工特點,加強橋梁工程設(shè)計和施工方案的審查,提出優(yōu)化完善意見,最大程度減少橋梁工程對防洪的影響。
1.橋位選址要求
橋位應(yīng)選擇河道順直穩(wěn)定、河床地質(zhì)良好、河槽能通過設(shè)計行洪流量的河段,而不宜選擇在河叉、沙洲、古河道、急彎、匯合口等河段。橋位應(yīng)避開行洪瓶頸河段,在國家重點防洪城市的行洪瓶頸河段,其橋墩不應(yīng)布置在河道和堤防斷面內(nèi),應(yīng)采用一跨跨越。橋位布置應(yīng)避開(防洪)規(guī)劃保留區(qū)、防洪排澇等水工程設(shè)施、引用水源取水口、河道堤防的險工險段、水文觀測斷面等。
2.墩臺布設(shè)要求
橋梁的橋跨布置應(yīng)順應(yīng)河勢,避免在主行洪河槽內(nèi)多設(shè)橋墩。在防洪重點河段或主要行洪河口的主行洪河道斷面內(nèi),不宜布置橋墩。邊墩不應(yīng)布置在堤身設(shè)計斷面以內(nèi),當確需布置在堤身背水坡時,必須進行專題論證,滿足堤身抗滑和滲流穩(wěn)定的要求。邊墩不應(yīng)占用防汛搶險道路,不宜布置在堤防管理范圍或保護范圍以內(nèi),當確需布置時應(yīng)征得堤防管理單位的同意。橋墩迎水面宜采用流線型,橋臺順水流方向的軸線應(yīng)與洪水主流流向基本一致。橋梁承臺對于山區(qū)等一般河道,主槽處承臺頂高程宜在平均水位以下,邊灘的承臺頂高程宜在灘面以下。防洪規(guī)劃明確需要疏浚的河段,承臺頂高程應(yīng)相應(yīng)降低。
3.梁板布置要求
梁底高程應(yīng)高于設(shè)計防洪(潮)水位,同時預(yù)留一定的空間,可通過漂流物。跨堤橋梁梁底標高應(yīng)高于現(xiàn)狀或規(guī)劃的堤頂高程。防汛通道與梁底的凈高應(yīng)滿足防汛搶險車輛通行的凈高要求,確實不能滿足凈高要求時應(yīng)在堤背坡設(shè)置防汛通道及上下堤的交通坡道。橋面集中排水應(yīng)避開堤身(岸),以免雨水排放造成堤身(岸)沖刷,影響堤防(岸)安全。
4.施工工期及方法要求
橋梁基礎(chǔ)工程施工不宜安排在汛期施工,以免河道行洪不暢。鄰堤防較近邊墩的施工,應(yīng)避免振動過大的施工方法,以免影響堤防安全。施工圍堰的設(shè)防標準及措施應(yīng)滿足所在河段設(shè)防標準,不影響泄洪安全。施工棧橋及圍堰等臨時建筑物應(yīng)在汛前拆除,如不能拆除,應(yīng)制定安全度汛方案,并征得防汛部門同意,以確保河道防洪安全。
5.上下游堤防防護范圍要求
橋梁上下游堤防防護范圍確定需綜合考慮河道及堤防的重要程度、河道的比降、流速變化大小、河道地質(zhì)狀況和河勢穩(wěn)定等情況。國家重點、重要防洪城市河段,工程建設(shè)對堤防沖刷嚴重時,其護岸范圍宜通過水工模型試驗來確定。易沖刷岸坡上的堤防除做好護岸外,還應(yīng)采取護底措施。
6.第三方合法水事權(quán)益要求
根據(jù)橋梁工程的布置及施工組織設(shè)計,分析工程施工期和運行期是否影響附近水文站點正常使用、取水口的正常取水、臨近碼頭的正常靠泊等第三方的合法水事權(quán)益。
橋梁工程涉及防洪的主要技術(shù)參數(shù)包括橋梁阻水比、最大壅水高度、梁底高程、流速變化、邊墩離堤腳距離、上下游堤防的防護范圍、壅水疊加等。根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范,建議對上述主要技術(shù)參數(shù)進行嚴格的定量控制,消除或減輕橋梁工程對防洪的影響。
1.橋梁阻水比
城市河段橋梁阻水比宜控制在5%以內(nèi);其他河段跨越Ⅰ、Ⅱ級堤防的橋梁阻水比宜控制在6%以內(nèi);跨越Ⅲ級以下堤防的橋梁阻水比宜控制在8%以內(nèi);其余無堤防河段的橋梁的阻水比宜控制在12%以內(nèi)。
2.最大壅水高度
城市河段橋梁工程最大壅水高度應(yīng)控制在5cm以內(nèi);其他河段跨越Ⅰ、Ⅱ級堤防的橋梁工程最大壅水高度控制在5cm以內(nèi);跨越Ⅲ級以下堤防橋梁橋墩阻水引起的最大壅水高度控制在7cm以內(nèi);其余無堤防河段控制在10cm以內(nèi)。
3.梁底高程
主跨部分梁底高程高于設(shè)計防洪水
位,洪水期無大漂浮物的河段,另加不小于50cm的超高,洪水期有大漂浮物的河段另加不少于1.5m的超高;跨堤部分梁底高程應(yīng)高于規(guī)劃的堤頂高程,堤頂有通車要求的按不小于4.5m凈空考慮,其余按不小于2.5m凈空確定,確實不能滿足凈高要求時應(yīng)在堤背坡設(shè)置防汛通道及上下堤的交通坡道;堤頂交通防汛通道一般按滿足三級道路通車要求控制,即寬度不小于6m,凈空不小于4.5m,上下堤坡度不大于8%。
4.流速變化
相同頻率洪水條件下,建橋前后堤腳前沿流速增幅應(yīng)控制在5%以內(nèi);建在分汊河段上的橋梁不得影響分汊河道分流比變化。
5.邊墩離堤腳距離
邊墩離堤腳距離宜為邊墩寬度(直徑)的3~4倍,以減少橋墩沖刷坑對堤防穩(wěn)定的影響。
6.上下游堤防的防護范圍
上游防護50~100m,下游防護100~200m;護岸頂高程應(yīng)超過設(shè)計洪水位0.5m以上,通航河道的護岸頂高程不宜低于最高通航水位加0.8~1.5倍船行波高,護腳基礎(chǔ)應(yīng)在沖刷線以下。
7.壅水疊加
新建橋梁的沿程壅水與已建橋梁、碼頭等涉水建筑物的壅水疊加后的壅水值,對Ⅰ、Ⅱ級堤防壅水疊加高度宜控制在7cm以內(nèi),對Ⅲ級以下堤防壅水疊加高度宜控制在10cm以內(nèi),其余無堤防河段控制在12cm以內(nèi)■
(作者單位:江蘇省鹽城市水利局224002)