劉戰(zhàn)業(yè) 王馨馨 閆花丹

（1.山東省曹縣水務(wù)局水資源管理辦公室 曹縣 274400 2.山東水之源水利規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司濟(jì)南 250014）

根據(jù)《中華人民共和國(guó)防洪法》規(guī)定，在泛洪區(qū)或者蓄滯洪區(qū)建設(shè)非防洪建設(shè)項(xiàng)目（穿河供水管道工程），應(yīng)該就洪水對(duì)該穿河供水管道工程可能會(huì)產(chǎn)生的影響和穿河供水管道對(duì)防洪可能產(chǎn)生的影響作出計(jì)算評(píng)價(jià)，并提出相應(yīng)的保護(hù)防御措施。

本文以鄒城市湖水東調(diào)供水管道穿越苗莊河工程為實(shí)例，做出河道沖刷對(duì)穿河管道的影響分析，并提出一種穿河管道防沖刷的補(bǔ)償措施。

1 項(xiàng)目概況

1.1 河道基本情況

苗莊河屬淮河水系，是鄒城市一條東西流向的季節(jié)性河流，該河?xùn)|起看莊鎮(zhèn)苗看莊的店子河，向西至石墻鎮(zhèn)望云村北入望云河，全長(zhǎng)12.5km，流域面積75.99km2，防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。苗莊河匯入白馬河，白馬河為南四湖湖東支流。苗莊河沿線(xiàn)流經(jīng)苗看、倪看、高看、唐看、呂臺(tái)、鞏莊、黃家村及苗莊等村莊。

1.2 穿越工程情況

湖水東調(diào)供水管道工程管線(xiàn)于苗莊河樁號(hào)0+500 穿越苗莊河，穿越苗莊河時(shí)，穿越管線(xiàn)軸線(xiàn)與上游橋梁平行，與苗莊河水流流向之間的交角為67°。采用頂管方式穿越，頂管起點(diǎn)工作井距離河道左岸外堤腳25.70m，頂管終點(diǎn)工作井距離河道右岸外堤腳25.85m，工作井為臨時(shí)井，尺寸為7m×7m。管道管頂距離現(xiàn)狀河底最低點(diǎn)2.62m，穿越土層為粉質(zhì)黏土。在管道拐角處設(shè)置鎮(zhèn)墩，鎮(zhèn)墩距離外堤腳最近距離為29.20m。頂管選用鋼筋混凝土套管，套管直徑D1200mm。頂管混凝土管采用頂進(jìn)施工法用Ⅲ級(jí)鋼筋混凝土企口管，套管與工作管間空隙采用C20 混凝土注滿(mǎn)，管道布置見(jiàn)圖1。

圖1 管道布置圖

1.3 穿越處河道情況

管線(xiàn)穿越苗莊河處河道斷面為復(fù)式斷面，穿越處緊鄰苗莊河入望云河河口，斷面以上流域面積采用河道全流域面積75.99km2；河底高程44.46m，現(xiàn)狀河底寬15.65m，河道口寬112.29m；左岸堤頂高程50.41m，右岸堤頂高程49.85m，管線(xiàn)穿越處河道兩岸有土堤。

2 評(píng)價(jià)計(jì)算

2.1 水文資料獲取及水文分析

水文分析計(jì)算內(nèi)容包括管線(xiàn)穿越斷面處河道防洪標(biāo)準(zhǔn)下的洪水水位和流量。

本次雨量分析計(jì)算，首先根據(jù)各單站（看莊站、馬樓站、大莊站）雨量綜合分析出設(shè)計(jì)點(diǎn)雨量，然后經(jīng)點(diǎn)面折減求得設(shè)計(jì)面雨量。經(jīng)分析計(jì)算，該區(qū)域雨量站雨量計(jì)算成果見(jiàn)表1。

表1 區(qū)域雨量站雨量計(jì)算成果表

由于苗莊河穿越處以上流域?qū)儆谄皆角鸹旌蠀^(qū)，所以需按《山東省水文圖集》中推薦的公式計(jì)算山丘平原混合區(qū)的凈雨R混。

R混=R山-f（R山-R平）

式中：f—系數(shù)。

設(shè)計(jì)流量計(jì)算采用1972年山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院《南四湖湖東地區(qū)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法》中的南四湖東區(qū)排水公式Q=0.055R1F0.75。

計(jì)算結(jié)果如表2。

表2 項(xiàng)目處設(shè)計(jì)流量成果表

洪水位采用《鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10017-99）形態(tài)斷面法進(jìn)行推求，當(dāng)苗莊河發(fā)生20年一遇洪水時(shí)，設(shè)計(jì)斷面處設(shè)計(jì)洪水位為47.23m。

2.2 沖刷計(jì)算

根據(jù)《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算項(xiàng)目處河槽的一般沖刷深度（見(jiàn)表3）。經(jīng)計(jì)算，供水管道頂部在最大沖刷線(xiàn)以下埋深最小為2.43m。

表3 一般沖刷計(jì)算成果表

3 關(guān)于河道沖刷對(duì)管道工程影響的分析

一般情況下，當(dāng)河道行洪斷面中建設(shè)有永久性水工建筑物時(shí)，會(huì)因?yàn)樗薪ㄖ镒杷糠值淖钃醵淖兯髁鲬B(tài)，從而對(duì)該處河底產(chǎn)生一定程度的淘刷，對(duì)河道的形態(tài)變化造成一定影響，為避免或減輕沖刷造成的影響，需采取沖刷補(bǔ)償措施來(lái)保持河道整體形態(tài)與河勢(shì)穩(wěn)定。

由于本項(xiàng)目管線(xiàn)穿越苗莊河時(shí)采用頂管方式，穿河管線(xiàn)供水工程在建成以后，管道均深埋于河床以下，在河道有效行洪斷面內(nèi)不存在阻水部分，不會(huì)因阻水部分產(chǎn)生水流對(duì)河底產(chǎn)生局部淘刷。

當(dāng)河道發(fā)生洪水時(shí)，天然狀態(tài)下，河底和邊坡都會(huì)受到水流的沖刷作用，河底以下一定深度范圍內(nèi)受到波及，以致影響埋設(shè)于河底以下的管道。

根據(jù)本文中水文及沖刷計(jì)算數(shù)據(jù)，苗莊河穿越處一般沖刷深度為0.19m，設(shè)計(jì)管頂在最大沖刷線(xiàn)以下最小埋深為2.43m，苗莊河發(fā)生20年一遇洪水時(shí)河道自然狀態(tài)下的沖刷不會(huì)影響到管道，同時(shí)管道埋深滿(mǎn)足《涉水建設(shè)項(xiàng)目防洪與輸水影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（DB37/T3704-2019）中設(shè)計(jì)洪水沖刷線(xiàn)以下1.5m 的規(guī)范埋深要求，更加有力地避免了河道沖刷對(duì)埋設(shè)于河底的管道產(chǎn)生影響。

4 淺談對(duì)沖刷影響的防治補(bǔ)救措施

就河道沖刷而言，當(dāng)河道產(chǎn)生一般沖刷時(shí)，其補(bǔ)償措施一般可通過(guò)調(diào)整建筑物的布置型式、使建筑物布設(shè)盡量避開(kāi)主河槽、對(duì)河底進(jìn)行防護(hù)、對(duì)岸坡進(jìn)行襯砌等。就穿河管道工程而論，當(dāng)穿河未滿(mǎn)足規(guī)范要求時(shí)，則需采取一定的防沖刷補(bǔ)償措施，如建設(shè)齒墻。

水利中的齒墻起防沖連鎖作用。齒墻深埋在具有軟弱夾泥層的巖基中，是用以保護(hù)抗力體不受沖刷的重要工程措施。針對(duì)本項(xiàng)目而言，在地下穿河管道受到?jīng)_刷時(shí)，可根據(jù)穿越處地質(zhì)、上下游河勢(shì)、管徑大小、管道高程及河道斷面形狀等，確定齒墻在河道內(nèi)的布設(shè)情況。齒墻的布設(shè)要滿(mǎn)足《涉水建設(shè)項(xiàng)目防洪與輸水影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（DB37/T3704-2019）的要求，頂部高程不得高于河底高程，齒墻底部不高于設(shè)計(jì)洪水沖刷線(xiàn)以下1.5m。齒墻的建設(shè)有利于對(duì)地下穿河管道進(jìn)行防護(hù)，避免其遭受河槽的沖刷影響，同時(shí)還要注意給管道與齒墻留有一定空間，以保證后期的維護(hù)工作正常進(jìn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

鄒城市湖水東調(diào)供水管道工程不占用苗莊河有效行洪斷面，無(wú)需考慮調(diào)整管道布置的形式，不存在局部淘刷的影響。該項(xiàng)目穿河管道工程的設(shè)計(jì)符合現(xiàn)有的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)需進(jìn)行沖刷補(bǔ)償措施。對(duì)于受沖刷影響的穿河管道，可以通過(guò)布設(shè)齒墻來(lái)保護(hù)管道，齒墻的建設(shè)對(duì)于以后供水管道工程提供了強(qiáng)有力的支撐，以保證供水管道工程的安全運(yùn)作■