楊泳鵬，孟躍晨

（漳衛(wèi)南運河四女寺樞紐工程管理局，山東德州 253009）

1 河道管理范圍內橋梁建設項目審查的必要性

改革開放以來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，鐵路、公路建設項目日益增多，特別是高速鐵路、高速公路的建設，不可避免要跨越河道、堤防建設橋梁。如果要建設的橋梁設計或施工過程不符合防洪要求，就會造成壅水、束水、挑流、沖刷等一系列問題，甚至對河勢穩(wěn)定、防汛搶險以及工程管理等造成很大影響。因此，必須對河道管理范圍內的建設項目進行規(guī)范管理，以維護水利工程的正常運行，保證安全度汛。

2 防洪評價的法律依據(jù)及部分計算

2.1 依據(jù)的法律法規(guī)、規(guī)范標準

防洪評價報告的編制應遵循的法律、行政法規(guī)、部門規(guī)章、規(guī)范性文件有 《中華人民共和國水法》（2002年）、《中華人民共和國防洪法》（1997年）、《防洪標準》（GB50201-1994）、《河道管理條例》（1988年）、《河道堤防工程管理通則》（SLJ703-1981）、《堤防工程設計規(guī)范》（GB50286-1998）、《堤防工程施工規(guī)范》（SL260-1998）、《堤防工程管理設計規(guī)范》（SL171-1996）、《河道管理范圍內防洪評價報告編制導則》、《公路工程水文勘測設計規(guī)范》（JTGC30-2002）、《公路橋位設計通用規(guī)范》（JTGD62-2004）、《鐵路橋涵設計基本規(guī)范》（TB10002-2005）、《水利水電工程設計洪水計算規(guī)范》（SL44-2006）等。海河流域還應依據(jù)《海河流域防洪規(guī)劃》（2008年）和《海河流域綜合規(guī)劃》要求進行編制。

2.2 水面線、壅水、沖淤計算

（1）水面線。分別依據(jù)河段的現(xiàn)狀防洪、排澇標準或規(guī)劃標準以及橋梁工程的設計（校核）標準。如果河段的洪水標準沒有明確，應當進行水力計算。

如果橋址選擇位置附近河道較順直 （例如人工開挖河道），河道斷面基本一致，沒有劇烈的斷面縮放且底坡平緩變化不大，水流流態(tài)為緩流，則因各斷面水流流速變化不大，水面線的變化主要體現(xiàn)為勢能的變化。以下舉例說明：

假定在漳衛(wèi)新河減河（河道里程37+100）處建設1座橋梁。①已知條件：擬建橋位處上游某處（河道里程26+100）設計流量水位為23.12 m，排澇流量水位為19.23 m，設計堤頂高程為25.12 m（左右堤相同）；下游某處（河道里程52+500）設計流量水位為21.70 m，排澇流量水位為18.05 m，設計堤頂高程為23.70 m（左右堤相同）。②計算目的：計算出橋址斷面洪水位 （橋址斷面洪水位是橋梁工程設計和防洪評價的重要依據(jù)。洪水位準確與否，直接影響工程的規(guī)模、投資、運行安全和防洪安全）。按照《漳衛(wèi)河系防洪規(guī)劃》（2008年）要求，確定減河設計流量為1 680 m3/s、排澇流量400 m3/s。③計算方法：已知特征斷面水位和縱坡坡降，運用內插法計算。結果見表1。

表1 洪水水面線計算成果

（2）壅水。橋梁壓縮河道后，橋址上游水流變緩，水流動能轉換為勢能，客觀表現(xiàn)為水流的壅高，河道壓縮前后同一位置水位差稱為這一位置的壅水高度。一般可采用規(guī)范推薦的經(jīng)驗公式進行計算，具體情況應根據(jù)實際而定，也可選用一維數(shù)學模型或物理模型試驗。下面介紹一種常用的方法：采用天然河道水面曲線法逐段計算縱向水位變化。

基本原理：根據(jù)橋梁河段水流縱剖面特征，把河段劃分成若干特征區(qū)段，按照能量守恒原理，依次建立相鄰二斷面的能力方程。從下游不受橋梁影響的天然水流斷面開始，逐段向上游推算，直到上游回水影響的終點斷面為止，算出各個區(qū)段分界斷面的水面高程，繪制橋梁壓縮水流的實際縱剖面，并同壓縮前的天然水流縱剖面對比，以確定橋前最大壅水高度△Z。其計算公式如下：

式中：ΔZ為最大壅水高度（m）；η為系數(shù)，與橋孔壓縮程度有關，取η=0.05（河灘路堤阻斷流量和設計流量的比值＜10%）；Vq為建筑物布置后斷面平均流速 （m/s）；Vch為天然河道建筑范圍內平均流速（m/s）；L為壅水全長（m）；I為水面比降。

（3）沖刷與淤積。由于橋梁壓縮水流，致使橋孔上游水流急劇集中流入橋孔，橋下流速梯度很大，床面切應力劇增，引起強烈的泥沙運動，床面發(fā)生明顯沖刷。隨著沖刷的發(fā)展，橋下河床加深，橋下過水面積加大，流速逐漸下降，待達到新的輸沙平衡狀態(tài)或橋下流速降低到等于沖止流速時沖刷即停止。

一般沖刷深度系指橋下河床在一般沖刷完成后從設計水位算起的某一垂線水深。所以，沖止流速公式一般用于橋梁的一般沖刷計算，其基本假定是橋下河槽斷面內任一垂線平均流速達到?jīng)_止流速時此垂線處沖刷停止，至此一般沖刷深度達到最大。

自然條件下河道的沖刷與橋梁一孔跨河時相當，河槽部分凈寬度實際就是河槽寬度，故可近似采用以下公式：

2.3 防治與補救措施

要降低橋梁施工對防洪的影響，首選措施是調整施工進度安排，盡量避開主汛期。如果跨汛施工，施工前須做好防洪預案，科學確定河道流量，進行圍堰、導流溝設計，明確導流方案；同時了解雨、水情發(fā)展趨勢，切實執(zhí)行防汛命令，組建以現(xiàn)場施工單位人員為主體的防汛搶險隊伍，隨時做好防汛、抗洪工作。應與水利管理部門密切配合，嚴格按制定的防洪預案施工。如遇河道行洪，應及時拆除及清理施工現(xiàn)場的腳手架、棄渣等障礙物，施工機械、人員緊急撤離，恢復河道斷面，以利于河道正常行洪。

對于比降平緩、流速較小的河道，一般防護要求為上游50～100 m、下游100～200 m，具體范圍則因河道及堤防的重要程度、河道地質狀況和河勢穩(wěn)定情況而異。護坡和護岸的高度，一般要求頂高程應高于設計洪水位，基礎應在沖刷線以下。

3 橋梁建設方案技術評審要求中的幾點注意之處

3.1 橋梁軸線與河道水流方向夾角

為減小對河勢穩(wěn)定造成的影響，橋梁軸線與河道水流方向盡量保持正交，如果確實難以做到，應不小于85°，支墩軸線布置應與水流方向保持一致。經(jīng)觀測表明，由于壁式支墩的特性，與水流方向的交角稍有變化則影響成倍增加。因此，對支墩采用壁式支墩的，尤其應注意保持與水流方向一致。

3.2 梁底高程控制

橋梁梁底高程應不低于設計洪水位+壅水高度+風浪爬高+安全超高，對于有通航要求的河道還應滿足航運凈空要求。若橋梁與堤防立交，則要求堤頂與梁底之間最小凈空高度不小于4.5m，以保證汛期防汛車輛的正常通行。若橋梁與堤頂平交，則要求梁底高程高于規(guī)劃堤頂高程。

3.3 堤身設計斷面內避免設置支墩

若橋梁支墩布置在堤身設計斷面內，在迎水坡可能形成新的滲流通道，橋梁上的車輛行駛產(chǎn)生的震動會對堤身產(chǎn)生不利影響，所以要求橋梁支墩不得設置在堤身設計斷面內。當需要布置在堤身背水坡時，施工方應采取一定的工程措施做好基礎防滲工作，滿足堤身設計抗滑和滲流穩(wěn)定的要求。

4 結語

河段與河段的各項特征和水文條件是有差別的，即使是同一河段也是隨時間而不斷變化著的。要想更好地對建設項目進行規(guī)范管理，需要水利工作者多進行實地勘測，準確掌握河道的各項特征值，把建設項目對河道防洪和水利工程安全運行造成的影響減到最小，保證沿河兩岸的人民生命和財產(chǎn)安全。