滬昆鐵路客運專線浦陽江特大橋防洪影響評價及補償措施

陳立軍，楊柏煥

(1.杭州市蕭山區(qū)浦陽江流域管理處，浙江 杭州 311251;2.杭州市蕭山區(qū)義蓬街道辦事處，浙江 杭州 311225)

浦陽江是錢塘江的重要支流，在杭州市蕭山區(qū)聞堰鎮(zhèn)小礫山匯入錢塘江。浦陽江自南而北偏西貫穿蕭山南部，河道曲折迂回，左岸在松仙嶺、臨浦新閘橋先后接納了歡潭江、進化溪之水，右岸在紀家匯、尖山口、許賢西址埠分別有徑游江、凰桐江、永興河入流。蕭山境內常年水面寬100～150m，水深3～5m，平均流量77m3/s。浦陽江洪潮防御標準近期為50a一遇，遠期為100a一遇。

蕭山浦陽江特大橋于浦陽江鎮(zhèn)下定村附近跨越浦陽江(見圖1)，橋梁與河道夾角為75°，橋址處50a一遇洪水最大流量達1863m3/s。線路方案有2個橋墩占用河道，占整個行洪斷面面積的6.5%。根據(jù)河道管理范圍內建設項目管理的有關規(guī)定，需對橋梁跨越河道做防洪影響評價，對其不利影響采取相應的補償措施。

圖1 蕭山浦陽江特大橋跨越浦陽江位置圖

1 防洪影響評價

1.1 建橋后對河道行洪能力的影響

建橋后，水流受到橋孔壓縮，橋上游形成壅水，其壅起的水面高度為壅水高度，其最大值稱最大壅水高度，水面線的抬升范圍稱為影響范圍。

根據(jù)《浙江省涉河橋梁水利規(guī)定》所列的壅水高度以及壅水曲線計算公式、方法，計算得到浦陽江遭遇50a一遇洪水條件下，建橋后壅水高度約為0.02m，壅水長度130m。橋墩沿水流走向投影后，占用河道過水面積占整個行洪斷面的6.5%，因此要求橋墩承臺頂高程置于-2.0m以下。

1.2 建橋后對河道及堤防沖刷影響

1.2.1 模型計算方案

模型計算范圍為橋梁上下游河道750m，其中，橋上游500m，下游250m。上邊界采用流量邊界，下邊界采用水位邊界。采用橋址上下游蕭山浦陽江水下地形資料，對計算區(qū)域進行網(wǎng)格概化，計算采用矩形網(wǎng)格，橋墩概化為河道中的柱形體。

在現(xiàn)狀工況下，分別模擬計算50a一遇建橋前和建橋后2種情況下，蕭山浦陽江特大橋建造前后的流場，并據(jù)此進行對比分析在不同邊界條件下，河道有無建橋對水流狀況的影響。

1.2.2 計算成果分析

為對建橋前后河道水流的局部變化情況作出較全面、合理的評價，分別提取了位于橋址斷面的流速數(shù)據(jù)，進行對比分析。建橋前橋址斷面平均流速為1.16m/s;建橋以后，橋位斷面水流流速有一定程度的增大，橋址斷面平均流速為1.39m/s;斷面平均流速增加0.23m/s，增幅19.8%。由于流速的增加，會對河床產生沖刷。

橋基底以下軟土層較為深厚，并分布有細砂、中砂、礫砂及圓礫土。根據(jù)計算，蕭山浦陽江特大橋建橋后遭遇50a一遇洪水時，主槽斷面發(fā)生一般沖刷，主槽高程刷深約1.06m，橋墩處總沖刷范圍為2.0～3.5m。右岸堤防前有一片較大灘地向上下游延伸，能減緩洪水對附近堤處河床的沖刷，右岸近堤處最大沖深約為0.5m。

2 防洪影響補償措施

2.1 壅高影響補償措施

該橋位附近浦陽江的防洪標準為50a一遇高水位10.16m加安全加高0.80m得10.96m。根據(jù)浦陽江該堤段的設計施工圖及2013年12月實測的地形資料，浦陽江左岸堤頂 (防洪墻)高程在11.05～11.10m，右岸為10.95m左右，基本達到了50a一遇防洪標準，建橋使水位抬升約0.02m左右，控制在堤頂安全超高的10%以內，在左岸已建有0.20m左右防洪墻、右岸也建有1.00m高防洪墻的現(xiàn)狀情況，可暫時不考慮對堤防進行加高補償。根據(jù)浦陽江治理工程規(guī)劃，因橋梁工程建設引起的水位壅高可考慮在下一輪堤防建設或者維護整修時考慮。

2.2 堤腳沖刷補償措施

橋址斷面的沖刷幅度較大，橋址斷面的沖刷直接影響河勢的穩(wěn)定以及河道兩側堤防的安全，需采取一些有針對性的預防措施?？紤]到橋墩對堤腳沖刷的影響以及與主流的關系，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。橋墩應避開主槽，既有利于通航，也有利于河勢穩(wěn)定。對于橋位斷面及其下游河段受沖刷影響的岸灘應采取防沖措施，以確保堤防的安全。采用拋石保護是比較切實可行且經濟的措施。在橋位斷面下游約120m的沖刷范圍內進行拋石護堤腳，根據(jù)現(xiàn)狀水下地形狀況，可在堤腳前沿預堆拋石防護層至高程4.0m，面寬8m，平均每延米需拋石約30m3。同時要求，建橋后加強對橋墩局部沖刷觀測，發(fā)現(xiàn)問題及時采取補救措施。

2.3 施工期破壞修復

由于浦陽江特大橋橋墩離堤防較近，施工時會引起堤防護面、堤頂?shù)炔糠值木植繐p壞，根據(jù)橋梁施工的實際破壞情況，橋梁施工期對外坡護面、堤頂路面等局部造成的破壞進行補償修復。對右岸建有堤防的橋墩下游側堤頂路面采用瀝青修復，長度140m，橋墩處堤防外坡干砌塊石護面局部損壞進行修復，長度為57m。

3 結論和建議

滬昆鐵路客運專線蕭山特大橋橋墩占用浦陽江水域引起該河段50a一遇洪水位壅高約0.02m，水位壅高在堤頂超高值的10%以內，且現(xiàn)有堤防高程仍然滿足設計高程，對水位壅高值帶來的防洪影響可暫時不補償，待下一輪堤防建設時考慮。橋墩占用河道水域引起最大沖刷深度達3.5m，可通過底腳拋石防沖進行補償。橋梁建設施工期引起的堤頂路面以及護面的破壞應納入工程補償措施。

橋梁橋墩占用河道過水面積占整個行洪斷面的6.5%，建議調整線路橋墩布置，減少橋墩占用該河道的橋墩數(shù)量、橋墩形狀，使橋梁的阻水面積控制在5.0%以內。