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        滬昆鐵路客運(yùn)專線浦陽江特大橋防洪影響評(píng)價(jià)及補(bǔ)償措施

        2015-12-31 11:22:34陳立軍楊柏?zé)?/span>
        浙江水利科技 2015年1期
        關(guān)鍵詞:橋址建橋堤頂

        陳立軍,楊柏?zé)?/p>

        (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(jìn)化溪之水,右岸在紀(jì)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(nèi)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(biāo)準(zhǔn)近期為50a一遇,遠(yuǎn)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(dá)1863m3/s。線路方案有2個(gè)橋墩占用河道,占整個(gè)行洪斷面面積的6.5%。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,需對(duì)橋梁跨越河道做防洪影響評(píng)價(jià),對(duì)其不利影響采取相應(yīng)的補(bǔ)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(píng)價(jià)

        1.1 建橋后對(duì)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(jì)算公式、方法,計(jì)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(gè)行洪斷面的6.5%,因此要求橋墩承臺(tái)頂高程置于-2.0m以下。

        1.2 建橋后對(duì)河道及堤防沖刷影響

        1.2.1 模型計(jì)算方案

        模型計(jì)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(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格概化,計(jì)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(jì)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(jìn)行對(duì)比分析在不同邊界條件下,河道有無建橋?qū)λ鳡顩r的影響。

        1.2.2 計(jì)算成果分析

        為對(duì)建橋前后河道水流的局部變化情況作出較全面、合理的評(píng)價(jià),分別提取了位于橋址斷面的流速數(shù)據(jù),進(jìn)行對(duì)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(huì)對(duì)河床產(chǎn)生沖刷。

        橋基底以下軟土層較為深厚,并分布有細(xì)砂、中砂、礫砂及圓礫土。根據(jù)計(jì)算,蕭山浦陽江特大橋建橋后遭遇50a一遇洪水時(shí),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(duì)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(bǔ)償措施

        2.1 壅高影響補(bǔ)償措施

        該橋位附近浦陽江的防洪標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)施工圖及2013年12月實(shí)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(dá)到了50a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn),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(nèi),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(shí)不考慮對(duì)堤防進(jìn)行加高補(bǔ)償。根據(jù)浦陽江治理工程規(guī)劃,因橋梁工程建設(shè)引起的水位壅高可考慮在下一輪堤防建設(shè)或者維護(hù)整修時(shí)考慮。

        2.2 堤腳沖刷補(bǔ)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(cè)堤防的安全,需采取一些有針對(duì)性的預(yù)防措施??紤]到橋墩對(duì)堤腳沖刷的影響以及與主流的關(guān)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(duì)堤防穩(wěn)定的影響。橋墩應(yīng)避開主槽,既有利于通航,也有利于河勢穩(wěn)定。對(duì)于橋位斷面及其下游河段受沖刷影響的岸灘應(yīng)采取防沖措施,以確保堤防的安全。采用拋石保護(hù)是比較切實(shí)可行且經(jīng)濟(jì)的措施。在橋位斷面下游約120m的沖刷范圍內(nèi)進(jìn)行拋石護(hù)堤腳,根據(jù)現(xiàn)狀水下地形狀況,可在堤腳前沿預(yù)堆拋石防護(hù)層至高程4.0m,面寬8m,平均每延米需拋石約30m3。同時(shí)要求,建橋后加強(qiáng)對(duì)橋墩局部沖刷觀測,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取補(bǔ)救措施。

        2.3 施工期破壞修復(fù)

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

        3 結(jié)論和建議

        滬昆鐵路客運(yùn)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(nèi),且現(xiàn)有堤防高程仍然滿足設(shè)計(jì)高程,對(duì)水位壅高值帶來的防洪影響可暫時(shí)不補(bǔ)償,待下一輪堤防建設(shè)時(shí)考慮。橋墩占用河道水域引起最大沖刷深度達(dá)3.5m,可通過底腳拋石防沖進(jìn)行補(bǔ)償。橋梁建設(shè)施工期引起的堤頂路面以及護(hù)面的破壞應(yīng)納入工程補(bǔ)償措施。

        橋梁橋墩占用河道過水面積占整個(gè)行洪斷面的6.5%,建議調(diào)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(nèi)。

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