齊甘段主線(xiàn)嫩江大橋河道防護(hù)的必要性分析

闕云龍

(河海大學(xué)，南京 210098)

齊甘段主線(xiàn)嫩江大橋河道防護(hù)的必要性分析

闕云龍

(河海大學(xué)，南京 210098)

興建齊甘段主線(xiàn)嫩江大橋?qū)?duì)本段河道行洪、通航和河道演變?cè)斐捎绊懀瑸榇耍M(jìn)行綏滿(mǎn)高速公路齊甘段主線(xiàn)嫩江大橋、綏滿(mǎn)高速公路富拉爾基連接線(xiàn)嫩江大橋整體河工模型試驗(yàn)研究，試驗(yàn)成果給出了建橋跨河建筑物對(duì)河床演變、通航、行洪及兩岸防洪設(shè)施的影響，提出應(yīng)采取的措施及建議。文章從河道現(xiàn)狀著手，結(jié)合定床試驗(yàn)和動(dòng)床試驗(yàn)分析成果，分析論證齊甘段主線(xiàn)嫩江大橋河道清淤、防護(hù)的必要性及范圍。

河道防護(hù)；必要性；范圍；河道行洪；河道演變

1 工程概況

綏芬河至滿(mǎn)洲里國(guó)家高速公路齊齊哈爾至甘南(黑蒙界)段的擴(kuò)建工程擬在嫩江上修建齊甘段主線(xiàn)橋一座(以下簡(jiǎn)稱(chēng)齊甘段主線(xiàn)嫩江大橋)，該橋位于綏滿(mǎn)公路現(xiàn)有嫩江公路大橋上游4-3km處，接近嫩江干流CS嫩33斷面，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為300a一遇。

興建齊甘段主線(xiàn)嫩江大橋?qū)?duì)本段河道的行洪、通航和河道演變?cè)斐捎绊懀瑸榇耍M(jìn)行綏滿(mǎn)高速公路齊甘段主線(xiàn)嫩江大橋、綏滿(mǎn)高速公路富拉爾基連接線(xiàn)嫩江大橋整體河工模型試驗(yàn)研究，試驗(yàn)成果給出了建橋跨河建筑物對(duì)河床演變、通航、行洪及兩岸防洪設(shè)施的影響，提出應(yīng)采取的措施及建議。并于之后開(kāi)展定床試驗(yàn)，定床試驗(yàn)成果經(jīng)過(guò)專(zhuān)家的討論和評(píng)審。根據(jù)專(zhuān)家及齊齊哈爾當(dāng)?shù)卣块T(mén)的意見(jiàn)，提出齊甘段主線(xiàn)嫩江大橋橋線(xiàn)B調(diào)整II方案，為此開(kāi)展了B調(diào)整II橋線(xiàn)的試驗(yàn)研究。定床試驗(yàn)成果認(rèn)為：需開(kāi)展動(dòng)床試驗(yàn)進(jìn)行分析研究，并依據(jù)實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)行必要的防護(hù)設(shè)計(jì)。

2 工程建設(shè)必要性

2.1 河道開(kāi)挖及防護(hù)的必要性

2.1.1 河道現(xiàn)狀

橋位處河道較紊亂，多島嶼和汊流，河段較彎曲，彎曲系數(shù)1.1-1.3。主河寬350-700m，汊河寬100-250m。河槽明顯，灘地寬闊，屬?gòu)?fù)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(xiàn)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(cè)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(xiàn)嫩江大橋B調(diào)整Ⅱ線(xiàn)方案定床、動(dòng)床模型試驗(yàn)成果表明，在滿(mǎn)足行洪要求及通航條件下，當(dāng)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(guò)流壓力，且工程投資略低(與其他方案比)。但新開(kāi)挖的河道較原汊河流程短，河道形狀規(guī)則，沿程阻力小，水流順暢，使新開(kāi)挖的河道處流速增大，在50a一遇洪水(Q=12000m3/s)條件下，新開(kāi)挖的河道流速在0.56-1.31m/s。從動(dòng)床模型試驗(yàn)沖刷情況看，新開(kāi)河左岸變化不大，右岸受沖刷后退，河道深泓線(xiàn)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(kāi)挖河槽兩側(cè)需要進(jìn)行必要的防護(hù)，以穩(wěn)定河勢(shì)，防止其分流比繼續(xù)擴(kuò)大引起河勢(shì)的改變。

2.2 明月島圍堤防護(hù)的必要性

2.2.1 明月島圍堤現(xiàn)狀

明月島位于嫩江兩地之間的灘地上，由圍堤保護(hù)，其防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)為20a一遇(據(jù)《齊齊哈爾市城區(qū)防洪應(yīng)急預(yù)案》：“當(dāng)齊齊哈爾水文站預(yù)報(bào)水位超過(guò)148.14m(防洪標(biāo)準(zhǔn)5%≤P<2%)時(shí)：明月島圍堤上、下游的南、北兩側(cè)各打開(kāi)30m寬的泄水口，開(kāi)口不加防護(hù)措施”)。堤頂高程148.0-150.0m，寬約5.0-6.0m，圍堤沒(méi)有防護(hù)工程。現(xiàn)場(chǎng)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(cè)堤頂下147.0m高程左右設(shè)寬約2.0-3.0m的平臺(tái)，其上有樹(shù)和景觀小品等。

2.2.2 防護(hù)的必要性

由模型試驗(yàn)觀測(cè)到，因主江的汊流為橫向流，同時(shí)受橋墩挑流影響，大洪水時(shí)水流頂沖明月島圍堤上游迎水側(cè)。在50a一遇洪水時(shí)，明月島上游側(cè)圍堤處流速最大為1.28m/s。新開(kāi)河河床的縱向河床下切，嚴(yán)重威脅明月島圍堤基礎(chǔ)，在明月島左側(cè)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(yīng)采取防護(hù)措施控制河床平面的發(fā)展[1]。因此為保護(hù)明月島的安全，必須對(duì)明月島上游左、右前端圍堤進(jìn)行防護(hù)。

2.3 東江橋河槽左岸岸坡橋位上下游防護(hù)的必要性

2.3.1 堤防現(xiàn)狀

橋位左岸大堤(西堤)是齊齊哈爾市主要城防堤，其防洪標(biāo)準(zhǔn)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(hù)工程；背水坡1∶3，有約6m寬的馬道。據(jù)《松花江流域防洪規(guī)劃報(bào)告》(2005年3月)的規(guī)劃，尼爾基水庫(kù)建成后，齊齊哈爾市的防洪設(shè)施由以堤防為主轉(zhuǎn)為以堤防和水庫(kù)共用承擔(dān)，已將齊齊哈爾市的防洪標(biāo)準(zhǔn)由50a一遇提到100a一遇。

2.3.2 防護(hù)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(lái)，且橋梁設(shè)計(jì)部門(mén)為了使水流順利進(jìn)入橋孔，并保護(hù)橋頭在水流作用下完好無(wú)損，在橋頭已設(shè)置實(shí)心式梨形堤(橋臺(tái))，故左岸大堤可不防護(hù)。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(tài)改變，避免因流速的增加導(dǎo)致河勢(shì)變化，進(jìn)而保護(hù)防洪大提的安全，須對(duì)東江橋上、下游河槽左岸岸坡進(jìn)行防護(hù)。

2.4 西江橋右岸防洪大堤橋位上下游防護(hù)的必要性

2.4.1 堤防現(xiàn)狀

橋位右岸大堤為雅爾塞堤，是齊齊哈爾市郊區(qū)堤防，堤防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為20a一遇，經(jīng)尼爾基水庫(kù)調(diào)節(jié)后，防洪標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)到50a一遇，現(xiàn)堤防工程基本達(dá)標(biāo)，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(shè)6m寬?cǎi)R道，沒(méi)有防護(hù)工程。

2.4.2 防護(hù)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(kāi)挖會(huì)影響現(xiàn)有堤防的穩(wěn)定，同時(shí)水流經(jīng)過(guò)橋墩時(shí)橋墩繞流將產(chǎn)生局部沖刷，危機(jī)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(duì)西江橋上、下游右岸雅爾塞堤迎水坡進(jìn)行防護(hù)。

3 結(jié) 論

齊甘段主線(xiàn)嫩江大橋改河防護(hù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有四個(gè)部分：即河道清淤疏浚開(kāi)挖及岸坡防護(hù)、明月島圍堤防護(hù)、橋位處東江橋河槽左岸岸坡防護(hù)、西江橋右岸大堤防護(hù)[2]。

1)河道開(kāi)挖及岸坡防護(hù)：針對(duì)B調(diào)整II線(xiàn)大橋方案布置，在明月島前清淤疏浚，同時(shí)封堵穿越橋位處的原汊河河道，并對(duì)新開(kāi)挖的河道兩岸進(jìn)行防護(hù)。

2)明月島圍堤防護(hù)：在大橋下游、受水流頂沖的明月島圍堤上游左右兩側(cè)堤腳及堤坡進(jìn)行防護(hù)。

3)東江橋河槽左岸岸坡橋位上下游防護(hù)：為防止因受橋墩擾動(dòng)使水流沖擊岸坡而威脅大堤的安全，對(duì)其上下游100m范圍進(jìn)行防護(hù)。

4)西江橋右岸防洪大堤橋位上下游防護(hù)：水流經(jīng)過(guò)橋墩時(shí)繞流江產(chǎn)生局部沖刷，危機(jī)堤防安全。對(duì)右岸大堤(雅爾塞堤)上、下游100m范圍迎水坡進(jìn)行防護(hù)。

[1]張曉松,童嘩,車(chē)金玲,等.泰州引江河二期工程河道防護(hù)的必要性分析[J].江蘇水利,2015(Z)：20-25.

[2]李貴勤.烏蘇里江、松阿察河國(guó)土防護(hù)工程建設(shè)的必要性分析[J].2011(03)：263.

1007-7596(2016)11-0153-02

2016-10-14

闕去龍(1995-)，男，黑龍江哈爾濱人，本科在讀，研究方向港口船道與海岸工程。

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