河北省水利水电勘测设计研究院 天津 300250
摘要：管道输热工程穿越行洪排涝河道，对河道的行洪排涝会产生影响，对管道穿越处河道断面进行水面线推算、冲刷计算，得出项目建设后河道的水位、水深及冲刷深度，来指导穿越管道的埋设深度情况。
关键词：穿越河道；管顶埋深；设计河底；冲刷深度
1 工程概况
为完善唐山市供热管网工程体系，保证唐山市东南片区居民采暖需求，唐山市东南城区钢铁余热暖民清洁供热项目管道输热工程通过将瑞丰钢铁厂、东华钢铁厂和凯恒钢铁厂的工业余热进行回收用于唐山市东南城区冬季集中供热。该项目对于提高居民生活幸福指数具有重要意义。
唐山市东南城区钢铁余热暖民清洁供热项目丰南段管道输热工程作为整个项目的丰南部分，起点为东华钢铁和瑞丰钢铁，终点为红运河北岸小集镇镇界，涉及丰南区境内的敷设路由为：瑞丰钢厂从厂区北侧引出，沿现状道路向西敷设至厂区西侧道路后穿越红运河，沿红运河河岸北侧向西敷设至小集镇镇界，管径DN900，管线长约 1.769km；管径 DN1200，管长 0.093km。东华钢铁余热管线从东华钢厂 2 号门东侧穿越唐曹公路至东华钢厂停车场，穿越停车场沿北外墙向西至规划道路，沿规划道路向北敷设至范彭线，穿越范彭线沿规划道路向北敷设至红运河北岸，与瑞丰钢厂至唐曹公路输热管线相接，管径 DN900，管线长约 4.193km。
2 河道基本情况
红运河是人工开挖的地下河，河道断面为梯形断面，无滩地和堤防。该河道原设计流量为8m3/s，排水标准相当于10年一遇。本次管道输热工程两次穿河位置处现状岸堤顶高程分别为9.49m、9.5m，河道边坡为土坡、岸顶为土路。根据《堤防工程设计规范》确定红运河为5级堤防，护堤地宽度为堤脚以外10～5m范围内。本次对管线穿河位置处护堤地范围以内工程进行防洪影响评价。
丰南段管道输热工程两次穿越红运河，穿越位置分别位于红运河桩号1+796和桩号4+349（起始桩号为河道起点小康路桥0+000），采用开挖直埋方式施工。
根据地勘报告，本场区标准冻结深度为0.80m，稳定地下水位埋深为7.0m左右，属地下潜水；拟建管道输热工程两次穿越河道位置处管道均位于粉砂层上。
3 设计洪水分析
红运河流域无实测洪水资料，设计洪峰流量适合由暴雨途径进行推算。红运河设计排涝流量分别采用唐山市水文手册沥水分析方法和河北省平原地区中小面积除涝水文手册沥水分析方法推算设计洪水。计算结果见表3-1：
4.2 洪水位分析
本次评价洪水成果采用设计成果，河道断面按照设计断面分析，因设计断面比较规整，上、下断面形态及断面面积接近，河床稳定，可近似采用明渠均匀流计算公式计算起推断面处起推水位，再应用恒定非均匀流公式推算管线穿越处河道水位。管道穿红运河桩号1+796、4+349位置处河道水面线计算成果见下表：
根据以上洪水位成果可知，红运河河道桩号1+796、4+349位置处10年一遇设计水位分别为8.77m、6.57m。
4.3 冲刷分析
水流对河道的冲刷深度计算方法多样，普遍采用的有《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）中推荐的顺坝及平顺护岸冲刷深度计算公式、《铁路桥渡勘测设计规范》（TGJ17-86）中推荐的64-1公式和《公路桥位勘测设计规范》（JTJC30-2002）中推荐的64-1修正公式。
红运河主槽为梯形断面型式，本次冲刷计算采用《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）中推荐的顺坝及平顺护岸冲刷深度计算公式，分析计算冲刷深度影响。拟建管道输热工程两次穿越河道位置处管道均位于第②层粉砂层上。该层土呈黄色，中密，湿，矿物成分以石英、长石为主，重力密度为17.5kN/m3，内摩擦角φ为20°，中值粒径取0.25mm。
根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）中推荐的顺坝及平顺护岸冲刷深度计算公式，对10年一遇设计洪水情况下，项目建设后桩号1+796断面和4+349断面进行冲刷计算，计算结果见表4-3。
根据《河北省河道管理范围内建设项目防洪评价技术审查规定（试行）》的规定，当采用开挖方式穿越河道时，管道在河道主槽范围内的管顶埋深应不小于冲刷线以下1.5m。河道10年一遇防洪标准对应的冲刷深度分别为0.61m和0.3m，设计管顶埋深为河底以下2.5m，故河道冲刷对管道没有影响，满足规定要求。
4 结语
本次对唐山市东南城区钢铁余热暖民清洁供热项目丰南段管道输热工程穿越红运河处的设计洪水位、冲刷影响、管线允许埋深等进行了验算，从防洪、排涝安全角度对管道的布置等进行了分析，该管线工程布设符合《河北省河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制技术大纲》的要求及相关技术、规范要求
参考文献：
[1] 《河北省河道管理范围内建设项目防洪评价技术审查规定（试行）》（冀水建管［2016］132号）；
[2] 《防洪标准》（GB50201-2014）；
[3] 《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）；
[4]《唐山市东南城区钢铁余热暖民清洁供热项目丰南段管道输热工程项目申请报告（修改版）》（唐山市规划建筑设计研究院，2018年8月）；
[5]《丰南市水利工程技术资料（支流河渠）》（丰南市水利局，2001年3月）。
论文作者:檀亚辉
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/22
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