頓 江

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概況

古學(xué)水電站位于四川省甘孜藏族自治州得榮縣境內(nèi)，金沙江左岸一級(jí)支流定曲河中下游，是定曲河干流鄉(xiāng)城段、得榮段梯級(jí)開(kāi)發(fā)規(guī)劃的第八級(jí)，也是定曲河干流梯級(jí)開(kāi)發(fā)的最下游一級(jí)。電站正常蓄水位2270.00m，死水位2269.00m，總庫(kù)容26.84萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容4.88萬(wàn)m3，電站裝機(jī)2臺(tái)，總裝機(jī)容量90MW。電站由首部樞紐工程、左岸引水系統(tǒng)、岸邊式地面廠房等建筑物組成。

引水隧洞的洞渣需要車(chē)輛運(yùn)輸至2#渣場(chǎng)，而2#渣場(chǎng)與施工現(xiàn)場(chǎng)之間相隔一條定曲河，需新建渣場(chǎng)交通橋連通2#渣場(chǎng)與施工現(xiàn)場(chǎng)的交通。經(jīng)過(guò)比選論證，2#渣場(chǎng)交通橋采用貝雷橋。貝雷橋是世界上應(yīng)用最廣泛的橋梁之一，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)輸方便、安裝快捷、易分解等特點(diǎn)。

渣場(chǎng)交通橋(貝雷橋)位于定曲河的下游段，主要功能是連接出渣道路和渣場(chǎng)道路。定曲河上游堆積有大量的垃圾，當(dāng)汛期來(lái)臨時(shí)，洪水會(huì)把大量的垃圾、樹(shù)枝樹(shù)干、動(dòng)物尸體等雜物沖到渣場(chǎng)交通橋，容易造成洪水水位超高，并且垃圾漂浮于洪水面容易堵塞渣場(chǎng)交通橋，所以需要對(duì)渣場(chǎng)交通橋進(jìn)行行洪論證。

渣場(chǎng)交通橋長(zhǎng)度20.2m，寬度2車(chē)寬約7m，橋面高程約2180.00m。

2 交通橋行洪論證分析

2.1 計(jì)算行洪截面積

根據(jù)2#渣場(chǎng)交通橋的實(shí)際地形，右岸的排架寬度是3.5m，左岸的排架寬度是4.0m。

2#渣場(chǎng)交通橋在施工過(guò)程中，為了防止汛期洪水的沖刷，在橋臺(tái)設(shè)置了鋼筋石籠，當(dāng)貝雷橋架設(shè)完畢后，開(kāi)始河道的疏浚工作。反鏟行使在右岸，可以開(kāi)挖到0+11m的位置，開(kāi)挖后再到左岸，最遠(yuǎn)可以開(kāi)挖到0+11m附近，開(kāi)挖深度參照行洪斷面資料，以上深度不得欠挖。

(1)當(dāng)洪水位于2203.58m高程時(shí)，過(guò)流面積是54.3 m2；

(2)當(dāng)洪水位于2207.20m高程時(shí)，過(guò)流面積是140.7m2；

(3)當(dāng)洪水位于2208.10m高程時(shí)，過(guò)流面積是157.6m2。

2.2 流量計(jì)算

2.2.1 流量計(jì)算公式

流量=流速×過(guò)流面積×?xí)r間，如果不考慮時(shí)間，則流量=流速×過(guò)流面積，即Q=Aν(Q為流量，A為過(guò)流面積，ν為流速)，古學(xué)水電站廠房10年一遇的洪水相應(yīng)流量為634 m3/s，流速為4.6m/s進(jìn)行計(jì)算。

2.2.2 計(jì)算結(jié)果

(1)洪水位在2203.58m高程時(shí)Q=Aν=54.3×4.6=249.78m3/s；

(2)洪水位在2207.20m高程時(shí)Q=Aν=132.7×4.6=647.22m3/s；

(3)洪水位在2208.10m高程時(shí)Q=Aν=157.6×4.6=724.96m3/s。

以上計(jì)算是參照過(guò)流斷面圖計(jì)算，河道的疏浚不得欠挖；以上未計(jì)算當(dāng)河面束窄以后，流速會(huì)增加，過(guò)流量較快等因素；以上未計(jì)算當(dāng)汛期過(guò)流時(shí)，河流對(duì)雨水的集水面積及局部沖溝流入河流而增加的流量。

2.3 修橋前該處水位與流量的推算

2.3.1 橋梁修前渣場(chǎng)橋梁水位流量計(jì)算方法

(1)未建橋時(shí)，枯水期大壩水位實(shí)測(cè)高程2263.80m，2#渣場(chǎng)橋?qū)崪y(cè)高程2203.30m。大壩至2#渣場(chǎng)交通橋的長(zhǎng)度可從電子版施工總平面圖中測(cè)量，長(zhǎng)度為5665.00m，根據(jù)以上資料，計(jì)算出定曲河該段的坡度為10.67‰。

(2)根據(jù)招標(biāo)文件提供的壩址水位流量關(guān)系表，參照以上資料，在壩址相同流量條件下，2#渣場(chǎng)橋址未修橋水位高程計(jì)算如表1。

表1 未修橋時(shí)壩址水位流量與2#渣場(chǎng)橋址水位流量關(guān)系

(3)得鄉(xiāng)公路2#渣場(chǎng)橋段實(shí)測(cè)標(biāo)高2207.20m，2#渣場(chǎng)橋橋墩距得鄉(xiāng)公路7.5m，計(jì)算縱坡12.00%。如果橋面再次抬高，重型車(chē)輛無(wú)法上橋，故橋面標(biāo)高為2208.10m。

2.3.2 推算結(jié)論

(1)2012年6月4日，我部實(shí)測(cè)大壩水位高程2263.97m，2#渣場(chǎng)橋址水位高程2203.53m，中南研究院水文站提供的水情預(yù)報(bào)流量49.1m3/s。以上分析表明，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)相符，計(jì)算方法和結(jié)果正確。

(2)經(jīng)以上計(jì)算，該河最大行洪能力為625m3/s，得鄉(xiāng)公路防洪能力基本為10年一遇。

2.4 修橋后該處流量與水位關(guān)系的推算

橋梁修建后流量與水位關(guān)系的計(jì)算方法：

(1)根據(jù)2#渣場(chǎng)交通橋斷面圖，計(jì)算洪水達(dá)到一定水位時(shí)流速與流量的關(guān)系。

(2)根據(jù)曼寧公式計(jì)算流速和流量：

式中：v——速度；

k——轉(zhuǎn)換常數(shù)，國(guó)際單位制中值為1；

n——曼寧系數(shù)，根據(jù)河道現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際確定。2#渣場(chǎng)交通橋底部是砂礫石，兩側(cè)墻是混凝土，砂礫石過(guò)流面的曼寧系數(shù)一般為n=0.03～0.035，混凝土過(guò)流面的曼寧系數(shù)一般為n=0.013～0.015，綜合考慮曼寧系數(shù)取值n=0.02；

Rh——水力半徑，是流體截面積與濕周長(zhǎng)的比值，濕周長(zhǎng)指流體與固壁接觸的周長(zhǎng)，不包括與空氣接觸的周長(zhǎng)部分；

S——明渠坡度，根據(jù)實(shí)測(cè)取S=10.67‰。

(3)根據(jù)上式，2#渣場(chǎng)交通橋建成后，水位、流量與流速關(guān)系計(jì)算如表2。

表2 修橋后2#渣場(chǎng)橋址水位流量關(guān)系

2.5 推算結(jié)論

(1)根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，當(dāng)流量q=518.85m3/s時(shí)，對(duì)得鄉(xiāng)公路及2#渣場(chǎng)交通橋段運(yùn)行無(wú)影響；當(dāng)流量達(dá)到10年一遇，即q=634m3/s時(shí)，洪水將到達(dá)得鄉(xiāng)公路并通過(guò)路面和橋面。

(2)根據(jù)2#渣場(chǎng)橋建成前后的計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)比(由于橋建成后阻力系數(shù)減小，流速增大)，2#渣場(chǎng)橋?qū)拥佬泻槟芰Φ挠绊戄^小。

(3)2#渣場(chǎng)橋施工期間，要與防汛部門(mén)密切配合，按照既定的施工方案進(jìn)行施工，及時(shí)拆除和清理施工現(xiàn)場(chǎng)，以利于2#渣場(chǎng)橋順利泄洪定曲河。

3 采取的技術(shù)措施

(1)2#渣場(chǎng)交通橋架設(shè)完畢后，對(duì)橋下游河道疏浚，保證水流平順。

(2)2#渣場(chǎng)交通橋在洪水來(lái)臨之際，項(xiàng)目部安排人員值班，確保交通橋和得鄉(xiāng)公路的人員及車(chē)輛安全。

(3)定曲河汛期發(fā)生10年一遇及其以上洪水時(shí)，2#渣場(chǎng)交通橋會(huì)攔截水面漂浮的樹(shù)枝、木材等雜物，項(xiàng)目部安排人員清除其雜物，減少洪水對(duì)2#渣場(chǎng)交通橋的阻力，保障洪水順利通過(guò)。

(4)如果定曲河發(fā)生10年一遇及以上的洪水，項(xiàng)目施工部應(yīng)立即組織人員和機(jī)械設(shè)備在2#渣場(chǎng)交通橋上游得鄉(xiāng)公路的臨河側(cè)，用編織袋加高，讓得鄉(xiāng)公路的人員及車(chē)輛順利通過(guò)。

(5)如果定曲河發(fā)生10年一遇及以上的洪水，項(xiàng)目施工部應(yīng)在2#渣場(chǎng)交通橋右岸用反鏟挖開(kāi)八字墻，作為明渠泄洪，保障2#渣場(chǎng)交通橋和得鄉(xiāng)公路人員及車(chē)輛安全。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)論證后，渣場(chǎng)交通橋的建造對(duì)河流的防洪沒(méi)有影響。根據(jù)防洪導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)橋梁位置進(jìn)行水文分析計(jì)算，設(shè)計(jì)水位計(jì)算，回水和沖刷分析表明，在設(shè)計(jì)洪水條件下安全可靠。