水利工程橋梁建設對于區域城市防洪的影響

婁衛國， 紀軍鋒

(山東省東明縣水務局，山東 菏澤 274500)

0 引 言

在城市規劃過程中，出于城市美化等角度考慮，往往存在著河流從城市中穿過的現象，致使區域城市防洪工作成為城市規劃工作的重點內容。在強化區域城市防洪能力的建設過程中，應當結合城市防洪現狀和城市防洪所面對的問題，不斷提升應急排險水平。因此，水利工程橋梁建設對于區域城市防洪的影響逐漸成為熱點話題。綜合分析某區域城市防洪特點，存在城區危房數量多且城市管網排洪能力弱等特點，為不斷提升城市防洪水平，本文將結合實際案例，對水利工程橋梁建設在區域城市防洪中的影響進行綜合論述。

1 區域城市防洪特點

1.1 城區危房多

據資料統計，某城市的城區內處于嚴重破損狀態的危房占地面積已經超過了315萬m2，其中一些主要區域的危房面積累計就達到220萬m2。一旦出現暴雨等災害導致危房倒塌，將對人們的生命及財產安全帶來極大威脅，是城市防洪安全的重要隱患。

1.2 城市管網排洪能力有待提升

該區域的城市排水管網總長度達2 000 km，雨水、污水合流長度占比在1/3左右，其設計標準幾乎等同于30～50 mm/h降水量的標準[1]。在城市突發暴雨時，由于暴雨所帶來的短時強降雨強度已經完全超過城市排水管網的設計標準，同時，在城市雨水和污水合流段的影響下，城市排水管網對于短時強降雨的雨水排洪能力明顯不足，極易導致地面積水。

另外，城市范圍內市區道路、快速路以及立交橋等城市交通干線形成了較為發達的城市路網，一旦遇到短時強降雨，由于泄洪能力薄弱，低洼路面或立交橋區域很容易形成積水，影響到道路交通的有序性，甚至導致城市交通癱瘓。

2 某區域城市防洪工程概況

2.1 工程概況

某水利工程橋梁建設位于城市中心位置，橫跨某4A級公園。橋梁和河道呈60°斜交布置，橋梁長度為66.5 m，橋梁寬度為14 m，其中包括兩道寬度為2.0 m的人行橫道和寬度為5 m的雙向行車道。橋體的上部為直線形構造，跨境寬度的理論數值為57.6 m，采用單箱雙室段面箱梁，橋面設計高程為1 074 m，橋梁腹板厚度、頂板厚底和底板厚度分別為：45 cm、25 cm和20 cm，橋梁凈空的最低高程值為1 073.55 m。橋梁下部結構為矩形橋墩構造，墩梁固結良好，橋臺形式為U形臺凹。

2.2 暴雨對區域城市造成的影響

暴雨的短時強度較大，對區域城市所帶來的影響，總結如下：

(1) 在暴雨區域多處房屋進水、漏雨嚴重。據資料統計，在平房區漏水的房屋達到4 500余間，其中有5處房屋已經因雨勢過大而倒塌。

(2) 在暴雨影響下，多地區停電。暴雨導致樹木傾斜或倒塌，將供電設施砸壞，有50余處10 kV供電線路被損壞，導致大范圍中斷供電，并發生了一起漏電傷人事故[2]。

(3) 在城市郊區位置短時強降雨量達到70 mm，出現了嚴重的山體滑坡險情。該范圍內400余間房屋出現了明顯的墻體開裂和地基沉降現象。

(4) 區域城市城區范圍內積水嚴重，部分地區出現交通癱瘓問題。其中在城市西部積水最為明顯，積水嚴重路段已超過40處，其中立交橋下積水嚴重存在10處，水位最深已經達到1.70 m。短時強降雨還導致城市道路地面出現了明顯的塌陷問題，嚴重影響車輛及行人的安全。

(5) 據統計，暴雨導致城市人防工程和地下工程進水嚴重，其中存在90余處地下工程進水，地下市場被淹嚴重，地下水深超過1 m，大量車輛被淹。

在雨停后6 h左右，區域城市的積水被清除干凈，大部分交通恢復正常，且恢復了絕大部分斷電問題。

2.3 區域防洪標準

根據《防洪標準》(GB 50201—2014)中對防洪等級、防洪標準的規定，結合案例水利工程橋梁的設計等級和日平均交通過車量以及區域城市防洪等級，將案例工程橋梁的防洪設計標準定為50年一遇[3]。

3 河道行洪影響分析

3.1 工程建設期間

水利工程橋梁施工對行洪的影響主要在河道治理工程建設期間表現明顯，具體影響表現在以下幾方面：

(1) 施工過程中會將施工便道搭設在河道上，會影響到河道的行洪能力，阻礙河道行洪能力的發揮[4]。

(2) 在施工過程中會將施工設備、施工材料等堆放在河道灘地上，會影響到河道行洪，降低河道行洪能力。

(3) 在河道和灘地內進行施工圍堰的填筑施工時，會顯著減少行洪面積，進而對河道行洪能力產生負面影響。

3.2 工程建成后

在項目工程建成后，對50年一遇設計洪水到10年一遇設計洪水對河道行洪的影響進行分析。分析結果表明，該水利橋梁工程建設完成后，占用了一部分河道行洪斷面，雖對區域河道行洪產生一定影響，但影響并不大。

3.3 河勢穩定影響評價

在城市規劃下，對區域河堤進行了生態護坡治理。在生態護坡治理方案中并未對河岸線的形態進行改變，利用生態護坡替代原有的自然岸坡，保證上下游和原有的天然河道能夠完美自然的銜接。在水利工程橋梁建設項目完成后，對局部水流的流態帶來一定的影響[5]。在50年一遇洪水沖刷后，該橋梁橋位處一般沖刷高度為0.95 m，在橋墩局部位置最大沖刷高度達到0.68 m，橋墩位置沖刷深度達到了1.75 m。因此，在水利工程橋梁建設完成后會對河勢穩定產生一定的影響。

3.4 對區域其他設施的影響

案例工程所提及的橋梁工程橫跨城市某河流干流，項目橋梁和下游某大橋的距離為1.0 km，與上游位置某搭橋的距離為0.8 km。通過詳細計算，在發生50年一遇洪水災害時，橋位上游的壅水高度最大能夠達到50 m，相應的橋梁上游壅水長度能夠達到215 m。綜合看來，水利工程橋梁項目建設壅水范圍內并不存在其他水利工程設施[6]。因此，該項目的建設對其他設施基本不產生影響。

3.5 防汛搶險與水上救生影響

案例工程橋梁附近在進行防汛搶險時，通行的道路為現有的濱江道路，案例工程建設和現有的濱江道路實現了有效的接通，對區域城市的交通情況和防汛通行情況均不會產生影響。在水利工程橋梁建設完成后，濱江道路仍然能夠滿足防汛搶險的通行需求。可見，水利工程橋梁建設項目對河道防汛搶險與水上救生不會產生負面影響。

4 洪水對建設項目的影響

4.1 項目防水標準與措施

綜合分析《防洪標準》(GB 50201—2014)規范中有關規定，對防洪等級和防洪標準予以參考。案例工程新建的水利工程橋梁項目的防洪標準設計為50年一遇。結合案例工程設計方案，該水利工程橋梁的凈空的最低高程值為1 073.55 m，設計高度完全滿足設計標準中對設計高度的要求。通過對設計高度進行復核計算，橋梁項目設計凈高同樣滿足規范標準中的防洪設計要求。但在枯水期，施工方案并未完善，應當對枯水期的施工方案予以完善。

4.2 淹沒影響

依據50年一遇設計，在發生洪水時行洪斷面下降了26.5 m，與項目建設前相比，減少了4.75%。對淹沒情況進行分析，雖對行洪斷面產生了影響，但影響并不大。同時，結合項目所在地《城區現狀防洪能力分析評價報告》內容，該河段中，渡口到上游大橋河段長度為925 m；河道50年一遇設計標準洪水水位線范圍為：1 073.00～1 073.15 m；河道30年一遇設計標準洪水水位線范圍為：1 072.60～1 072.85 m。案例工程中橋梁凈空最低高程為1 073.55 m，大于設計標準中所規定的1 073.50 m。

4.3 沖刷與淤積影響評價

由于50年一遇洪水的沖刷深度為0.95 m，在橋墩位置局部的最大沖刷深度和總沖刷深度分別為0.68 m和1.73 m。結合案例工程概況，其橋墩的埋深為12.0 m，明顯大于總沖刷深度的1.73 m。可見，該橋梁工程滿足50年一遇洪水沖刷標準要求。

依據河道上游環境治理和生態環境保護規劃，分析河道治理方案，50年一遇的洪水的沖刷深度通常為0.95 m，在水流的不斷沖刷下，會影響到河道護岸工程的安全性和穩定性。因此，在橋梁工程建設完成后，應對河道護岸進行加固處理。

5 結束語

綜上所述，為了探究水利工程橋梁建設對于區域城市防洪的影響，本文結合實際案例予以分析，結果顯示，水利橋梁工程建設不會影響區域防洪及水利規劃，項目建成后會對河勢穩定性帶來一定影響，但不會影響到防汛搶險與水上救生。從洪水影響角度來看，案例工程防洪設計標準滿足規范標準要求，但項目建設會對河道還的穩定性和安全性產生一定影響，在施工后應加固河道護岸。