齊甘段主線嫩江大橋河道防護的必要性分析

2016-03-13 14:18:59闕云龍

黑龍江水利科技 2016年11期

闕云龍

(河海大學，南京 210098)

齊甘段主線嫩江大橋河道防護的必要性分析

闕云龍

(河海大學，南京 210098)

興建齊甘段主線嫩江大橋將對本段河道行洪、通航和河道演變造成影響，為此，進行綏滿高速公路齊甘段主線嫩江大橋、綏滿高速公路富拉爾基連接線嫩江大橋整體河工模型試驗研究，試驗成果給出了建橋跨河建筑物對河床演變、通航、行洪及兩岸防洪設施的影響，提出應采取的措施及建議。文章從河道現狀著手，結合定床試驗和動床試驗分析成果，分析論證齊甘段主線嫩江大橋河道清淤、防護的必要性及范圍。

河道防護；必要性；范圍；河道行洪；河道演變

1 工程概況

綏芬河至滿洲里國家高速公路齊齊哈爾至甘南(黑蒙界)段的擴建工程擬在嫩江上修建齊甘段主線橋一座(以下簡稱齊甘段主線嫩江大橋)，該橋位于綏滿公路現有嫩江公路大橋上游4-3km處，接近嫩江干流CS嫩33斷面，設計標準為300a一遇。

興建齊甘段主線嫩江大橋將對本段河道的行洪、通航和河道演變造成影響，為此，進行綏滿高速公路齊甘段主線嫩江大橋、綏滿高速公路富拉爾基連接線嫩江大橋整體河工模型試驗研究，試驗成果給出了建橋跨河建筑物對河床演變、通航、行洪及兩岸防洪設施的影響，提出應采取的措施及建議。并于之后開展定床試驗，定床試驗成果經過專家的討論和評審。根據專家及齊齊哈爾當地政府部門的意見，提出齊甘段主線嫩江大橋橋線B調整II方案，為此開展了B調整II橋線的試驗研究。定床試驗成果認為：需開展動床試驗進行分析研究，并依據實驗成果進行必要的防護設計。

2 工程建設必要性

2.1 河道開挖及防護的必要性

2.1.1 河道現狀

橋位處河道較紊亂，多島嶼和汊流，河段較彎曲，彎曲系數1.1-1.3。主河寬350-700m，汊河寬100-250m。河槽明顯，灘地寬闊，屬復式河槽。河槽呈扁U形，高水位水深6-7m，中水位水深3-5m，枯水位水深1-2m。洪泛線受兩岸堤防的限制，行洪斷面寬9km左右。在明月島前，由于明月島右側小島的存在，水流在此分為三汊，左汊、汊河、右汊。

2.1.2 必要性

齊甘段主線嫩江大橋B調整Ⅱ線方案定床、動床模型試驗成果表明，在滿足行洪要求及通航條件下，當右汊主河道清淤疏浚后，使汊河流程縮短，行洪順暢，分流量增大，緩解了西江橋的過流壓力，且工程投資略低(與其他方案比)。但新開挖的河道較原汊河流程短，河道形狀規則，沿程阻力小，水流順暢，使新開挖的河道處流速增大，在50a一遇洪水(Q=12000m3/s)條件下，新開挖的河道流速在0.56-1.31m/s。從動床模型試驗沖刷情況看，新開河左岸變化不大，右岸受沖刷后退，河道深泓線向明月島方向靠近，河床沖深0.3-0.5m，河底高程為142.5-142.7m，因此新開挖河槽兩側需要進行必要的防護，以穩定河勢，防止其分流比繼續擴大引起河勢的改變。

2.2 明月島圍堤防護的必要性

2.2.1 明月島圍堤現狀

明月島位于嫩江兩地之間的灘地上，由圍堤保護，其防護標準為20a一遇(據《齊齊哈爾市城區防洪應急預案》：“當齊齊哈爾水文站預報水位超過148.14m(防洪標準5%≤P<2%)時：明月島圍堤上、下游的南、北兩側各打開30m寬的泄水口，開口不加防護措施”)。堤頂高程148.0-150.0m，寬約5.0-6.0m，圍堤沒有防護工程?，F場觀察到在明月島圍堤右前端0+960m-1+1250m范圍，由于景觀需要，在迎水側堤頂下147.0m高程左右設寬約2.0-3.0m的平臺，其上有樹和景觀小品等。

2.2.2 防護的必要性

由模型試驗觀測到，因主江的汊流為橫向流，同時受橋墩挑流影響，大洪水時水流頂沖明月島圍堤上游迎水側。在50a一遇洪水時，明月島上游側圍堤處流速最大為1.28m/s。新開河河床的縱向河床下切，嚴重威脅明月島圍堤基礎，在明月島左側島頭處，受水流繞流沖刷，該處河道沖深拓寬，河道彎道處的小島在水流的沖擊下消失，此處應采取防護措施控制河床平面的發展[1]。因此為保護明月島的安全，必須對明月島上游左、右前端圍堤進行防護。

2.3 東江橋河槽左岸岸坡橋位上下游防護的必要性

2.3.1 堤防現狀

橋位左岸大堤(西堤)是齊齊哈爾市主要城防堤，其防洪標準為50a一遇。堤頂高程151.38m，堤頂寬9.0m，迎水坡1∶2.5，有混凝土板防護工程；背水坡1∶3，有約6m寬的馬道。據《松花江流域防洪規劃報告》(2005年3月)的規劃，尼爾基水庫建成后，齊齊哈爾市的防洪設施由以堤防為主轉為以堤防和水庫共用承擔，已將齊齊哈爾市的防洪標準由50a一遇提到100a一遇。

2.3.2 防護的必要性

因大橋的東江橋與左岸大堤(西堤)平交，引橋已將堤防包起來，且橋梁設計部門為了使水流順利進入橋孔，并保護橋頭在水流作用下完好無損，在橋頭已設置實心式梨形堤(橋臺)，故左岸大堤可不防護。但有橋墩落在河槽左岸的岸坡上，建橋后東江橋處，50a一遇洪水(Q=12000m3/s)條件下，流速增加0.03-0.06m/s，為了消除由于建橋而使河道水流流態改變，避免因流速的增加導致河勢變化，進而保護防洪大提的安全，須對東江橋上、下游河槽左岸岸坡進行防護。

2.4 西江橋右岸防洪大堤橋位上下游防護的必要性

2.4.1 堤防現狀

橋位右岸大堤為雅爾塞堤，是齊齊哈爾市郊區堤防，堤防設計標準為20a一遇，經尼爾基水庫調節后，防洪標準已達到50a一遇，現堤防工程基本達標，堤頂高程150.00m，堤頂寬0.8m，邊坡迎、背水坡邊坡均為1:3，堤頂3m以下設6m寬馬道，沒有防護工程。

2.4.2 防護的必要性

大橋的西江橋橋墩落在右岸大堤(雅爾塞堤)的堤腳邊上，距堤防較近，基坑開挖會影響現有堤防的穩定，同時水流經過橋墩時橋墩繞流將產生局部沖刷，危機堤防安全。建橋后西江橋處，50a一遇洪水(Q=12000m3/s)條件下，流速增加0.03-0.08m/s，因此，必須對西江橋上、下游右岸雅爾塞堤迎水坡進行防護。