陳龍飛 李建創(chuàng) 文建聰

1.三亞市大隆水利工程管理局 海南 三亞 572000

2.海南省地質(zhì)調(diào)查院 海南 ?？?570206

因?yàn)榻?jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展提出的需求,河道管理范圍正在逐步增加建設(shè)的項(xiàng)目。為了對(duì)河道行洪安全給予保障,依照相關(guān)部門(mén)編制的法規(guī),河道管理范圍當(dāng)中,對(duì)于各建設(shè)項(xiàng)目的開(kāi)展,需要實(shí)施防洪影響評(píng)價(jià)。因此,本文結(jié)合實(shí)際案例,詳細(xì)分析了公路路橋工程穿越河流防洪影響計(jì)算內(nèi)容以及具體的評(píng)價(jià)方法。

1 工程概況

某高速公路工程,將某村莊和某河流進(jìn)行連接,需要修建大橋。針對(duì)橋梁的設(shè)計(jì),荷載為公路-I級(jí)。擬建的大橋,單孔跨徑35m、跨徑總長(zhǎng)601m,梁底高程設(shè)計(jì)數(shù)值為50.082m,與河道交角處有98°。擬建大橋四周屬于典型的復(fù)式河道斷面,兩岸建造的堤防以及河岸非常明顯,河道也比較順直。工程河段河寬約550m,水深約3.9m。設(shè)計(jì)邊坡1：2。

2 防洪評(píng)價(jià)計(jì)算

2.1 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-2014)、《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2015)以及《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGC30-2015)的相關(guān)規(guī)定,橋梁所在河段周邊為鄉(xiāng)村防護(hù)區(qū),設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇,設(shè)計(jì)洪峰流量為12300m3/s設(shè)計(jì),橋梁屬于二級(jí)公路上的大橋,設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為百年一遇,設(shè)計(jì)洪峰流量為24800m3/s。本文將按照10年一遇河段防洪標(biāo)準(zhǔn)以及100年一遇橋梁防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防洪影響評(píng)價(jià)工作[1]。

2.2 計(jì)算設(shè)計(jì)的洪水位

對(duì)該河道的行洪條件分析之后,從整體角度來(lái)說(shuō),與恒定非均勻流方法相符,能夠符合其基本要求。水利計(jì)算的方法為天然河道推求水面線,過(guò)程中對(duì)河道測(cè)量圖進(jìn)行詳細(xì)分析,并利用逐斷面試算的方法。首先選定橋址下游約3km處的某水文站實(shí)測(cè)斷面為下游起算斷面,然后根據(jù)該斷面實(shí)測(cè)水位流量關(guān)系曲線及上述洪水計(jì)算成果推算出斷面各頻率相應(yīng)起算水位,結(jié)合水文資料以及提供的河槽類(lèi)型資料等,選用河槽糙率0.03的數(shù)值,灘地糙率0.04的數(shù)值,逐段面推算得到上游大橋斷面的設(shè)計(jì)洪水位。

最后計(jì)算出10年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為12300m3/s,橋址處相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水位為28.09m；100年一遇的行洪流量數(shù)值為24800m3/s,橋址處相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水位為34.43m。

2.3 計(jì)算壅水

計(jì)算壅水的依據(jù)便是建橋之前和建橋之后,河道過(guò)水?dāng)嗝娈a(chǎn)生的面積變化,推算出建橋前后橋梁斷面洪水位變化情況。最后計(jì)算出當(dāng)遭遇10年一遇設(shè)計(jì)洪水時(shí),橋梁建成后產(chǎn)生的壅水高度為0.095m,壅長(zhǎng)136m；當(dāng)遭遇100年一遇設(shè)計(jì)洪水時(shí),橋梁建成后產(chǎn)生的壅水高度為0.096m,壅長(zhǎng)137m。

2.4 計(jì)算沖刷

在河床全斷面當(dāng)中,因?yàn)樗鲿?huì)發(fā)生沖刷效果,所以對(duì)于沖刷深度要開(kāi)展相應(yīng)的計(jì)算,結(jié)合具體的沖刷公式,依照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘察結(jié)果發(fā)現(xiàn),該河道屬于典型的沙壤土河床,以此對(duì)沖刷深度進(jìn)行計(jì)算。最終的結(jié)果為當(dāng)遭遇10年一遇設(shè)計(jì)洪水時(shí),其建橋之前的具體流速為2.81m/s,建橋之后的流速有所增加,提升至2.87m/s,河流有0.06m/s的流速增加,一般沖刷深度數(shù)值為3.0m；當(dāng)遭遇100年一遇設(shè)計(jì)洪水時(shí),其建橋之前的具體流速為3.22m/s,建橋之后的流速有所增加,提升至3.30m/s,河流有0.08m/s的流速增加,一般沖刷深度數(shù)值為3.8m[2]。

3 防洪影響評(píng)價(jià)

3.1 布設(shè)橋梁

根據(jù)交通部門(mén)給出的線路圖以及橋型圖,該橋與河流水流方向有98°的夾角。其中,橋墩應(yīng)用平行于水流方向的方法進(jìn)行布置,對(duì)行洪產(chǎn)生的影響范圍會(huì)有所縮減,進(jìn)而使建成橋梁之后,不會(huì)對(duì)整體流勢(shì)力產(chǎn)生嚴(yán)重影響。此外,大橋的長(zhǎng)度滿足河道行洪要求。

3.2 橋梁梁底高程評(píng)價(jià)

根據(jù)給出的路線圖以及橋型圖,該大橋的梁底高程數(shù)值為50.082m,最低梁底允許高程為50.02m,所以橋底高程滿足河道行洪要求。

3.3 河道流勢(shì)影響評(píng)價(jià)

橫斷面的流速受到斷面形狀、糙率、水位、水深等因素的影響,橋墩所在河段河道平面型態(tài)為V型,最大流速在河流深泓線處。橋梁建設(shè)后,橋墩阻水,流速會(huì)產(chǎn)生的一定的變化,流速變化局限于橋址斷面上下游100m范圍?？傮w來(lái)看,流速變化幅度較小,流速變化不會(huì)造成河道沖刷或者淤積。由于流速在斷面的分布隨水深的增加而增大,因此深泓線處流速變化較大,而兩岸岸坡處由于流速較小,影響不明顯。橋梁建成后,由于流速變化在橋墩處所產(chǎn)生的漩渦,增加了水流的紊動(dòng)程度,因此建橋后主要是影響橋墩附近局部沖刷[3]。

4 公路橋工程穿越河流防洪建議分析

4.1 橋墩局部沖刷計(jì)算研究表明,各橋墩局部有所沖刷,在施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)橋墩的防護(hù)。

4.2 橋梁左側(cè)現(xiàn)狀有一條低干渠和供水取水井,建議橋梁施工時(shí)采取一定的防護(hù)措施保護(hù)低干渠和取水井工程,防止施工產(chǎn)生破壞。

4.3 建議施工期加強(qiáng)對(duì)河道的觀測(cè),出現(xiàn)險(xiǎn)情及時(shí)采取措施。

4.4 建設(shè)單位應(yīng)按有關(guān)規(guī)定辦理涉水施工手續(xù),涉水事宜應(yīng)及時(shí)同當(dāng)?shù)厮姓鞴懿块T(mén)聯(lián)系協(xié)調(diào)。公路建設(shè)和施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和防洪評(píng)價(jià)要求進(jìn)行施工,對(duì)跨河跨堤等工程,竣工時(shí)應(yīng)有水行政主管部門(mén)參加驗(yàn)收。

4.5 施工單位要制定詳細(xì)、可行的施工組織計(jì)劃,合理安排施工計(jì)劃,做好統(tǒng)籌安排,保質(zhì)保量按期完成工程。

5 結(jié)語(yǔ)

總之,高速公路屬于非常關(guān)鍵的交通,能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì),聯(lián)通各個(gè)區(qū)域。為了將高速公路帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的價(jià)值作用全面發(fā)揮出來(lái),在公路沿線,會(huì)對(duì)很多條連接線進(jìn)行布置。其中,本文的某高速引線將某村莊和某河流進(jìn)行連接,需要修建大橋。擬建大橋四周屬于典型的復(fù)式河道斷面,為了對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定性、行洪安全性等給予保障,要開(kāi)展系統(tǒng)的防洪影響評(píng)價(jià)。通過(guò)評(píng)價(jià)分析,大橋的建設(shè)對(duì)于村莊安全不會(huì)有影響。