孔 燦

(新疆阿克蘇水文勘測局，新疆 阿克蘇 843000)

1 工程概況

阿合奇縣虎狼山老橋危橋改造項目位于新疆阿合奇縣托什干河干流，地理坐標：E78°41′30″，N40°59′22″，位于上游沙里桂蘭克水文站以下13.8 km。本項目主線路線起于阿合奇縣色帕巴依鄉(xiāng)，與S306省道平交，跨越托什干河，終點位于庫蘭薩日克鄉(xiāng)，與G219 線平交，路線長度約4 683.423 m。本項目路線K0+235～K1+850段為橫穿托什干河路段，近垂直于河道。其中，在K0+237.48～K0+302.52段和K0+857.48～K1+462.52段設置兩座橋梁，橋梁長度分別為65.04 m和605.04 m，橋梁寬度5.0 m，橋梁凈寬4.0 m，橋梁長度合計670.08 m；在兩座橋梁之間K0+302.52 K0+857.48段為河床、河漫灘路段，本項目設計為填方路段，路基寬度6.5 m為四級路，防洪標準為50 a一遇洪水標準，并在路線上游設置導流壩、護坡等防護措施。

根據(jù)《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國防洪法》、《中華人民共和國河道管理條例》、《河道管理范圍內(nèi)建設項目防洪評價報告編制導則》(試行)等有關法規(guī)，在河道管理范圍內(nèi)建設非防洪項目必須符合國家規(guī)定的防洪標準和其他技術要求，保持河勢穩(wěn)定和行洪安全；應就洪水對建設項目可能產(chǎn)生的影響和建設項目對防洪可能產(chǎn)生的影響做出評價，編制防洪評價報告，提出防御措施。

2 區(qū)域概況

2.1 地形地貌

項目區(qū)位于阿合奇縣色帕巴依鄉(xiāng)與庫蘭薩日克鄉(xiāng)之間的托什干河谷之上，托什干河谷位于闊克薩勒山與喀拉鐵熱克山中間，為一狹長河谷。海拔1 730～3 200 m，在阿合奇縣境內(nèi)全長210 km，面積486 km2。河谷由西向東逐漸開闊，自西部國境線至哈拉奇地段，河谷狹窄，水流湍急，侵蝕強烈，河流兩岸階地不發(fā)育。出山口后坡地變緩，谷地較開闊，河流分支散流。在哈拉布拉克和哈拉奇兩處有兩塊較大的冰磧平原，哈拉奇以下大河兩岸有大小不等的洪積地坎。

2.2 河道近期演變分析

橋位河段位于托什干河中下游段，河流自西向東流，受山體構造的約束，河段平面形態(tài)相對穩(wěn)定。經(jīng)考證和查閱歷史資料，歷史上或近期發(fā)生特大洪水時，河道均未發(fā)生過變遷的情況。經(jīng)2004年、2011年、2013年衛(wèi)星遙感地圖顯示可看出，從沙里桂蘭克水文站至工程場址處河床橫向變化不大，主要變化為河道內(nèi)主流擺動。工程場址處主流由原先位于河道中間，擺動至河道左岸，河床寬度由1.94 km變?yōu)?.63 km，主要原因為主流2003年以后偏左岸，右岸新建300 m寬農(nóng)田。工程場址下游主流又擺動至右岸。故在橋位斷面沖刷河道左岸，工程場址下游開始沖刷河道右岸。工程場址處主流在河床范圍內(nèi)擺動，河道變化相對較穩(wěn)定。

2.3 洪水成因

托什干河河水主要來源于雨雪混合補給，每年可出現(xiàn)兩類洪峰，4-6月淺山積雪融化出現(xiàn)第一類洪峰；7-8月冰川強烈消融遇暴雨混合，出現(xiàn)第二類洪峰，最大洪峰流量1 950 m3/s(發(fā)生在1999年7月30日，由起漲到落平歷時6 d，計144 h，洪水量為1.27億 m3)；9月以后流量驟然減少。洪水期流量占全年總流量約70%。托什干河年最大洪峰流量發(fā)生時間為4-8月，其中5、7、8三個月年最大洪水出現(xiàn)頻次較高，8月份是年最大洪峰流量出現(xiàn)頻次最高的月份，出現(xiàn)頻次為35.4%，與鄰近河流相比，大洪水的年內(nèi)分布集中程度較高。

3 項目建設對行洪影響

3.1 橋址處設計洪水計算

本次以沙里桂蘭克水文站為參證進行設計洪水的計算，設計洪峰計算依據(jù)《水利水電工程設計洪水計算規(guī)范》(SL 44-2006)，洪水系列均值采用算術平均值，統(tǒng)計參數(shù)Cv、Cs釆用矩法初步估算，再釆用P—III曲線適線確定。擬建托什干河大橋位于沙里桂蘭克水文站下游13.8 km處，區(qū)間有小的洪溝匯入，產(chǎn)洪區(qū)面積為187 km2，根據(jù)沙里桂蘭克設計洪峰流量采用洪峰模數(shù)法計算區(qū)間產(chǎn)洪區(qū)設計洪峰流量。推求出橋址斷面五十年一遇設計洪水為2 030 m3/s。

糙率成果借用阿合奇縣城(吾曲)防洪護岸二期工程洪水分析計算(通過評審)，糙率值為0.039 7。水面比降根據(jù)調(diào)查結(jié)果確定大洪水的水面比降為66.4×10-4。根據(jù)已知托什干河工程河段綜合糙率、河段比降、斷面形狀，根據(jù)曼寧公式及謝才公式推求工程斷面水位流量關系，可計算出天然狀況下橋位斷面50 a一遇設計洪水位為1 820.56 m，計算結(jié)果見表1。

表1 橋址處設計洪水位計算成果

3.2 雍水分析

建橋后，河道水流受橋墩及橋臺、路堤壓縮，使橋位及橋前出現(xiàn)壅水水面線，向上游延伸，在橋前一定范圍產(chǎn)生壅水。壅水分析計算按壅水長度及壅水高度兩個方面計算。而在橋梁防洪影響評價壅水分析計算中最重要的作用是梁底高程的復核，涉及的主要指標為雍水高度和與波浪高度。

考慮工程處遭遇50 a一遇洪水時河道整個斷面過水，洪水連成一片，河道漫灘前的導流堤對洪水分流作用有限，河道水流自然找平，因此洪水雍水計算時將一號中橋、二號大橋統(tǒng)一計算雍水高度，也與實際情況相符合。報告采用《公路橋位勘測設計規(guī)范》(JTJ062-91的替代規(guī)范為JTG C30-2002，在條文說明原規(guī)范中的計算公式可以使用)中的壅水公式計算。計算得出橋址處在50 a一遇設計洪水時壅水高度為0.49 m，壅水長度為148 m。

擬建托什干河橋位斷面處浪程D為1 000 m；50 a一遇洪水水位對應的平均水深h為1.67 m，多年平均最大風速為12.0 m/s，最大瞬時風速21.5 m/s(2006年9月15日)。大風日數(shù)的多年平均值為32天，最多風向為西南風?？紤]到工程最不利影響，取12.0 m/s為計算風速。計算得到：橋位斷面的波浪高度為0.29 m。

3.3 橋梁涉河段下弦最低高程復核

根據(jù)《公路工程水文勘測設計規(guī)范》(JTGC30-2015)、《公路橋位勘測設計規(guī)范》(JTJ062-2002)和《鐵路工程水文勘測設計規(guī)范》(TB10017-99)的規(guī)定，橋梁底部高程按照下式Hmin=Hs+∑△h+△hj計算，計算結(jié)果見表2，根據(jù)計算結(jié)果可以看出橋梁下弦設計高程滿足設計洪水行洪要求，并有一定富余值，不會對河道行洪產(chǎn)生影響。

表2 橋梁底部高程復核表

3.4 施工期對河道行洪的影響

施工期施工單位應與當?shù)厮姓鞴懿块T、防汛部門密切配合，制定切實可行的度汛方案，并嚴格按照制定的度汛方案組織施工，接受當?shù)胤姥床块T監(jiān)督。其次要處理好施工棄渣，清理施工現(xiàn)場，恢復施工占地，保持原貌，防止水土流失,以防止棄土和碎塊進入河道影響行洪。河灘內(nèi)盡量少堆放砂、石等建筑材料，施工結(jié)束后及時清除剩余物，施工圍堰及臨時設施要求要徹底拆除，施工棄渣必須清除至河道以外，盡可能恢復河道原貌，以利于洪水暢通宣泄，并由河道主管部門驗收。

4 降低影響擬采用的措施

4.1 降低對河道防洪、行洪、防冰凌影響的措施

工程建成后建議適時巡查，對出現(xiàn)的河道演變趨勢早作預防和處理。為保障工程的安全運行，防止上游主流擺動對工程造成潛在安全影響，應對工程處及上游一定范圍內(nèi)河道進行整治，防止河道主流擺動后工程對行洪產(chǎn)生影響及工程本身的安全。由于本次橋位上游的分水工程是在河道內(nèi)建設，該河的主流擺動比較大，工程建設前做一些模型實驗，進一步論證本工程的可行性，工程完工后定期對河道主流擺動情況進行監(jiān)測，并對可能出現(xiàn)的問題采取必要的措施。當河道主流擺動至河道右岸，或發(fā)生超標準洪水，本工程影響河道正常行洪時，建議將一號中橋，二號大橋之間填方道路開挖或爆破出滿足正常行洪的缺口，以滿足河道正常行洪。對工程建成后可能造成的阻礙行洪情況提前做好應急預案。

工程建成后一定程度的影響了冬季河道冰凌的通行，可在工程前設置破冰設施，既能保證冰凌的順利下瀉，也能減小冰凌對工程的破壞。

4.2 降低對河勢影響的措施

針對本工程建設對河勢造成的影響，建設單位可在工程處及上下游一定范圍內(nèi)對河道兩岸進行整治。對工程分水堤造成的上游淤積及分水后流速增大的問題，淤積問題可在非汛期對淤積處進行清理，對于流速增大造成的河道沖刷問題進行定期觀測、可以根據(jù)實際情況進行整治。

4.3 降低對環(huán)境、水質(zhì)影響的措施

切實做好水土保持工作，防止橋墩建設過程中對水質(zhì)的破壞。加強施工期間的管理，禁止棄土、棄渣進入河道；禁止施工期間生產(chǎn)、生活污水直接向河道排放。橋梁建成之后，市政管理部門及地方行政部門應加強大橋周邊的環(huán)保力度和措施，同時加強橋頭環(huán)境的治理，抓好大橋的清潔工作，以免給周邊環(huán)境造成破壞。

4.4 降低對第三者合法權益的影響

橋梁建設期間，建設單位應與水庫管理、當?shù)厮畡?、防汛、安監(jiān)部門等部門協(xié)調(diào)，減少橋梁施工對其造成的影響。

5 結(jié)語

虎狼山老橋危橋改造項目涉托什干河段橋梁，防御洪水的標準符合國家《防洪標準》對公路橋梁防洪標準的規(guī)定。通過分析計算，橋梁的建設河段內(nèi)50 a一遇的洪水壅水較小，橋梁下弦高程滿足行洪最低高程，且有一定的富裕量。建設工程本身對河道水力要素改變較小，對河道行洪產(chǎn)生的影響也有限，通過提出一系列措施盡量降低建設工程對行洪的影響，可以保障河道行洪及工程本身的安全。