河北工程大学 河北省邯郸市 056000
摘要：为确保跨河桥梁的安全建设，需要对其进行防洪影响评价。本文以邯郸市崔炉跨河大桥工程为研究对象，在对跨河桥梁水位和流量的确定、壅水高度及冲刷深度的计算基础上，建立了符合《中华人民共和国防洪法》要求的评价体系，并对该工程进行防洪影响综合评价，为今后类似工程建设提供很好的借鉴。
关键词：跨河桥梁；壅水高度；冲刷深度；防洪影响评价
0引言
涉水工程建设会改变河道水文、地质情况，对河道水位、河势等有影响，工程设计与建设如不符合流域防洪要求，会对河道防洪安全构成威胁，甚至影响到国民经济发展和人民生命财产安全。随着国内涉水工程增多，全国稳步推进了建设项目的防洪评价工作，工程的防洪影响评价内容逐渐完善，评价结果也更趋合理，为避免洪灾损失起到十分重要的预防作用。本文针对崔炉桥升级改造工程，采用济南百图软件对水位计算，然后进行防洪影响计算，模拟拟建工程的局部水流流态及流速，进而对工程进行防洪评价影响分析和评价。
1 工程概况
本项目为省道S244邢合线磁左公路至武涉交界段，是武安市原有县道刘西线（X206）的一部分，受“7.19”洪水影响，原道路受损严重，该处约10km路面完全冲毁，交通受阻，村民受困。拟建崔炉大桥跨南洺河处原过水路面冲毁断交。灾后公路重建工程结合河北省普通干线公路规划，在原有道路基础上升级改造。规划路线长度为18.857Km（K70+443-K89+300），起于磁左公路（K70+443），途径崔炉村，张新庄村，马家庄，北窑村，南窑村，前龙村，万家庄村，刘家庄村，终于武涉交界（K89+300）。
拟建桥梁为省道S244邢合线磁左公路跨南洺河大桥，桥梁中心桩号K70+868，东北至西南走向，桥梁北端与磁左路连接。桥梁起点桩号K70+684.5，终点桩号K71+051.5，全长367m，桥梁中段跨越南洺河。
2河道基本情况
南洺河发源于武安市管陶乡摩天岭，流经车谷、阳邑、磁山、大洺远，在永和村汇入洺河。河长94.82km，流域面积1215km2，武安市境内流域面积932.1km2，武安市位于北温带半干旱大陆性季风气候区，该区内多年平均降水量为591.1mm，降雨量年际变化较大，最枯年份降水量仅为289.1mm（1986年），最大丰水年（1963年）降雨量为1472mm。河道治理标准为二十年一遇，设计流量为723.6～1904m³/s。
3 防洪影响评价
3.1防洪评价计算
（1）洪水位计算
工程所在河段河道纵、横断面有一定变化，经分析宜采用天然河道水面线方法进行。天然河道水面线推算的主要理论依据是水流能量守恒原理，基本方法是应用河道恒定非均匀流能量守恒方程（即伯诺里能量守恒方程式），逐段推算水位，最终得出整个河段的水面线。
下游起始断面河道水位取下游较为顺直河段的河道横断面采用明渠均匀流公式估算，公式如下：
式中：
A—过水断面面积，m2；
C—谢才系数，
，m1/2/s；
R—水力半径，m；
i—底坡。
确定河道综合糙率取0.03。通过《济南百图水利土石方设计软件》中水面线推求程序计算，得出原设计河道断面及现状情况下20年、100年一遇河道洪水位成果见表3-1。
表3—1南洺河省道S244邢合线桥交叉断面洪水位成果
由上表可知，现状情况由于2016年“7.19”洪水后河道断面冲淤变化较大，交叉断面发生淤积，致使河底淤高，洪水位相应抬高；但鉴于南洺河水毁修复工程设计正在进行，仍基本按原设计河底高程进行规划设计，且将于近期实施，故本次评价洪水位采用淤积前即“7.19”洪水前的洪水位，即20年、100年一遇河道洪水位分别为264.83 m和266.09m。
3.2壅水分析
河道的壅水计算包括壅水高度和壅水长度，根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30—2015）中的有关方法进行计算。壅水计算结果见表4-3。
表3-2壅水计算成果表
3.3冲刷分析
为了研究公路修建后跨越河道的桥梁及河道的防护问题，本次采用常规方法即公路桥梁冲刷经验公式计算了桥梁与河道交叉断面位置处的冲刷深度，冲刷深度包括河道自然演变引起的冲刷、一般冲刷和墩台局部冲刷。
河道自然演变引起的冲刷通过实际调查确定，初步估算河床下切值为0.5m。一般冲刷和局部冲刷采用中华人民共和国行业标准《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30—2015）中推荐的计算公式，包括主槽、滩地的冲刷。
拟建桥址位置处勘探资料表明，河道内地层主要为卵石层，卵石粒径2-25cm不等，一般粒径2-15cm，可见粒径超60cm的漂石，层中充填砾石、中粗砂及少量壤土，卵石含量约70-85%。桥址处卵石的平均粒径为25mm，按非粘性土计算主槽冲刷，计算结果见表3—3。
表3—3南洺河大桥交叉断面主槽冲刷深度表
100年一遇冲刷线高程为256.99m。
4防洪影响综合评价
（1）建设项目对行洪影响评价
大桥修建后，因其跨河桥梁的桥墩挤占河道，造成河道水流状态发生一定的变化，河道行洪面积减少，产生侧向收缩，使桥址以上水位产生壅高。根据计算结果可知，20年、100年一遇洪水壅高值较小，且由于拟建桥梁所在河段河行洪能力较大，20年一遇洪水时洪水没有溢出河道，对河道安全行洪产生的影响较小，100年一遇洪水时洪水位高于左右两堤顶约0.13 m，壅水后交叉断面左右两堤顶漫溢水深约0.25 m，但大部分流量仍集中在河槽内，河道行洪形势没有发生大的变化。
（2）建设项目与水利规划的关系评价
本次大桥跨越南洺河干流，南洺河干流河道已按20年一遇标准治理。南洺河大桥跨越南洺河处河道宽约为186m（含左右堤顶宽度各5m），拟建曹公大街跨南洺河大桥桥长360（12×30）m，完全满足河道治理要求，工程的修建不会对南洺河将来的水毁修复治理产生影响。
（3）其他影响分析
大桥建设后不会对河道两岸防汛抢险和水利工程管理造成不利影响；建桥后20年一遇洪水壅水高度仅0.07m，壅水长度为24.3m，壅水影响范围很小，且壅水范围内没有村庄等设施，不会对交叉断面所在河段附近的村庄、耕地等造成新的淹没。
5结论
通过计算、分析和评价，省道S244邢合线跨南洺河桥梁工程跨河位置较为合理，大桥中心线与河道主流方向交角为90º，满足要求；拟建桥梁位置、布置满足要求。拟建的桥梁设计桥长大于河宽，设计桥梁底高程应不低于本次评价提出的允许最低梁底高程267.638m；桥墩柱埋置深度远大于冲刷深度，满足防洪要求，100年一遇冲刷线高程为256.99 m。跨河桥梁的工程施工应安排在非主汛期进行，建议做施工导流方案；施工围堰、施工机械、材料堆放等汛前进行清理，使施工场地恢复河道原貌，以免对河道行洪造成影响。
论文作者:徐丹
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/20
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