陳龍飛 李建創(chuàng) 文建聰

1.三亞市大隆水利工程管理局 海南 三亞 572000

2.海南省地質(zhì)調(diào)查院 海南 ?？?570206

因為經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展提出的需求,河道管理范圍正在逐步增加建設(shè)的項目。為了對河道行洪安全給予保障,依照相關(guān)部門編制的法規(guī),河道管理范圍當中,對于各建設(shè)項目的開展,需要實施防洪影響評價。因此,本文結(jié)合實際案例,詳細分析了公路路橋工程穿越河流防洪影響計算內(nèi)容以及具體的評價方法。

1 工程概況

某高速公路工程,將某村莊和某河流進行連接,需要修建大橋。針對橋梁的設(shè)計,荷載為公路-I級。擬建的大橋,單孔跨徑35m、跨徑總長601m,梁底高程設(shè)計數(shù)值為50.082m,與河道交角處有98°。擬建大橋四周屬于典型的復(fù)式河道斷面,兩岸建造的堤防以及河岸非常明顯,河道也比較順直。工程河段河寬約550m,水深約3.9m。設(shè)計邊坡1：2。

2 防洪評價計算

2.1 設(shè)計洪水計算

根據(jù)《防洪標準》(GB50201-2014)、《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTGD60-2015)以及《公路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范》(JTGC30-2015)的相關(guān)規(guī)定,橋梁所在河段周邊為鄉(xiāng)村防護區(qū),設(shè)計防洪標準為10年一遇,設(shè)計洪峰流量為12300m3/s設(shè)計,橋梁屬于二級公路上的大橋,設(shè)計防洪標準為百年一遇,設(shè)計洪峰流量為24800m3/s。本文將按照10年一遇河段防洪標準以及100年一遇橋梁防洪標準進行防洪影響評價工作[1]。

2.2 計算設(shè)計的洪水位

對該河道的行洪條件分析之后,從整體角度來說,與恒定非均勻流方法相符,能夠符合其基本要求。水利計算的方法為天然河道推求水面線,過程中對河道測量圖進行詳細分析,并利用逐斷面試算的方法。首先選定橋址下游約3km處的某水文站實測斷面為下游起算斷面,然后根據(jù)該斷面實測水位流量關(guān)系曲線及上述洪水計算成果推算出斷面各頻率相應(yīng)起算水位,結(jié)合水文資料以及提供的河槽類型資料等,選用河槽糙率0.03的數(shù)值,灘地糙率0.04的數(shù)值,逐段面推算得到上游大橋斷面的設(shè)計洪水位。

最后計算出10年一遇設(shè)計洪峰流量為12300m3/s,橋址處相應(yīng)設(shè)計洪水位為28.09m；100年一遇的行洪流量數(shù)值為24800m3/s,橋址處相應(yīng)設(shè)計洪水位為34.43m。

2.3 計算壅水

計算壅水的依據(jù)便是建橋之前和建橋之后,河道過水斷面產(chǎn)生的面積變化,推算出建橋前后橋梁斷面洪水位變化情況。最后計算出當遭遇10年一遇設(shè)計洪水時,橋梁建成后產(chǎn)生的壅水高度為0.095m,壅長136m；當遭遇100年一遇設(shè)計洪水時,橋梁建成后產(chǎn)生的壅水高度為0.096m,壅長137m。

2.4 計算沖刷

在河床全斷面當中,因為水流會發(fā)生沖刷效果,所以對于沖刷深度要開展相應(yīng)的計算,結(jié)合具體的沖刷公式,依照現(xiàn)場實際勘察結(jié)果發(fā)現(xiàn),該河道屬于典型的沙壤土河床,以此對沖刷深度進行計算。最終的結(jié)果為當遭遇10年一遇設(shè)計洪水時,其建橋之前的具體流速為2.81m/s,建橋之后的流速有所增加,提升至2.87m/s,河流有0.06m/s的流速增加,一般沖刷深度數(shù)值為3.0m；當遭遇100年一遇設(shè)計洪水時,其建橋之前的具體流速為3.22m/s,建橋之后的流速有所增加,提升至3.30m/s,河流有0.08m/s的流速增加,一般沖刷深度數(shù)值為3.8m[2]。

3 防洪影響評價

3.1 布設(shè)橋梁

根據(jù)交通部門給出的線路圖以及橋型圖,該橋與河流水流方向有98°的夾角。其中,橋墩應(yīng)用平行于水流方向的方法進行布置,對行洪產(chǎn)生的影響范圍會有所縮減,進而使建成橋梁之后,不會對整體流勢力產(chǎn)生嚴重影響。此外,大橋的長度滿足河道行洪要求。

3.2 橋梁梁底高程評價

根據(jù)給出的路線圖以及橋型圖,該大橋的梁底高程數(shù)值為50.082m,最低梁底允許高程為50.02m,所以橋底高程滿足河道行洪要求。

3.3 河道流勢影響評價

橫斷面的流速受到斷面形狀、糙率、水位、水深等因素的影響,橋墩所在河段河道平面型態(tài)為V型,最大流速在河流深泓線處。橋梁建設(shè)后,橋墩阻水,流速會產(chǎn)生的一定的變化,流速變化局限于橋址斷面上下游100m范圍?？傮w來看,流速變化幅度較小,流速變化不會造成河道沖刷或者淤積。由于流速在斷面的分布隨水深的增加而增大,因此深泓線處流速變化較大,而兩岸岸坡處由于流速較小,影響不明顯。橋梁建成后,由于流速變化在橋墩處所產(chǎn)生的漩渦,增加了水流的紊動程度,因此建橋后主要是影響橋墩附近局部沖刷[3]。

4 公路橋工程穿越河流防洪建議分析

4.1 橋墩局部沖刷計算研究表明,各橋墩局部有所沖刷,在施工過程中應(yīng)加強對橋墩的防護。

4.2 橋梁左側(cè)現(xiàn)狀有一條低干渠和供水取水井,建議橋梁施工時采取一定的防護措施保護低干渠和取水井工程,防止施工產(chǎn)生破壞。

4.3 建議施工期加強對河道的觀測,出現(xiàn)險情及時采取措施。

4.4 建設(shè)單位應(yīng)按有關(guān)規(guī)定辦理涉水施工手續(xù),涉水事宜應(yīng)及時同當?shù)厮姓鞴懿块T聯(lián)系協(xié)調(diào)。公路建設(shè)和施工單位應(yīng)嚴格按照設(shè)計和防洪評價要求進行施工,對跨河跨堤等工程,竣工時應(yīng)有水行政主管部門參加驗收。

4.5 施工單位要制定詳細、可行的施工組織計劃,合理安排施工計劃,做好統(tǒng)籌安排,保質(zhì)保量按期完成工程。

5 結(jié)語

總之,高速公路屬于非常關(guān)鍵的交通,能夠促進經(jīng)濟,聯(lián)通各個區(qū)域。為了將高速公路帶動經(jīng)濟的價值作用全面發(fā)揮出來,在公路沿線,會對很多條連接線進行布置。其中,本文的某高速引線將某村莊和某河流進行連接,需要修建大橋。擬建大橋四周屬于典型的復(fù)式河道斷面,為了對河勢穩(wěn)定性、行洪安全性等給予保障,要開展系統(tǒng)的防洪影響評價。通過評價分析,大橋的建設(shè)對于村莊安全不會有影響。