摘 要:文章主要通過對邯鄲市西三公路的改建工程中有關橋梁建設的部分進行了針對性的探討,并就其防洪評價做出了詳細的論述。希望通過文章內容能夠在邯鄲市的防洪工作中有著一定的作用。
關鍵詞:公路橋梁建設;防洪;意義
1 基本情況
1.1 建設項目概況
西三公路(永年段)改建工程為二級公路,公路路線起自沙河界,自北向南經通頭、小油村村西,李溝村東,至永合會,接永焦線,長14km,其中在樁號K2+300~K2+650間跨越 河主槽,擬修建跨徑為2-15m的漫水橋一座,橋兩側修建漫水路面,路基寬12m,路面寬9m。橋梁與 河斜交,交角為115°。
本項目實施后,將連接永峰線與永焦線,向北與沙河市對接,成為永年縣西部縱貫南北的交通通道,對于進一步完善路網結構,改善永年西部經濟欠發達地區交通條件,加強西部地區南北經濟文化交流,促進沿線經濟發展具有重要意義。
1.2 地形地貌
項目所在的 河流域下游為太行山前傾斜平原地貌,地形平坦開闊。東 陽緩洪區段河床及漫灘寬約110m~2500m,河床多分布中細砂,漫灘為砂壤土。左岸以黃土狀壤土為主,局部夾砂性土透鏡體。右岸以壤土為主,大面積分布的中砂具中等滲透性。
1.3 現有水利工程及其它工程設施情況
河上游建有車谷、青塔、口上、四里巖、大 遠等5座中型水庫,總庫容12721萬m3,沙 、八一、寺峪溝、七一、青年、黃土巖、西營井等32座小型水庫,總庫容3577.7萬m3。建設項目下游建有臨
關水文站。
1.4 水利規劃
河是滏陽河中游洼地上游主要的一個流域,其治理直接影響到中游全面治理。水利部河北水利水電勘測設計研究院按省水利廳安排,在已有規劃設計工作的基礎上編制了《 河流域防洪規劃報告》(2001年9月)和《 河中游緩洪工程可行性研究報告》(2002年1月)。該方案主要工程措施是在 河中游河道開闊段建東 陽、龍泉、大講武三個緩洪區,緩洪區以防洪為主,兼顧農業灌溉。近期選建東 陽、龍泉兩個緩洪區工程,遇5年一遇洪水可以保證下游河道的安全;按照遠景規劃,中庫群建成之后,通過調整水庫的運用方式,再建大講武緩洪區工程,可以抵御10~20年一遇的中小洪水。
2 防洪影響分析
西三公路(永年段)穿越 河工程的修建可能對沿線的防洪安全產生影響。該地段屬于 河流域中游,河道防洪標準較低。現狀情況下防洪標準不足5年一遇,當遇洪水時河道即四處漫溢。
西三公路(永年段)穿越 河工程跨主槽部分修建一座2-15m漫水橋,兩側設過水路面,總長350m,與河道成115°斜交,不滿足《河北省河道管理范圍內建設項目防洪評價報告編制技術大綱》中“跨河建筑物中心線與河道應盡量正交,確實難以做到時,與主要行洪河道交角應在75-105°之間,與一般河道交角原則上在70-110°之間。”的要求。從實測1:5000地形圖上以及實地情況可知該河段河面寬約為877m,建議將過水路面延長為整個河道斷面。
3 擬建公路與河道交叉斷面過流能力復核
3.1 擬建漫水橋橋下過流能力復核
該工程修建后,由于橋墩和路基擠占河道,將造成河道水流狀態發生一定的變化,河道行洪面積減少,產生側向收縮,使橋位上游水位壅高,橋位處水面跌落而形成淹沒出流,符合無坎寬頂堰的過流情況,故按寬頂堰方法推求橋位斷面處的橋下橋孔過水能力。下游河道斷面因缺乏實測水位~流量關系,起推水位采用最大橋下水深計算。
3.2 擬建公路交叉斷面過流能力復核
擬建公路穿越 河河道全斷面長度約877m,與河道成115°斜交。交叉斷面河道寬859m,河底平均高程67.19m,縱坡約1‰,左、右岸高程均在72m以上。現狀斷面過流能力按曼寧公式估算,擬建公路后斷面過流按寬頂堰公式計算。
3.3 沖淤及行洪形勢影響分析
為了研究公路修建后跨越河道的橋梁及河道的防護問題,本次計算橋梁與河道交叉斷面位置處的沖刷深度,沖刷深度包括河道自然演變引起的沖刷、一般沖刷和墩臺局部沖刷。
由于建設項目處尚無必要的河床顆粒分析資料,僅參考《 河中游緩洪區工程可行性研究報告》中的地質分析河床主要為中細砂,估算粒徑從而估算出橋下一般沖刷深度為2.8m;墩臺局部沖刷為0.92m。建議在下一步的設計中應復核沖刷深度的計算,并對漫水路基進行適當的防護,使漫水橋墩柱滿足抗沖要求。
3.4 行洪形勢影響分析
工程修建以后,穿 河部分會對河道過水斷面產生一定的壓縮,過水路面修建處使現狀河床抬高,影響河道正常行洪,尤其是在低標準洪水通過時影響更為明顯,河道行洪時對公路路基也有一定的影響。鑒于這種情況,建議過水路面高程不高于現狀河床高程0.5m,由于現狀河床為不規則斷面,為了交通的方便以及路面的順暢,個別地點可以平整河床。
3.5 主要橋梁建橋方案論證
由于該工程中所建橋屬于漫水橋橋下過流只考慮滿足非汛期時基流通過,因此梁底高程確定時橋下流量按6.5m3/s計算。橋下壅水高度一般可取最大壅水高度的一半。當河床堅實不易沖刷時,可采用橋前最大壅水高度;當河床松軟易于沖刷時,橋下壅水高度可以不計。鑒于擬建橋梁橋下河床土質以中細沙為主,壅水高度忽略不計。
4 建設項目防洪安全分析
本次評價對象為西三公路(永年段)穿越 河工程,漫水橋及兩側過水路面應滿足河道過流要求。
本項目擬建漫水路面高程高于現狀河床1.08-4.09m,河底平均抬高2.37m,路面高程較高,嚴重影響河道的安全泄洪,且明顯影響自身防洪安全。
5 防洪影響評價
西三公路(永年段)穿越 河工程修建后,因其跨河橋梁的橋墩和路基擠占河道,造成河道水流狀態發生一定的變化,河道行洪面積減少,產生側向收縮,使橋址以上水位產生壅高。由于規劃緩洪區情況下遇5年一遇緩洪區即已啟用,水位較高,路面和橋面均已過水,而本工程為漫水橋和漫水路面,且擬建公路穿越 河工程按照本次評價要求控制兩側漫水路面高程,對河道行洪斷面和緩洪區容積擠占很小,兩側岸頂高程均在72m以上,因此不會明顯影響河道行洪,對緩洪區正常運用影響較小。
6 建設項目防洪安全評價
由于本項目漫水路面高于河床底高程,其中最小高差達到1.08m,嚴重阻礙河道行洪的安全,建議降低路面高程,使其不高于現狀河床0.5m。建議同組墩臺順水流方向布置,以保證河道行洪的安全。
7 防治與補救措施
在現狀情況下上游來水形勢兇猛,流速較大,對過水路面路基及漫水橋造成的沖刷較大,所以西三公路(永年段)穿越 河工程設計及建設應在不影響河道正常行洪的前提下,進一步復核橋下沖刷深度,做好路基及漫水橋的防護措施,使路基及漫水橋滿足抗沖要求。
在規劃情況下雖然流速較現狀減小,但是對過水路面路基及漫水橋造成的沖刷依然較大,同樣應做好防護措施。
另擬建公路與 河兩岸堤(岸)頂的銜接,為盡量減少對河道斷面的擠占并保證公路堤岸內外側的平順連接,建議搭接處公路應少填多挖,盡量向堤岸外側的河岸開挖,但應保證開挖后路面兩側的岸坡穩定,因此應進行必要的護砌。