各類防洪評(píng)價(jià)中防治與補(bǔ)救措施探討

董 慧

(北京閃通達(dá)技術(shù)有限公司，北京 100070)

根據(jù)《中華人民共和國(guó)水法》《中華人民共和國(guó)防洪法》《中華人民共和國(guó)河道管理?xiàng)l例》，河道管理范圍內(nèi)進(jìn)行工程建設(shè)，應(yīng)當(dāng)符合防洪標(biāo)準(zhǔn)、岸線規(guī)劃、航運(yùn)要求和其他技術(shù)要求，不得危害堤防安全、影響河勢(shì)穩(wěn)定、妨礙行洪暢通，工程建設(shè)方案應(yīng)當(dāng)依照防洪法的有關(guān)規(guī)定報(bào)經(jīng)有關(guān)水行政主管部門審查同意；因建設(shè)工程設(shè)施，需要擴(kuò)建、改建、拆除或者損壞原有水工程設(shè)施的，建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)負(fù)擔(dān)擴(kuò)建、改建的費(fèi)用和損失補(bǔ)償。

根據(jù)《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目管理的有關(guān)規(guī)定》(水利部、國(guó)家計(jì)委水政〔1992〕7號(hào))[1]，河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目必須符合國(guó)家規(guī)定的防洪標(biāo)準(zhǔn)和其他技術(shù)要求，維護(hù)堤防安全，保持河勢(shì)穩(wěn)定和行洪、航運(yùn)通暢，必要時(shí)編制防洪評(píng)價(jià)報(bào)告，建設(shè)項(xiàng)目對(duì)河勢(shì)變化、堤防安全，河道行洪、河水水質(zhì)有影響的應(yīng)提出擬采取的補(bǔ)救措施；根據(jù)《北京市市屬河道管理和保護(hù)范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目管理規(guī)定》(京水務(wù)辦〔2014〕14號(hào))[2]要求，建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)方案應(yīng)包含水工程防治與補(bǔ)救措施(指建設(shè)項(xiàng)目涉及河道及附屬水利工程的防治與補(bǔ)救措施)，防治與補(bǔ)救措施須與主體工程同步設(shè)計(jì)、同步實(shí)施、同步驗(yàn)收。

根據(jù)SL/T 808—2021《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目防洪評(píng)價(jià)報(bào)告編制導(dǎo)則》[3]要求，建設(shè)項(xiàng)目對(duì)水利工程安全有不利影響的，應(yīng)提出消除或減輕影響的措施。

根據(jù)以往文獻(xiàn)[9-13]，通常是針對(duì)防洪評(píng)價(jià)技術(shù)審查要點(diǎn)或者某一類、某一工程實(shí)例建設(shè)項(xiàng)目防洪評(píng)價(jià)和防治措施進(jìn)行分析，缺少對(duì)防治與補(bǔ)救措施全面的總結(jié)和梳理。本文分析跨河、穿河、入河口3類建設(shè)項(xiàng)目涉河關(guān)注要素及防洪評(píng)價(jià)審查要點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，針對(duì)建設(shè)項(xiàng)目帶來(lái)的防洪安全問(wèn)題，梳理各類建設(shè)項(xiàng)目通常采取的防治與補(bǔ)救措施方案，總結(jié)消減影響措施的布設(shè)方法、范圍、原則及注意的問(wèn)題。

1 各類涉河建設(shè)項(xiàng)目特點(diǎn)及影響

對(duì)于跨河、穿河、入河口3類項(xiàng)目，在進(jìn)行防洪評(píng)價(jià)時(shí)，其關(guān)注的要素和審查要點(diǎn)是存在差異的，各類建設(shè)項(xiàng)目對(duì)河道的影響機(jī)理也是不同的，因此充分剖析各類項(xiàng)目特點(diǎn)及影響是防治與補(bǔ)救措施方案設(shè)計(jì)合理的關(guān)鍵。

表1從涉河關(guān)注要素、審查要點(diǎn)以及河道影響機(jī)理3個(gè)方面對(duì)各類涉河建設(shè)項(xiàng)目的特點(diǎn)加以總結(jié)。

表1 各類涉河建設(shè)項(xiàng)目特點(diǎn)分析

在河道管理范圍內(nèi)進(jìn)行非防洪項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)建設(shè)，勢(shì)必對(duì)河道水勢(shì)、水情等產(chǎn)生影響，隨之帶來(lái)一系列防洪安全問(wèn)題。根據(jù)各類建設(shè)項(xiàng)目對(duì)河道的影響機(jī)理可知，跨河類項(xiàng)目建設(shè)引發(fā)的防洪安全問(wèn)題主要是：①影響河道規(guī)劃實(shí)施；②壅高上游水位導(dǎo)致河道防洪標(biāo)準(zhǔn)不足；③橋下沖刷加劇威脅堤防穩(wěn)定；④橋梁與堤防凈空不足影響防汛搶險(xiǎn)。穿河類項(xiàng)目建設(shè)引發(fā)的防洪安全問(wèn)題主要是：①破堤施工影響河道行洪安全；②沿管壁形成滲漏通道造成滲透破壞；③暗挖施工或帶壓管道震動(dòng)使土體產(chǎn)生不均勻沉降影響堤防穩(wěn)定。入河口類項(xiàng)目建設(shè)引發(fā)的防洪安全問(wèn)題主要是：①施工期擾動(dòng)堤防或岸坡影響防洪安全；②入河口出流沖刷河底影響河勢(shì)穩(wěn)定。

鑒于項(xiàng)目開(kāi)發(fā)建設(shè)會(huì)引發(fā)一系列防洪安全問(wèn)題，一旦失事將造成巨大經(jīng)濟(jì)損失并嚴(yán)重威脅人民群眾的生命安全，因此開(kāi)展防洪評(píng)價(jià)工作并進(jìn)行專業(yè)審查顯得尤為重要，特別是應(yīng)針對(duì)各類建設(shè)項(xiàng)目對(duì)河道的影響，分別采取適當(dāng)?shù)姆乐闻c補(bǔ)救措施方案，以消除或減輕項(xiàng)目建設(shè)對(duì)河道的不利影響，確保河道防洪安全。

2 跨河類防治與補(bǔ)救措施

跨河類建設(shè)項(xiàng)目主要是由于橋墩占用過(guò)水?dāng)嗝?、束窄水流，引起橋前壅水、橋下流速增加、沖刷加劇。

2.1 措施方案

若跨河建設(shè)項(xiàng)目跨河角度、橋跨布置等不滿足技術(shù)審查要點(diǎn)，應(yīng)對(duì)其總體布置和建設(shè)方案提出調(diào)整措施。在此基礎(chǔ)上若對(duì)河道防洪和管理仍造成不可避免的影響，應(yīng)采取消除或減輕影響的措施?；诳绾宇惤ㄔO(shè)項(xiàng)目對(duì)河道的影響機(jī)理，其防治與補(bǔ)救措施的設(shè)計(jì)要點(diǎn)為實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、河道防護(hù)、斷面補(bǔ)償、臨時(shí)導(dǎo)改。

a)實(shí)現(xiàn)規(guī)劃。若橋梁建設(shè)對(duì)今后河道規(guī)劃實(shí)施造成一定影響，可采用與橋梁同步實(shí)施所在河段的水利規(guī)劃(如堤防加高加固、河道拓寬等)的補(bǔ)救措施消除影響[9]，跨河橋處宜完全按規(guī)劃斷面實(shí)施，上下游與現(xiàn)狀河道斷面順接，為下一步河道治理預(yù)留條件。

b)河道防護(hù)。若對(duì)堤防、岸坡等現(xiàn)有水利工程或?qū)拥佬泻?、河?shì)穩(wěn)定造成影響，可對(duì)岸坡和河底加以防護(hù)。防護(hù)范圍依據(jù)橋梁洪水影響評(píng)價(jià)結(jié)論，為上跨橋梁影響范圍，不小于橋梁建設(shè)前后上下游河道水流流速發(fā)生變化的區(qū)域長(zhǎng)度[2]。通常情況按橋梁投影面外輪廓上下游外擴(kuò)30～50 m進(jìn)行防護(hù)；特大橋跨越較大河道如潮白河、北運(yùn)河防護(hù)范圍可外擴(kuò)至100～150 m。護(hù)砌設(shè)計(jì)原則為：①對(duì)跨河工程開(kāi)挖過(guò)程中經(jīng)過(guò)擾動(dòng)的河道部位進(jìn)行防護(hù)；②主體建筑物影響范圍內(nèi)抗沖刷不足部位進(jìn)行工程防護(hù)；③上跨橋梁影響范圍按橋梁投影面外輪廓及其上下游外擴(kuò)長(zhǎng)度進(jìn)行防護(hù)；④分部位防護(hù)，主河槽行洪部位以工程措施為主，洪水位以上部分以生態(tài)措施為主。

c)斷面補(bǔ)償。對(duì)于占用河道斷面對(duì)河道行洪影響較大的情況，應(yīng)依據(jù)“等效替代”原則[3]，對(duì)橋墩占用的河道有效行洪斷面予以補(bǔ)償[10]，進(jìn)行斷面補(bǔ)償時(shí)應(yīng)注意：①在進(jìn)行等效替代方案設(shè)計(jì)時(shí)，不能僅將項(xiàng)目位置處河底進(jìn)行挖深或擴(kuò)挖，須根據(jù)壅水高度和壅水曲線計(jì)算成果，在項(xiàng)目上下游一定范圍內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)挖以消除壅水影響；②等效替代方案進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，須與上下游河道順接，設(shè)置一定長(zhǎng)度過(guò)渡段，避免河道縱向出現(xiàn)反坡，才能使水流平順。

d)臨時(shí)導(dǎo)改。對(duì)防汛搶險(xiǎn)有影響的，主要體現(xiàn)在施工期占用防汛道路，可另辟滿足防汛要求的通道，增設(shè)臨時(shí)導(dǎo)改路，消除防汛搶險(xiǎn)影響。

2.2 工程實(shí)例

某高速公路跨河項(xiàng)目，橋梁采用三跨簡(jiǎn)支梁過(guò)河，河道內(nèi)設(shè)置2排橋墩，橋區(qū)上游河道現(xiàn)狀為漿砌石矩形斷面，下游河道現(xiàn)狀為漿砌石梯形斷面，均未實(shí)現(xiàn)規(guī)劃斷面。本次防治與補(bǔ)救措施實(shí)施范圍為橋梁投影面外輪廓上游30 m、下游50 m，此范圍內(nèi)完全按規(guī)劃斷面(河道上開(kāi)口28 m、底寬20 m)實(shí)施，并與上下游現(xiàn)狀河道順接，結(jié)合上下游河道現(xiàn)狀護(hù)砌情況，全斷面采用漿砌石護(hù)砌，經(jīng)計(jì)算采取補(bǔ)救措施后，橋區(qū)河道滿足行洪要求，阻水比和壅水高度均控制在規(guī)定范圍內(nèi)，見(jiàn)圖1、2。

圖1 河道護(hù)砌平面布置

注：水位單位為m，其余尺寸單位為mm。

3 穿河類防治與補(bǔ)救措施

穿河類建設(shè)項(xiàng)目包括穿河管線、廊道、隧道等，主要是施工期對(duì)河道破壞或擾動(dòng)，另外有可能沿管壁形成滲透通道，影響邊坡穩(wěn)定，以及涉及高壓管道的，其振動(dòng)易使土體產(chǎn)生不均勻沉降。

3.1 措施方案

若穿河建設(shè)項(xiàng)目穿河角度、埋設(shè)深度、工作井布置等設(shè)計(jì)參數(shù)不滿足技術(shù)審查規(guī)定，或穿河方案未給河道規(guī)劃實(shí)施預(yù)留足夠空間，應(yīng)對(duì)其設(shè)計(jì)方案提出調(diào)整意見(jiàn)。在此基礎(chǔ)上若對(duì)河道防洪和管理仍造成不可避免的影響，應(yīng)采取消除或減輕影響的措施?；诖┖宇惤ㄔO(shè)項(xiàng)目對(duì)河道的影響機(jī)理，其防治與補(bǔ)救措施的設(shè)計(jì)要點(diǎn)為堤防恢復(fù)、河道防護(hù)、臨時(shí)導(dǎo)改、防滲固流。

a)堤防恢復(fù)。穿堤建設(shè)項(xiàng)目當(dāng)采用明挖方式施工時(shí)，明挖施工結(jié)束后，應(yīng)按河道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行堤防恢復(fù)。在進(jìn)行防治與補(bǔ)救措施方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：①根據(jù)原狀堤防的土質(zhì)、堤防級(jí)別，回填時(shí)筑堤材料、填筑標(biāo)準(zhǔn)(黏性土按壓實(shí)度、非黏性土按相對(duì)密度)等應(yīng)滿足GB 50286—2013《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[14]要求；②堤防恢復(fù)范圍為開(kāi)挖放坡外輪廓及上下游外擴(kuò)一定長(zhǎng)度，堤頂恢復(fù)至規(guī)劃堤頂高程并預(yù)留沉降量，沉降量根據(jù)堤基地質(zhì)、堤身土質(zhì)及填筑密度等因素，宜取堤高的3%～5%；③應(yīng)特別關(guān)注新老堤結(jié)合部位的銜接，例如新老堤銜接邊坡可開(kāi)挖成臺(tái)階狀，使新老堤銜接更加緊密，加強(qiáng)堤防整體性和穩(wěn)定性，避免新老堤的沉降差異。

b)河道防護(hù)。對(duì)穿河影響范圍內(nèi)河底和邊坡應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)防護(hù)，防護(hù)方案應(yīng)充分考慮河道規(guī)劃和現(xiàn)狀、開(kāi)挖范圍、洪水沖刷等因素，具體原則如下。①擾動(dòng)范圍防護(hù)。原河底無(wú)護(hù)砌，對(duì)開(kāi)挖放坡外輪廓及其上下游外擴(kuò)30～50 m進(jìn)行防護(hù)；原河底已按規(guī)劃護(hù)砌，開(kāi)挖放坡線范圍內(nèi)原有護(hù)砌拆除，施工完畢后按原狀恢復(fù)；②沖刷不足防護(hù)。主體建筑物影響范圍內(nèi)抗沖刷不足部位進(jìn)行工程防護(hù)；③分部位防護(hù)。主河槽行洪部位以工程措施為主；洪水位以上部分以生態(tài)措施為主。

c)臨時(shí)導(dǎo)改。對(duì)防汛搶險(xiǎn)有影響，主要體現(xiàn)在明挖施工破堤破路占用原防汛道路，可建設(shè)臨時(shí)導(dǎo)改路消除防汛搶險(xiǎn)影響，待完工后恢復(fù)原防汛道路。

d)防滲固流。建設(shè)項(xiàng)目采用定向鉆、頂管等施工方式的，為避免沿管壁形成滲透通道，影響邊坡穩(wěn)定，可采取沿管壁充填灌漿、設(shè)置截滲環(huán)等防滲固流措施。同時(shí)增設(shè)地表沉降監(jiān)控點(diǎn)，明確監(jiān)測(cè)時(shí)段和監(jiān)測(cè)頻次等。

3.2 工程實(shí)例

某高鐵隧道下穿堤防為Ⅰ級(jí)堤防，穿堤施工方式采用放坡+鉆孔灌注樁的施工方法。隧道施工對(duì)堤防產(chǎn)生破壞，施工結(jié)束后將原護(hù)坡結(jié)構(gòu)拆除后削坡至1∶3，開(kāi)挖邊坡成臺(tái)階狀，然后進(jìn)行碾壓回填，回填壓實(shí)度按不小于0.98控制，堤頂高程按規(guī)劃堤頂控制并預(yù)留堤防沉降0.3 m，見(jiàn)圖3。

圖3 堤防復(fù)堤斷面(m)

回填后對(duì)堤防迎水面采用工程措施+植物措施相結(jié)合的方式進(jìn)行防護(hù)，邊坡采用鉛絲石籠護(hù)砌，下設(shè)土工無(wú)紡布，上設(shè)1 m厚種植回填土，護(hù)底設(shè)前戧，為抵抗沖刷，前戧底高程低于沖刷線1 m(圖4)。

圖4 堤防護(hù)砌斷面(m)

為保證巡河路暢通，對(duì)隧道下穿堤防施工范圍內(nèi)巡河路進(jìn)行臨時(shí)改移，路面及路基設(shè)計(jì)參照四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)(圖5)。

圖5 臨時(shí)導(dǎo)改路布置

4 入河口類防治與補(bǔ)救措施

入河口類建設(shè)項(xiàng)目對(duì)河道的影響主要是由于施工開(kāi)挖對(duì)堤防或岸坡產(chǎn)生擾動(dòng)，入河口出流對(duì)河底產(chǎn)生沖刷。

4.1 措施方案

若入河口類建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案不滿足技術(shù)審查規(guī)定，例如雨水口內(nèi)頂高程低于河道設(shè)計(jì)水位(一般20年一遇)，應(yīng)對(duì)其設(shè)計(jì)方案提出調(diào)整措施。在此基礎(chǔ)上若對(duì)河道防洪和管理仍產(chǎn)生不可避免的影響，應(yīng)采取補(bǔ)救措施消除或減輕影響?；谌牒涌陬惤ㄔO(shè)項(xiàng)目對(duì)河道的影響機(jī)理，其防治與補(bǔ)救措施的設(shè)計(jì)要點(diǎn)為河道防護(hù)、防止倒灌。

a)河道防護(hù)。入河口防治與補(bǔ)救措施一般有河底和岸坡進(jìn)行護(hù)砌[15]，實(shí)施范圍依據(jù)防洪評(píng)價(jià)結(jié)論，為入河口施工期和運(yùn)行期影響范圍。①岸坡：入河口施工開(kāi)挖放坡范圍外擴(kuò)2～3 m，按照原狀護(hù)砌恢復(fù)，或采用硬質(zhì)護(hù)砌與生態(tài)護(hù)砌相結(jié)合的方式；②河底：河底順?biāo)鞣较虬慈牒涌谝韷ν廨喞鈹U(kuò)2～5 m，垂直水流方向按消能計(jì)算長(zhǎng)度確定，一般采用硬質(zhì)護(hù)砌。

b)防止倒灌。注意復(fù)核入河口倒灌問(wèn)題，如有必要，需增設(shè)拍門、鴨嘴閥等防倒灌設(shè)施。

4.2 工程實(shí)例

某河道入河雨水口管徑DN1800，雨水口采用八字翼墻入河，河底垂直水流方向護(hù)砌范圍根據(jù)消能計(jì)算取16.5 m，河底順?biāo)髯o(hù)砌長(zhǎng)度按八字外輪廓外擴(kuò)5 m；河坡順?biāo)髯o(hù)砌長(zhǎng)度結(jié)合開(kāi)挖范圍與河底護(hù)砌同長(zhǎng)，設(shè)計(jì)水位以上為生態(tài)護(hù)砌，設(shè)計(jì)水位以下為硬質(zhì)護(hù)砌；為防止倒灌，在出口位置設(shè)置DN1800拍門，見(jiàn)圖6、7。

圖6 雨水口防治措施平面(m)

圖7 雨水口拍門連接大樣

5 結(jié)語(yǔ)

分類討論了跨河、穿河、入河口3類涉河建設(shè)項(xiàng)目的特點(diǎn)和隨之帶來(lái)的防洪安全問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上梳理總結(jié)各類建設(shè)項(xiàng)目防洪評(píng)價(jià)中適宜采取的防治與補(bǔ)救措施方案，并通過(guò)工程實(shí)例加以說(shuō)明，可為同類防洪評(píng)價(jià)項(xiàng)目提供參考和借鑒。以上論述為一般情況下的總結(jié)和綜述，然而涉河建設(shè)項(xiàng)目及河道水情復(fù)雜多變，對(duì)于具體項(xiàng)目應(yīng)具體分析，采用適宜的防治與補(bǔ)救措施，才能將建設(shè)項(xiàng)目對(duì)河道的影響消除或降到最低，保證行洪安全和建設(shè)項(xiàng)目防洪安全。