殷卫国 陈 婷 刘 辉
浅谈桥梁工程防洪评价过程中需注意的几个问题
殷卫国 陈 婷 刘 辉
随着经济社会的快速发展,河道管理范围内的建设项目越来越多。依据国家计委、水利部《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》(水政〔1992〕7号),对于河道管理范围内建设项目,应进行防洪评价,编制防洪评价报告。编制防洪评价报告的主要编制依据为水利部制定的《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则(试行)》。由于河道管理范围内建设项目类型较多,根据防洪评价编制导则,对不同类型的建设项目,评价的侧重点也有所不同。在桥梁工程的防洪评价报告中,对河道行洪、堤防稳定及防汛交通影响较大的主要是桥梁墩台的布置及施工安排等。因此,需结合实际情况,对桥梁工程建设中存在的问题进行分析,提出合理建议和对策,使桥梁工程符合河道防洪要求。
桥墩布置对河道的影响表现为桥墩处的河床冲刷和水位壅高。由于桥梁的建设,桥墩占用了河道部分过水断面,使河道同水位下的有效过水面积减小,同时改变了桥墩处水流的正常流态。影响河道冲刷和壅水程度的因素有河道流量、流速、河床土质、桥墩尺寸。桥梁建设对河道的影响主要表现在河道内桥墩数目和桥墩的倾斜角度。为减小桥墩对河道的影响,部分设计规范或规定中对跨河建筑物设计都有相应的要求,如根据《安徽省河道及水工程管理范围内建设项目管理办法(试行)》,跨河建筑物应尽可能在河道中少设或不设墩柱,占用的河道行洪断面应有补偿措施。通常采用的补偿措施有扩挖河道或者切滩。根据《内河通航标准》(GB50139-2004)第 5.2.1条,水上过河建筑物轴线的法线方向与水流方向的夹角不宜大于5°。因此,防洪评价时,在满足经济、安全、美观的前提下,应尽可能要求桥梁设计增大桥梁跨径,减少桥墩数量,使壅水高度控制在河道行洪允许范围内;同时桥墩轴线布置应尽可能与水流方向保持一致,减少阻水面积。
在对桥梁防洪评价时,桥墩对堤防的影响也需引起重视。根据《堤防工程设计规范》中规定:“桥梁、渡槽、管道等跨堤建筑物、构筑物,其支墩不应布置在堤身设计断面以内。当需要布置在堤身背水坡时,必须满足堤身设计抗滑和渗流稳定的要求”。如果桥墩布置在堤身,桥梁建成通车产生的震动对堤防的稳定会有影响。为避免不良影响的产生,应要求建设单位对桥墩布置进行调整。但实际工程中,会碰到如下两种情形:一是在现状桥梁的基础上扩建加宽,新桥布置需与老桥相互协调;二是调整桥墩位置会增大桥梁跨度,从而增加工程项目的设计难度和投资。因此,在以上两种情形下,需结合实际情况,而不能单从水利防洪要求方面来考虑。
当对于改变桥墩位置有困难时,可以通过采取其他工程措施,使河道行洪及堤防抗滑、渗流稳定满足要求。防洪评价中,通常采取的措施有:(1)堤防断面补偿:在堤防背水侧回填土压实,增大堤防断面,使桥墩位于补偿断面坡脚线以外,补偿断面顶高程、顶宽、坡度、筑堤材料及填筑标准需满足堤防设计等级标准要求。(2)堤防防渗:为防止堤防渗透破坏,在堤防迎水侧可结合堤坡护砌铺设防渗土工膜,在堤顶可采取垂直铺塑、高压喷射灌浆、塑性混凝土防渗墙、多头小直径深层搅拌桩等方案,在堤防背水侧可通过建防渗平台延长渗径等措施。以上措施可根据工程实际,进行投资比较确定。对堤防进行补偿和防渗时应通过与水利主管部门沟通,充分收集本段堤防的规划资料。采取以上加固措施时,应尽可能满足该河道规划要求,达到规划标准,避免远期堤防提高标准时对桥墩造成影响。
对于河道内距离堤防较近的河滩地上的桥墩,防洪评价时,除考虑壅水、冲刷的影响外,还需对其可能引起的渗漏问题予以重视。评价时应收集桥址处河床地质资料,了解河床地质构造,分析土质物理力学指标,判断是否含有强透水层,桥墩施工是否会破坏相对不透水层,强透水层是否会在堤外形成渗漏通道等,并分析行洪时的渗流稳定。
堤顶防汛道路是防汛抢险和工程管理的重要通道,根据《堤防工程设计规范》中规定:“与堤交叉、连接的各类建筑物、构筑物不得影响堤防的管理和防汛运用,不得影响防汛安全”。桥梁与堤防连接主要有立交和平交两种型式,桥梁布置时,宜优先选用立交跨堤的方式。
桥梁与堤防采取立交方式时,桥梁与堤顶之间的净空高度需满足其本身和堤防的使用要求,并且应考虑堤防长远规划的要求。如果净空高度不能满足要求,可采取其他有效措施,如在堤防背水侧傍堤坡修筑路堤,以满足堤防交通、防汛抢险、管理维修等方面的要求。净空高度在各省的管理办法中有具体规定,如根据《安徽省河道及水工程管理范围内建设项目管理办法》(试行)中规定,为满足堤防防汛抢险、管理维修等要求,立交的跨堤建筑物与堤顶的净空高度一般不得小于4.5m。若确实难以做到的,应满足不小于人行通道2.2m的净空要求,但建设单位应顺堤专设三级公路标准的防汛通道。
桥梁与堤防采取平交方式时,对防汛交通及堤防日常维修管理影响较大,需设置平交道口,平交道口处堤防内、外侧需采取防护措施,桥梁建成通车后,需加强交通管制,遇交通矛盾时,首先应服从防汛抢险和工程管理的需求。
施工过程中,对河道行洪不利的环节主要有桩基施工、围堰设置、施工平台搭设等,以上环节都在河道或滩地上进行,施工过程中的土石方、施工机械等都将占用河道或滩地施工机械等均占用河道或滩地,从河道行洪安全和工程建设本身安全考虑,以上环节都应安排在非汛期进行,并在汛期来临前,撤出施工机械,平整场地。
根据《中华人民共和国防洪法》第三十五条规定:“在防洪工程设施保护范围内,禁止进行爆破、打井、采石、取土等危害防洪工程设施安全的活动”。因此,对于涉及在河道管理范围内取土的工程,还应评价施工取土方案。桥梁施工过程中产生的弃土,施工单位应及时将弃土运至河道主管部门指定的堆放地点,禁止堆放在滩地或河道内,对影响行洪造成影响断面。
对于工期较长,需跨汛期施工的桥梁工程,建设单位需编制施工期度汛预案,汛期不得进行河道、滩地内的工程施工,应确保河道行洪及桥梁本身的安全。
以上四方面的评价,是在桥梁建设防洪评价编制过程中不可避免,同时也是比较关键的问题。此外,桥梁工程防洪评价编制过程中,还需重视工程建设对所在河段有关水利规划实施的影响,了解桥梁工程所在河段的综合规划及防洪规划、治导线规划、岸线规划、河道(口)整治规划等相关内容,分析其建设是否符合有关水利规划的总体要求与整治目标,对规划实施有影响的,需提出合理的解决措施。
总之,在防洪评价编制过程中,只有充分考虑国家的防洪标准,水利工程设计、施工、管理的有关规定和规范,才能编写出质量优良的洪评报告,为工程的后续审批工作提供依据
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