跨邵伯湖橋梁防洪評價要點(diǎn)探討

蔡敏 翟高勇 李菁 甄峰 沈穎

摘要：防洪評價是水行政主管部門審批涉水工程的主要依據(jù)之一，對確保主體工程和所在地的安全十分重要。為確保跨邵伯湖橋梁防洪評價的合理性，在以往工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了防洪評價范圍及內(nèi)容。結(jié)合橋梁洪評工作實際，從前期規(guī)劃收集、技術(shù)管理規(guī)定要求、對河道泄洪安全影響計算、對堤防安全影響、對邵伯湖水域影響、對第三人合法水事權(quán)益的影響等方面進(jìn)了行分析。基于此，總結(jié)出跨邵伯湖橋梁防洪評價工作中的注意事項，可為今后類似工作提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：防洪評價;泄洪安全;堤防安全;跨河橋梁;邵伯湖

中圖法分類號：TV97

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1006-0081（2020）12-0026-04

1研究背景

邵伯湖位于淮河下游，是淮河行洪入江和南水北調(diào)規(guī)劃的通道，對于流域、區(qū)域防洪排澇和南水北調(diào)意義重大。邵伯湖國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)總面積為4638hm²，其中，核心區(qū)面積為365hm²，實驗區(qū)面積為4273hm²。特別保護(hù)期為全年。主要保護(hù)對象為三角帆蚌，其他保護(hù)對象包括環(huán)棱螺、河蜆、褶紋冠蚌、無齒蚌、麗蚌等淡水貝類。現(xiàn)階段湖區(qū)暫無在建水利建筑物，湖泊管理范圍為背水坡堤腳外50m。管理范圍內(nèi)的工程開工前，應(yīng)與管理部門取得聯(lián)系，工程安排及相應(yīng)的施工場地布置方案均應(yīng)取得管理部門同意。

在跨河橋梁建設(shè)期和運(yùn)行期，均會對河道岸線規(guī)劃、堤防安全、河勢穩(wěn)定、生態(tài)環(huán)境造成一定影響，因此在跨河橋梁工程審批過程中，水行政主管部門要求建設(shè)單位提供相應(yīng)的橋梁工程防洪評價報告。與20世紀(jì)80年代相比，邵伯湖湖區(qū)面積呈下降趨勢，且所處區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對道路交通提出了更多更高要求。為適應(yīng)這一形勢變化，跨邵伯湖橋梁防洪評價需在以往防洪評價的基礎(chǔ)上與時俱進(jìn)地考慮新時代區(qū)域水利和環(huán)境的新要求，使橋梁建設(shè)與水利和環(huán)境的發(fā)展相協(xié)調(diào)，符合協(xié)調(diào)、綠色的發(fā)展理念。

本文以353省道跨邵伯湖橋梁為例，分析跨邵伯湖橋梁防洪評價要點(diǎn)。大橋位于邵伯船閘上游約5.0km，距昭關(guān)閘2.0km，距芒稻閘約18.4km，處于入江水道邵伯湖段CS252～CS253斷面之間。橋梁湖區(qū)段長3313m，跨徑布置為3×35+23×40+（58+3×100+58）+44×40+3×35 （m），上部結(jié)構(gòu)采用35m、40m裝配式部分預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩，肋式臺，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。鉆孔灌注樁為水中鉆孔灌注樁，為保證施工人員、小型機(jī)械設(shè)備及正常的鉆孔施工，根據(jù)勘測現(xiàn)場情況，擬搭建鉆機(jī)工作平臺及埋設(shè)護(hù)筒。上部結(jié)構(gòu)中組合箱梁的制作均采用現(xiàn)場預(yù)制、架橋機(jī)架設(shè)的施工方案。橋梁總工期為26個月，需跨汛期施工，對湖區(qū)行洪有一定影響。

2防洪評價工作內(nèi)容

按照水利部和國家計委水政[1992]7號文發(fā)布的《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目管理的有關(guān)規(guī)定》和《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目防洪評價報告編制導(dǎo)則（試行）》要求，對橋梁線路跨越區(qū)域進(jìn)行調(diào)查，收集流域、區(qū)域防洪及水利工程的相關(guān)資料，分析工程建設(shè)帶來的防洪影響，并論證其可行性，最終形成防洪影響綜合評價。橋梁工程評價內(nèi)容主要包括：①與現(xiàn)有規(guī)劃的關(guān)系與影響分析;②與現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)技術(shù)要求和管理要求的適應(yīng)性分析;③對河道泄洪安全的影響分析;④對防汛搶險的影響分析;⑤對第三人合法水事權(quán)益的分析等。進(jìn)行湖區(qū)橋梁防洪評價時，還需分析對湖泊水域的影響，主要為對占用水面和庫容的分析。

3防洪評價工作要點(diǎn)

3.1與現(xiàn)有規(guī)劃的關(guān)系與影響分析

在防洪評價方面，以往分析涉水工程與上位規(guī)劃關(guān)系時，主要考慮流域、區(qū)域防洪規(guī)劃和河道整治規(guī)劃中涉及橋址處河段的工程，但是現(xiàn)階段由于南水北調(diào)東線二期工程正在加速推進(jìn)，引江規(guī)模為1000m³/s，總體布局為長江至洪澤湖采用運(yùn)西輸水線，邵伯湖為其通道必經(jīng)之處，因此需要分析橋梁建設(shè)運(yùn)行與南水北調(diào)東線二期工程的適應(yīng)性，重視橋梁建設(shè)與周邊生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，詳細(xì)分析橋梁建設(shè)與生態(tài)紅線規(guī)劃、湖泊保護(hù)規(guī)劃、國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)的影響關(guān)系。

大橋采用一級公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為300a一遇。橋梁設(shè)計梁底標(biāo)高均在設(shè)計水位以上，工程實施與《淮河流域防洪規(guī)劃》不矛盾。《江蘇省防洪規(guī)劃》《淮河入江水道整治工程初步設(shè)計報告》中涉及橋址處附近的工程均已完成，橋梁建設(shè)對其影響較小。

截至橋梁防洪評價報告編制階段，南水北調(diào)東線二期運(yùn)西輸水線路仍在進(jìn)行邵伯湖全湖送水和專道送水方案的比選，在進(jìn)行分析評價時，同時考慮了橋梁建設(shè)對全湖方案和專道（貼運(yùn)河西堤布置）方案的影響。全湖和專道抽槽均按照500m³/s考慮，設(shè)計河底高程0m，設(shè)計底寬300m。全湖抽槽口寬約為318m，專道口寬300m，由于全湖抽槽線路尚未確定，擬建橋梁樁長全部按照河底挖至0m考慮。根據(jù)送水通道規(guī)劃斷面及橋梁橋型設(shè)計圖，全湖送水時，橋墩面積占通道面積比為3.97%;專道送水時，橋墩面積占用專道面積比約為4.2%。

為說明工程建設(shè)對周邊生態(tài)環(huán)境的影響，建設(shè)單位編制了《江蘇省揚(yáng)州市353省道建設(shè)對邵伯湖國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)影響專題論證報告》和《353省道揚(yáng)州東段工程環(huán)境影響報告書》，詳細(xì)論述了工程建設(shè)可能造成的影響。經(jīng)專家評審和主管部門批復(fù)，在采取相關(guān)保護(hù)措施的前提下，橋梁建設(shè)不違反湖泊保護(hù)規(guī)劃和生態(tài)紅線區(qū)域保護(hù)規(guī)劃的要求，不會對邵伯湖國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)的結(jié)構(gòu)和功能造成明顯影響。

3.2與現(xiàn)有技術(shù)管理規(guī)定要求的適應(yīng)性分析

在分析擬建工程與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、要求的適應(yīng)性時，需全面考慮國家、省、市和流域、區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，涉水項目審查技術(shù)規(guī)定和其他相關(guān)文件的要求。

特大橋防洪標(biāo)準(zhǔn)為300a一遇，滿足《防洪標(biāo)準(zhǔn)》的要求;擬建大橋防洪設(shè)計時梁底高程已考慮入江水道行洪12000m/s時的水位，滿足橋梁自身的設(shè)防要求。

橋梁、渡槽、管道等跨堤建筑物、構(gòu)筑物，其支墩不應(yīng)布置在堤身設(shè)計斷面以內(nèi)。跨堤建筑物、構(gòu)筑物與堤防之間的凈空高度，應(yīng)滿足交通、防汛搶險、管理維修等方面的要求。擬建大橋與運(yùn)河西堤（邵伯湖東側(cè)堤防）立交，不在堤身設(shè)墩，滿足要求;與湖西堤平交，在迎水側(cè)設(shè)一個橋墩，通過堤防幫寬處理可滿足不在堤身斷面內(nèi)設(shè)墩的要求。

《淮河水利委員會審查洪水影響評價類（非水工程）建設(shè)項目技術(shù)規(guī)定（試行）》和《江蘇省河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目技術(shù)審查規(guī)定（試行）》（以下簡稱“規(guī)定”）中均要求橋梁縱軸線應(yīng)與河道水流方向正交。橋墩沿水流方向軸線宜與水流方向一致，當(dāng)斜交不能避免時，交角不宜大于5°，否則宜斜橋斜做。通過二維模型模擬橋址處上下游流場，調(diào)整橋梁橋墩布設(shè)角度，使橋墩與水流交角滿足要求。

此外，橋梁梁底與運(yùn)河西堤凈空為5.49m，滿足堤頂?shù)缆奋囕v通行要求。

3.3對河道泄洪安全影響分析

橋梁對河道泄洪的影響主要與橋前壅高和沖刷有關(guān)，計算壅高時對比了經(jīng)驗公式法和二維模型模擬結(jié)果，由于二維模擬方法考慮了建橋后上下游一定范圍內(nèi)的流場變化，計算過程較經(jīng)驗公式法更為精細(xì)，同時從偏安全的角度出發(fā)，橋前壅水采用數(shù)模成果，最大壅高為7mm。

沖刷計算時，考慮行洪期間湖區(qū)水草較多，加之上游橋梁、灘地對洪水的阻礙，造成湖區(qū)并非均勻過流，而是集中在中泓區(qū)過流。選取過流斷面為中泓段，根據(jù)二維模型分析成果，中泓區(qū)為湖區(qū)中間約1500m范圍內(nèi)，計算的湖區(qū)一般沖刷為0m，橋下局部沖刷0.7m。綜上，橋梁對河道泄洪安全影響較小。

3.4對堤防安全影響分析

大橋與湖西堤平交，迎水側(cè)堤坡設(shè)有橋墩，會對堤防安全造成一定影響，需要在堤后側(cè)填土幫寬堤防，以保證安全。幫寬要求如下：幫寬以橋樁的外側(cè)邊緣與堤外地面高程的交點(diǎn)為起點(diǎn)，堤頂寬度不小于原堤頂寬度，堤坡按照現(xiàn)狀堤坡考慮。堤防幫寬后，堤防寬度增加，坡度沒有改變，比現(xiàn)狀堤防更穩(wěn)定。

3.5對邵伯湖水域影響分析

除了傳統(tǒng)的壅高、沖刷影響分析之外，此次防洪評價中還考慮了湖泊和橋梁的具體特點(diǎn)，橋梁建設(shè)會占用一定的湖泊庫容和水面，特對此進(jìn)行了分析。根據(jù)橋型設(shè)計圖，在湖區(qū)水域內(nèi)設(shè)置橋墩77座，共計296根樁柱，其中直徑為1.6m的樁柱268根，直徑為1.5m的樁柱16根，寬為2m的樁柱4根，寬為3.5m的樁柱8根，總計占用水面760.3m²。根據(jù)《江蘇省高郵湖邵伯湖保護(hù)規(guī)劃》，邵伯湖死水位為3.80（3.63）m（括號內(nèi)為85高程，下同），相應(yīng)水面積為28.45km²，庫容0.1億m³;正常蓄水位為4.5（4.33）m，相應(yīng)水面積為63.15km²，庫容為0.6億m³;設(shè)計洪水位為8.5（8.33）m，相應(yīng)水面積為139.01km²，庫容為5.4億m³。死水位、正常蓄水位、設(shè)計洪水位下橋梁占用庫容分別為528.4，1099.3m³和4 361.4m³。

對水域影響的補(bǔ)償措施中結(jié)合了橋梁壅高補(bǔ)償方案，開挖土方為40萬m³，能夠彌補(bǔ)橋墩占用庫容和水面的影響。

3.6對第三人合法水事權(quán)益影響分析

對第三人合法水事權(quán)益的影響分析是涉水工程防洪評價報告的重要組成內(nèi)容，由于里運(yùn)河與邵伯湖僅一堤之隔，分析時應(yīng)考慮與二者相關(guān)的第三人，統(tǒng)計見表1。

4防洪評價工作注意事項

（1）前期規(guī)劃資料和河道情況務(wù)必全面、詳實。規(guī)劃資料不能限于防洪規(guī)劃和河道整治規(guī)劃，應(yīng)全面收集河道相關(guān)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和環(huán)境、交通、供水等行業(yè)規(guī)劃及河道相關(guān)專題研究成果。幾個規(guī)劃報告均涉及的工程要求問題，一般以最嚴(yán)格要求為準(zhǔn)。

（2）在防洪評價報告編制過程中涉及河道規(guī)劃，應(yīng)同步了解進(jìn)度，掌握最新資料，對于規(guī)劃未確定的問題，要及時通知橋梁建設(shè)單位和設(shè)計單位。若橋梁建設(shè)時間早于規(guī)劃工程建設(shè)時間，必須確保橋梁設(shè)計方案同時滿足規(guī)劃中比選的方案，以免影響后期規(guī)劃工程實施。

（3）橋梁對湖泊的影響不應(yīng)限于傳統(tǒng)河道防洪評價中的壅高、沖刷、堤防穩(wěn)定，應(yīng)將橋梁對湖區(qū)水面、庫容、湖泊功能等的影響全面納入評價范圍，并提出相應(yīng)的降低影響的預(yù)防措施和補(bǔ)救措施。

（4）橋梁設(shè)計時應(yīng)進(jìn)行多方案比選，結(jié)合經(jīng)驗公式和模型模擬等手段，從橋梁建設(shè)運(yùn)行對湖泊防洪、供水、航運(yùn)等功能及對周邊環(huán)境影響，以及橋梁工程投資額等多角度進(jìn)行綜合分析，最終確定經(jīng)濟(jì)適用的方案。

（5）對擬建工程進(jìn)行防洪評價時，要同時考慮淮河水利委員會的技術(shù)管理要求和江蘇省、揚(yáng)州市的水利工程技術(shù)管理要求。

5防洪評價關(guān)鍵點(diǎn)

邵伯湖跨湖橋梁防洪評價應(yīng)按照《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目防洪評價報告編制導(dǎo)則（試行）》要求，仔細(xì)調(diào)查區(qū)域、流域相關(guān)的水利工程情況及相關(guān)規(guī)劃。由于邵伯湖地理位置特殊，同時處于南水北調(diào)東線和淮河人江水道，需關(guān)注國家、淮河流域、長江流域及江蘇省行業(yè)相關(guān)規(guī)劃，做好前期定線和方案確定。

（1）南水北調(diào)是國家戰(zhàn)略性工程，邵伯湖是其東線二期工程的必經(jīng)之路，湖區(qū)方案尚在比選中，因此所有跨湖橋梁必須與南水北調(diào)東線二期工程做好對接。南水北調(diào)東線二期跨湖方案有中泓區(qū)抽漕和湖區(qū)東側(cè)抽漕兩種，橋梁跨徑和橋樁長度需要同時考慮這兩種方案。

（2）詳細(xì)分析橋梁建設(shè)與現(xiàn)有相關(guān)規(guī)劃的關(guān)系，結(jié)合湖泊具體定位和特點(diǎn)，橋梁建設(shè)是否滿足生態(tài)紅線規(guī)劃是評價要點(diǎn)之一。邵伯湖范圍內(nèi)有國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)、生態(tài)紅線管控區(qū)，所有跨湖橋梁必須滿足水體生態(tài)保護(hù)要求。

（3）橋梁防洪評價要求對第三人合法水事權(quán)益進(jìn)行詳細(xì)分析，邵伯湖作為淮河流域入江水道重要組成，沿線涉水第三人較多，且種類多樣，沿線既有企業(yè)又有較多水利工程，跨湖橋梁必須妥善處理與第三人合法水事權(quán)益關(guān)系。

6防洪評價創(chuàng)新點(diǎn)

（1）防洪評價的主要內(nèi)容之一是沖刷計算，以往多根據(jù)經(jīng)驗公式選擇不同工況進(jìn)行計算，且計算時均認(rèn)為河道均勻過流。353省道跨邵伯湖橋梁工程沖刷計算在傳統(tǒng)均勻過流分析的基礎(chǔ)上，考慮了湖區(qū)非均勻過流的實際情況，即將流量集中在中泓區(qū)，計算橋下最不利情況的沖刷深度。這種考慮方案符合湖泊實際過流情況，由于湖泊灘地上有大量的水生植物，和灘漕之間有高差，實際過流時主流基本集中在中泓區(qū)。

（2）橋梁壅高是橋型方案是否合理的重要評價標(biāo)準(zhǔn)之一，傳統(tǒng)的分析方法是根據(jù)JTJ 062-1991《公路橋位勘測設(shè)計規(guī)范》中的經(jīng)驗公式計算。353省道跨邵伯湖橋梁工程在分析橋梁壅高時，基于經(jīng)驗公式引入了二維模型計算，根據(jù)湖泊具體情況建立了橋梁上下游11.5km范圍內(nèi)的河道模型，從河段尺度研究橋梁在湖區(qū)縱向和橫向的壅高影響，并通過模型給出了不同壅高值的范圍線。

7結(jié)論

本文從工程實際出發(fā)，分析了邵伯湖跨湖橋梁防洪評價的注意事項、關(guān)鍵點(diǎn)，特別指出了南水北調(diào)東線二期工程和湖區(qū)生態(tài)保護(hù)對跨湖橋梁的重要約束，以及湖區(qū)壅高沖刷計算時應(yīng)考慮汛期行洪的具體特點(diǎn)。

（1）橋梁防洪評價時要與流域和區(qū)域水利、防洪、生態(tài)等相關(guān)規(guī)劃充分銜接，還要充分考慮國家、地區(qū)對橋梁所在區(qū)域的重大工程謀劃，提前與之進(jìn)行詳細(xì)溝通對接，確保橋型方案滿足規(guī)劃要求，同時保證橋梁工程自身安全。

（2）進(jìn)行防洪評價時，要充分考慮湖泊具體特點(diǎn)，在滿足一般防洪評價的內(nèi)容基礎(chǔ)上，分析橋梁對湖泊水域的影響。壅高沖刷計算時，結(jié)合湖泊實際過流特點(diǎn)，在經(jīng)驗公式計算的基礎(chǔ)上，利用二維模型模擬湖泊過流情景，詳細(xì)分析不同湖段受到橋梁的影響，以為水行政主管部門決策提供依據(jù)。

（編輯：唐湘茜）