周慧平，趙宏燕，李文娟

（內(nèi)蒙古恒源水利工程有限公司，呼和浩特010018）

1 流域概況

綽爾河流域北鄰雅魯河，南鄰洮兒河，東鄰嫩江，流域西側(cè)以大興安嶺山脈為分水嶺與海拉爾河相鄰。流域?yàn)檎L型、地勢(shì)北高南低，流域內(nèi)多森林及草原。

綽爾河流域?qū)僦袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)。春季干燥多風(fēng)；夏季濕熱多雨；秋季晴冷溫差大；冬季嚴(yán)寒漫長。多年平均降水量426.5mm，降水量年內(nèi)分配不均勻，6月～9月降水量約占全年降水量的84.2%，其中7月、8月降水量占全年降水量的53.9%； 多年平均氣溫3.4 ℃，歷年極端最高氣溫39.9 ℃，歷年極端最低氣溫-37.0 ℃。流域年最多風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，冬季西北風(fēng)最多，夏季多偏西風(fēng)。多年平均風(fēng)速3.3m/s，多年平均最大風(fēng)速18.6m/s。歷年最大凍土深度2.34m。

喇嘛洞大橋位于興安盟扎賚特旗楊樹溝林場東南5km處，建橋梁中心樁號(hào)為K17+900，已于2015年建成通車，屬于維護(hù)利用大橋，全長286.04m，孔跨結(jié)構(gòu)14孔×20m。上部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力空心板，下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，柱式墩，肋式臺(tái)，橋孔最小凈長252.24m。橋位區(qū)屬低山丘陵地貌，地形較平緩，起伏不大。

2 防洪評(píng)價(jià)

綽爾河干流上共有3個(gè)水文站，即塔爾氣、文得根、兩家子水文站。喇嘛洞大橋位于文得根水文站上游65～75km范圍內(nèi)，且流域面積相差較小，本次防洪評(píng)價(jià)采用文得根站為參證站。測(cè)站以上集水面積12447km2。

2.1 洪峰流量

本次計(jì)算將洪水系列延長至2010年，經(jīng)洪水調(diào)查可知，1998年實(shí)測(cè)最大洪峰流量5770m3/s，洪水重現(xiàn)期采用1998年洪水為1897年以來的第一位，即截止到2010年重現(xiàn)期為114年。本次防洪評(píng)價(jià)將文得根站實(shí)測(cè)洪峰系列的基礎(chǔ)上，再加入經(jīng)過重現(xiàn)期處理特大洪水資料，根據(jù)SL44—2006《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》按不連續(xù)系列進(jìn)行洪水頻率計(jì)算，理論頻率曲線線型采用P-Ⅲ型，特征值通過優(yōu)化適線法確定，單站設(shè)計(jì)洪水成果如表1。

表1 文得根站洪峰流量各頻率設(shè)計(jì)值 單位：m3/s

根據(jù)GB50201—2014《防洪標(biāo)準(zhǔn)》及JTG B01—2014《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)于二級(jí)公路而言，大橋的設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)100年一遇，洪峰流量5233m3/s。

根據(jù)GB50201—2014《防洪標(biāo)準(zhǔn)》及JTG B01—2014《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)于二級(jí)公路而言，大橋的設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)100年一遇，洪峰流量5233m3/s。

2.2 洪水總量

喇嘛洞大橋橋位處控制流域面積與文得根水文站相差10.6%，本次在計(jì)算喇嘛洞大橋橋位處設(shè)計(jì)洪峰流量時(shí)，方法同上，喇嘛洞大橋橋位處流域面積11130km2，經(jīng)計(jì)算，喇嘛洞大橋橋位處100年一遇，設(shè)計(jì)洪峰流量5233m3/s。

2.3 水面線計(jì)算

2.3.1 糙率的選定

查閱文得根水文站大水年洪水期實(shí)測(cè)成果表，結(jié)合該河段河床及堤防的邊界條件，選定主河槽糙率0.026，灘槽糙率取0.040。

2.3.2 評(píng)價(jià)河段起始斷面的水位

由于S204線浩饒山（興呼界）至察爾森段公路改建工程對(duì)于喇嘛洞大橋是舊橋利用，橋位處天然河寬864m，橋?qū)?86m，其余為路基。因此，本次防洪評(píng)價(jià)在設(shè)計(jì)水面線推求時(shí)，在天然河道水面線（即路基和橋梁均未建設(shè)時(shí)）和路基橋梁均已建設(shè)兩種工況下進(jìn)行。確定斷面100年一遇流量設(shè)計(jì)水位在工況1條件下400.22m，工況2條件下400.24m。如表3，表4。

2.3.3 跨河建筑物壅高計(jì)算

喇嘛洞大橋橋位處河道為天然河道，沒有堤防。根據(jù)JTJ062—2002《公路橋位勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，采用道布松公式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表2。

表2 100年一遇洪水對(duì)橋梁影響 單位：m

由表2可知，喇嘛洞大橋橋位處100年一遇設(shè)計(jì)洪水位考慮橋梁壅水高、橋前水流沖高、凈空高后，低于橋梁下緣底高程0.33m，橋梁的建設(shè)滿足100年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.3.4 水面線推求

本次防洪評(píng)價(jià)在設(shè)計(jì)水面線的推求時(shí)，在天然河道水面線（即路基和橋梁均未建設(shè)時(shí)）和路基橋梁均已建設(shè)兩種工況下進(jìn)行。兩種工況的喇嘛洞大橋橋位上下游河道1%水面線推求成果如表3，表4。

表3 工況1水面線成果

表4 工況2水面線成果

2.4 壅水計(jì)算

2.4.1 壅水分析

本次防洪評(píng)價(jià)壅水計(jì)算采用JTJ062—2015 《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》中壅水計(jì)算方法。經(jīng)計(jì)算，喇嘛洞大橋100 年一遇的墩前水流沖高值1.07m。本次防洪評(píng)價(jià)為安全起見，壅水計(jì)算不考慮沖刷產(chǎn)生的影響，即流速折減系數(shù)為1，沖刷系數(shù)為1。經(jīng)計(jì)算，喇嘛洞大橋100年一遇的橋前壅水高度值如表5。

表5 100年一遇的橋前壅水高度成果

通過壅高計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)，壅水高0.31m，壅水長150m，壅水后水位影響范圍均滿足要求，因此，本建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)合理。

2.5 沖刷與淤積分析計(jì)算

建橋后，橋墩引起河床變形，洪水對(duì)墩臺(tái)基礎(chǔ)的沖刷包括其對(duì)河床的自然沖刷、一般沖刷和局部沖刷三部分。本次計(jì)算只考慮束窄河床引起的一般沖刷和橋墩阻水改變水流結(jié)構(gòu)引起的局部沖刷。

2.5.1 一般沖刷

依據(jù)JTGC30—2015 《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)非黏性土河床進(jìn)行計(jì)算，喇嘛洞大橋一般沖刷計(jì)算參數(shù)及成果如表6。

表6 一般沖刷計(jì)算參數(shù)及成果

2.5.2 局部沖刷計(jì)算

根據(jù)JTGC30—2015 《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)非黏性土河床橋墩的局部沖刷進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算參數(shù)及成果如表7。

表7 局部沖刷計(jì)算參數(shù)及成果

計(jì)算可知，總沖刷深度為一般沖刷深度和局部沖刷深度之和，即6.12m。

2.6 河勢(shì)影響

沿河路基布局大體上與水流流向一致，由于對(duì)河道不同程度的擠占，使河段水流流速加大，對(duì)河道的河勢(shì)產(chǎn)生一定的影響。大橋建設(shè)后，由于束窄河床、橋墩引起的水流變形等因素，使得橋位水流流速由3.26m/s增加到3.51m/s，增幅7.67%。由于沖刷加劇，對(duì)橋位上下游附近河段河勢(shì)穩(wěn)定產(chǎn)生一定影響。

2.7 行洪安全影響

從行洪斷面看，100年一遇天然水面線398.34m時(shí)，行洪面積1604.40m2，其中大橋橋位所占行洪面積1488.60m2，占總行洪面積的92.80%。由此可見，該斷面的洪水過流以主槽為主，故喇嘛洞大橋的建設(shè)對(duì)橋位局部河段行洪產(chǎn)生一定影響。

由于橋墩擠占河道過水?dāng)嗝?，?dǎo)致橋前產(chǎn)生壅水，綜合考慮設(shè)計(jì)洪水位、橋前壅水高、凈空高，與河道100年一遇設(shè)計(jì)洪水位進(jìn)行比較，從橋高角度分析橋梁是否影響河道100年一遇的行洪安全，成果如表8。

表8 喇嘛洞大橋行洪影響 單位：m

從橋高角度分析，喇嘛洞大橋的建設(shè)對(duì)河道100年一遇的行洪安全影響較小。

3 結(jié)語

（1）喇嘛洞大橋橋位處100年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量5233m3/s，與該處的防洪標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。喇嘛洞大橋位于規(guī)劃建設(shè)的文得根水庫保護(hù)范圍外7.5km，喇嘛洞大橋建設(shè)不會(huì)對(duì)現(xiàn)有水利規(guī)劃產(chǎn)生不利影響。

（2）喇嘛洞大橋橋位處天然河寬864m，其中橋?qū)?86m，大橋建設(shè)后，雖然沒有全橋跨河道，對(duì)橋位局部河段洪水的行洪產(chǎn)生一定影響，從橋高角度分析對(duì)河道100年一遇的行洪安全影響較小。當(dāng)發(fā)生100年一遇洪水時(shí)，將橋位處100年一遇設(shè)計(jì)洪水位考慮橋梁壅水高、橋前水流沖高、凈空高后，低于橋梁下緣底高程0.33m。由此可見，從橋高角度分析，100年一遇洪水對(duì)喇嘛洞大橋的安全影響較小。

（3） 該橋橋位處水流流速由3.26m/s 增加到3.51m/s，增幅7.67%，由于沖刷加劇進(jìn)對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定產(chǎn)生一定影響，需采取補(bǔ)救措施進(jìn)行防沖刷護(hù)砌。建議對(duì)喇嘛洞大橋橋臺(tái)及兩側(cè)路基進(jìn)行防護(hù)，同時(shí)對(duì)橋位下游100m范圍內(nèi)的河道兩岸進(jìn)行防沖刷護(hù)砌。