濟(jì)徐高速梁濟(jì)運(yùn)河特大橋防洪影響分析

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(1.濟(jì)寧市水利局， 山東 濟(jì)寧 272019； 2.濟(jì)寧市太白湖新區(qū)管委員， 山東 濟(jì)寧 272019；3.濟(jì)寧市梁濟(jì)運(yùn)河管理處， 山東 濟(jì)寧 272019)

濟(jì)徐高速梁濟(jì)運(yùn)河特大橋防洪影響分析

陳長華1，張雪玲2，杜秀麗3

(1.濟(jì)寧市水利局， 山東 濟(jì)寧 272019； 2.濟(jì)寧市太白湖新區(qū)管委員， 山東 濟(jì)寧 272019；3.濟(jì)寧市梁濟(jì)運(yùn)河管理處， 山東 濟(jì)寧 272019)

本文依據(jù)相關(guān)規(guī)劃和有關(guān)技術(shù)資料，合理確定了梁濟(jì)運(yùn)河防洪標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)洪水流量、洪水位，計(jì)算了梁濟(jì)運(yùn)河特大橋的橋位處壅水情況，對橋梁防洪影響進(jìn)行了綜合分析，包括對有關(guān)規(guī)劃、現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)技術(shù)要求的適應(yīng)性分析，對河道泄洪、河勢穩(wěn)定、河道堤防和其他水利工程設(shè)施的影響分析，對防汛搶險(xiǎn)的影響分析，并就減小和避免因建橋產(chǎn)生的防洪不利影響提出了建議。

梁濟(jì)運(yùn)河； 橋梁； 防洪影響； 分析

1 工程狀況

梁濟(jì)運(yùn)河特大橋位于梁濟(jì)運(yùn)河中泓樁號K20+560處,設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)100年一遇,特大橋全長1367.50m,橋梁軸線與河道交角為65°，22～34號橋墩跨徑跨越河道，其中26～29號橋墩為薄壁墩，橋墩外套導(dǎo)流設(shè)施與水流方向一致。橋梁與梁濟(jì)運(yùn)河堤防立交，跨河處橋梁最低底高程為44.69m，左右堤頂凈空分別為5.99m。

梁濟(jì)運(yùn)河特大橋橋址處河段順直， 斷面主槽為梯形斷面， 主槽兩側(cè)有灘地和堤防， 堤防上有通行道路。 現(xiàn)狀斷面為南水北調(diào)一期斷面， 河道現(xiàn)狀及規(guī)劃斷面要素見表1。

表1 梁濟(jì)運(yùn)河特大橋橋址處河道現(xiàn)狀及規(guī)劃斷面要素

2 防洪分析標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201—94)、《山東省淮河流域防洪規(guī)劃報(bào)告》(山東省水利廳 1999 年編)，確定梁濟(jì)運(yùn)河橋址處河段防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇；排澇標(biāo)準(zhǔn)為 5 年一遇。

3 設(shè)計(jì)洪水流量和設(shè)計(jì)洪水位

洪水流量和洪水位分別采用《山東省淮河流域南四湖湖西地區(qū)河道防洪規(guī)劃》和《山東省淮河流域防洪規(guī)劃報(bào)告》中成果(見表2)。

表2 洪水流量和洪水位成果

4 壅水分析計(jì)算

梁濟(jì)運(yùn)河特大橋建成以后， 橋墩占據(jù)河道行洪斷面，上游來水遇到橋墩阻礙，將使橋墩上游水位升高， 產(chǎn)生壅水。 根據(jù)橋址斷面圖、 總布置圖，參照《公路工程水文勘測設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG C30—2002)提供的經(jīng)驗(yàn)公式， 橋前最大壅水高度采用下式計(jì)算：

式中 ΔZ——橋前最大壅水高度，m；

η——系數(shù)，取0.155；

V——橋下平均流速，m/s，V=Q/F凈；

式中Q——流量，m3/s;

F凈——橋下過水?dāng)嗝鎯裘娣e，m2；

V0——橋前全斷面平均流速，m/s，V0=Q/F；

式中F——橋前過水?dāng)嗝婷娣e，m2。

壅水對河道回水影響曲線長度采用下列公式計(jì)算：

L=2ΔZ/I

式中L——回水曲線長度，m;

ΔZ——橋前最大壅水高度，m；

I——水面坡降，取值1/18660。

橋址處現(xiàn)狀斷面和規(guī)劃斷面壅水高度和長度計(jì)算成果見表3。

表3 壅水高度和長度計(jì)算成果

5 綜合分析

5.1 與有關(guān)規(guī)劃的關(guān)系及影響分析

根據(jù)《梁濟(jì)運(yùn)河干流防洪除澇工程可行性研究報(bào)告》(山東省水利勘測設(shè)計(jì)院2010年編)，梁濟(jì)運(yùn)河主要是進(jìn)行河道擴(kuò)挖和大堤加高填筑。橋址處左、右岸最高堤頂高程分別為43.39m、40.98m，特大橋設(shè)計(jì)梁底最低高程為44.69m，滿足河道現(xiàn)狀及規(guī)劃斷面堤頂高度的要求。 特大橋全長1367.50m，橋梁與河道交角為65°，橋梁垂直于河道方向長度為1239m，橋址處河道斷面規(guī)劃內(nèi)堤肩距348.50m，橋梁長度滿足該段河堤內(nèi)堤肩距寬度要求，因此，梁濟(jì)運(yùn)河特大橋?qū)ΜF(xiàn)有水利規(guī)劃的實(shí)施基本沒有影響。

5.2 與現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)技術(shù)要求的適應(yīng)性分析

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201—94)及《山東省淮河流域防洪規(guī)劃報(bào)告》(山東省水利廳1999 年編)，梁濟(jì)運(yùn)河特大橋橋址處河道防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，根據(jù)《公路工程水文勘測設(shè)計(jì)規(guī)范》，梁濟(jì)運(yùn)河特大橋的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。橋梁的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)高于河道防洪標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)核算，梁濟(jì)運(yùn)河特大橋橋址處河道現(xiàn)狀斷面最大過水能力下水位40.24m，防洪規(guī)劃斷面50年一遇洪水位為37.02m；梁濟(jì)運(yùn)河特大橋跨越主河道的最低梁底高程為44.69m，高于河道現(xiàn)狀最大過水能力相應(yīng)水位和50年一遇水位。

5.3 對河道泄洪的影響分析

橋梁跨越河道時(shí)，有8組橋墩設(shè)置在河道行洪斷面內(nèi)。由于橋墩阻水，使過水?dāng)嗝鏈p小，行洪能力降低。根據(jù)計(jì)算，在現(xiàn)狀斷面情況下，建橋后最大阻水面積占河道行洪面積的5%，規(guī)劃斷面下，阻水面積占河道行洪面積的最大值為7.75%，對河道泄洪影響較小。

5.4 對河勢穩(wěn)定的影響分析

梁濟(jì)運(yùn)河特大橋建成后現(xiàn)狀及規(guī)劃斷面最大壅水高度為0.03m，對河勢穩(wěn)定影響較小。 另外，橋址處河段為順直河道，建橋后橋下現(xiàn)狀斷面流速加大，會(huì)增大河道沖刷深度，對河道走向不會(huì)造成影響，因此，建橋后對河道河勢影響較小。梁濟(jì)運(yùn)河特大橋橋墩排列方向與河流方向平行，由于特大橋在河道行洪規(guī)劃斷面內(nèi)布置有橋墩，橋梁建成后橋址處河道斷面的原有狀況將會(huì)發(fā)生變化，橋下的水流流態(tài)、流勢較建橋前都會(huì)有所變化，水流條件的改變將會(huì)使得橋下局部河段的河槽、河灘發(fā)生一定變化。從長期看，水沙沖淤存在著動(dòng)態(tài)平衡，河床基本穩(wěn)定。

5.5 對河道堤防和其他水利工程及設(shè)施的影響分析

梁濟(jì)運(yùn)河特大橋24號橋墩處于現(xiàn)狀斷面左側(cè)大堤堤身內(nèi)，不符合《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50286—2013)要求； 33號橋墩處于規(guī)劃斷面右側(cè)外堤堤腳，橋墩樁基礎(chǔ)施工時(shí)會(huì)對堤防的完整性產(chǎn)生一定的影響。

5.6 對防汛搶險(xiǎn)的影響分析

梁濟(jì)運(yùn)河特大橋跨越河段處，現(xiàn)狀斷面左右側(cè)堤頂高程分別為43.39m、40.24m，規(guī)劃斷面左右側(cè)堤頂高程為40.98m，特大橋在左右側(cè)堤頂處橋下梁底高程分別為49.38m、46.24m，堤頂最小凈空大于5m，橋下凈空滿足防汛通道要求。

6 建 議

?24號橋墩無法避開堤身斷面，可修建防洪墻加固該墩位處堤防。33號橋墩樁基礎(chǔ)施工完成后應(yīng)對損壞部分進(jìn)行恢復(fù)，并選用符合規(guī)范的筑堤土進(jìn)行分層碾壓，壓實(shí)密度不小于0.92，同時(shí)進(jìn)行防滲處理。為減輕因建橋?qū)蛑飞稀?下游兩岸的影響， 保證河道運(yùn)行安全，應(yīng)對橋梁上、下游堤防迎水坡進(jìn)行漿砌石護(hù)坡；?應(yīng)合理布置施工場地，施工期間若阻斷堤頂交通， 應(yīng)設(shè)置臨時(shí)通道， 確保防汛交通暢通，在工程完工后應(yīng)及時(shí)清除施工圍堰及臨時(shí)道路等，將建筑垃圾清理出河道管理范圍，恢復(fù)原狀；?施工應(yīng)盡量安排在非汛期， 確需汛期施工， 則應(yīng)編制渡汛方案，并應(yīng)與水利部門保持密切聯(lián)系，及時(shí)了解雨情水情， 以確保施工單位的人身、 財(cái)產(chǎn)安全和防洪安全。 ◆

Analysis of Flood Control Influence on Liangji Cannel Grand Bridge in Jining-Xuzhou Highway

CHEN Chang-hua1, ZHANG Xue-ling2, DU Xiu-li3

(1.JiningWaterConservancyBureau,Jining272019,China; 2.JiningTaibaiLakeNewDistrictManagementCommittee,Jining272019,China; 3.JiningLiangjiCanalAdministration,Jining272019,China)

In the paper, Liangji Canal flood protection standard, design flood flow and flood level are reasonably determined according to relevant planning and related technical information. Water damming condition of bridge location of Liangji Cannel Grand Bridge is calculated. Bridge flood control influence is comprehensively analyzed, including adaptive analysis on related planning, existing flood control standard and related technical requirements, influence analysis on river discharge, river pattern stability, river embankments impact and other water conservancy facilities, and influence analysis on food control rescue. Suggestions are proposed for reducing and avoiding flood control unbeneficial influence due to bridge construction.

Liangji Canal; bridge; flood control influence; analysis

TV877

B

1005-4774(2014)06-0060-03