济徐高速梁济运河特大桥防洪影响分析

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(1.济宁市水利局， 山东 济宁 272019； 2.济宁市太白湖新区管委员， 山东 济宁 272019；3.济宁市梁济运河管理处， 山东 济宁 272019)

济徐高速梁济运河特大桥防洪影响分析

陈长华1，张雪玲2，杜秀丽3

(1.济宁市水利局， 山东 济宁 272019； 2.济宁市太白湖新区管委员， 山东 济宁 272019；3.济宁市梁济运河管理处， 山东 济宁 272019)

本文依据相关规划和有关技术资料，合理确定了梁济运河防洪标准和设计洪水流量、洪水位，计算了梁济运河特大桥的桥位处壅水情况，对桥梁防洪影响进行了综合分析，包括对有关规划、现有防洪标准、有关技术要求的适应性分析，对河道泄洪、河势稳定、河道堤防和其他水利工程设施的影响分析，对防汛抢险的影响分析，并就减小和避免因建桥产生的防洪不利影响提出了建议。

梁济运河； 桥梁； 防洪影响； 分析

1 工程状况

梁济运河特大桥位于梁济运河中泓桩号K20+560处,设计防洪标准100年一遇,特大桥全长1367.50m,桥梁轴线与河道交角为65°，22～34号桥墩跨径跨越河道，其中26～29号桥墩为薄壁墩，桥墩外套导流设施与水流方向一致。桥梁与梁济运河堤防立交，跨河处桥梁最低底高程为44.69m，左右堤顶净空分别为5.99m。

梁济运河特大桥桥址处河段顺直， 断面主槽为梯形断面， 主槽两侧有滩地和堤防， 堤防上有通行道路。 现状断面为南水北调一期断面， 河道现状及规划断面要素见表1。

表1 梁济运河特大桥桥址处河道现状及规划断面要素

2 防洪分析标准

根据《防洪标准》(GB 50201—94)、《山东省淮河流域防洪规划报告》(山东省水利厅 1999 年编)，确定梁济运河桥址处河段防洪标准为50 年一遇；排涝标准为 5 年一遇。

3 设计洪水流量和设计洪水位

洪水流量和洪水位分别采用《山东省淮河流域南四湖湖西地区河道防洪规划》和《山东省淮河流域防洪规划报告》中成果(见表2)。

表2 洪水流量和洪水位成果

4 壅水分析计算

梁济运河特大桥建成以后， 桥墩占据河道行洪断面，上游来水遇到桥墩阻碍，将使桥墩上游水位升高， 产生壅水。 根据桥址断面图、 总布置图，参照《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30—2002)提供的经验公式， 桥前最大壅水高度采用下式计算：

式中 ΔZ——桥前最大壅水高度，m；

η——系数，取0.155；

V——桥下平均流速，m/s，V=Q/F净；

式中Q——流量，m3/s;

F净——桥下过水断面净面积，m2；

V0——桥前全断面平均流速，m/s，V0=Q/F；

式中F——桥前过水断面面积，m2。

壅水对河道回水影响曲线长度采用下列公式计算：

L=2ΔZ/I

式中L——回水曲线长度，m;

ΔZ——桥前最大壅水高度，m；

I——水面坡降，取值1/18660。

桥址处现状断面和规划断面壅水高度和长度计算成果见表3。

表3 壅水高度和长度计算成果

5 综合分析

5.1 与有关规划的关系及影响分析

根据《梁济运河干流防洪除涝工程可行性研究报告》(山东省水利勘测设计院2010年编)，梁济运河主要是进行河道扩挖和大堤加高填筑。桥址处左、右岸最高堤顶高程分别为43.39m、40.98m，特大桥设计梁底最低高程为44.69m，满足河道现状及规划断面堤顶高度的要求。 特大桥全长1367.50m，桥梁与河道交角为65°，桥梁垂直于河道方向长度为1239m，桥址处河道断面规划内堤肩距348.50m，桥梁长度满足该段河堤内堤肩距宽度要求，因此，梁济运河特大桥对现有水利规划的实施基本没有影响。

5.2 与现有防洪标准、有关技术要求的适应性分析

根据《防洪标准》(GB 50201—94)及《山东省淮河流域防洪规划报告》(山东省水利厅1999 年编)，梁济运河特大桥桥址处河道防洪标准为50年一遇，根据《公路工程水文勘测设计规范》，梁济运河特大桥的设计洪水标准为100年一遇。桥梁的设计洪水标准高于河道防洪标准。经核算，梁济运河特大桥桥址处河道现状断面最大过水能力下水位40.24m，防洪规划断面50年一遇洪水位为37.02m；梁济运河特大桥跨越主河道的最低梁底高程为44.69m，高于河道现状最大过水能力相应水位和50年一遇水位。

5.3 对河道泄洪的影响分析

桥梁跨越河道时，有8组桥墩设置在河道行洪断面内。由于桥墩阻水，使过水断面减小，行洪能力降低。根据计算，在现状断面情况下，建桥后最大阻水面积占河道行洪面积的5%，规划断面下，阻水面积占河道行洪面积的最大值为7.75%，对河道泄洪影响较小。

5.4 对河势稳定的影响分析

梁济运河特大桥建成后现状及规划断面最大壅水高度为0.03m，对河势稳定影响较小。 另外，桥址处河段为顺直河道，建桥后桥下现状断面流速加大，会增大河道冲刷深度，对河道走向不会造成影响，因此，建桥后对河道河势影响较小。梁济运河特大桥桥墩排列方向与河流方向平行，由于特大桥在河道行洪规划断面内布置有桥墩，桥梁建成后桥址处河道断面的原有状况将会发生变化，桥下的水流流态、流势较建桥前都会有所变化，水流条件的改变将会使得桥下局部河段的河槽、河滩发生一定变化。从长期看，水沙冲淤存在着动态平衡，河床基本稳定。

5.5 对河道堤防和其他水利工程及设施的影响分析

梁济运河特大桥24号桥墩处于现状断面左侧大堤堤身内，不符合《堤防工程设计规范》(GB 50286—2013)要求； 33号桥墩处于规划断面右侧外堤堤脚，桥墩桩基础施工时会对堤防的完整性产生一定的影响。

5.6 对防汛抢险的影响分析

梁济运河特大桥跨越河段处，现状断面左右侧堤顶高程分别为43.39m、40.24m，规划断面左右侧堤顶高程为40.98m，特大桥在左右侧堤顶处桥下梁底高程分别为49.38m、46.24m，堤顶最小净空大于5m，桥下净空满足防汛通道要求。

6 建 议

ⓐ24号桥墩无法避开堤身断面，可修建防洪墙加固该墩位处堤防。33号桥墩桩基础施工完成后应对损坏部分进行恢复，并选用符合规范的筑堤土进行分层碾压，压实密度不小于0.92，同时进行防渗处理。为减轻因建桥对桥址上、 下游两岸的影响， 保证河道运行安全，应对桥梁上、下游堤防迎水坡进行浆砌石护坡；ⓑ应合理布置施工场地，施工期间若阻断堤顶交通， 应设置临时通道， 确保防汛交通畅通，在工程完工后应及时清除施工围堰及临时道路等，将建筑垃圾清理出河道管理范围，恢复原状；ⓒ施工应尽量安排在非汛期， 确需汛期施工， 则应编制渡汛方案，并应与水利部门保持密切联系，及时了解雨情水情， 以确保施工单位的人身、 财产安全和防洪安全。 ◆

Analysis of Flood Control Influence on Liangji Cannel Grand Bridge in Jining-Xuzhou Highway

CHEN Chang-hua1, ZHANG Xue-ling2, DU Xiu-li3

(1.JiningWaterConservancyBureau,Jining272019,China; 2.JiningTaibaiLakeNewDistrictManagementCommittee,Jining272019,China; 3.JiningLiangjiCanalAdministration,Jining272019,China)

In the paper, Liangji Canal flood protection standard, design flood flow and flood level are reasonably determined according to relevant planning and related technical information. Water damming condition of bridge location of Liangji Cannel Grand Bridge is calculated. Bridge flood control influence is comprehensively analyzed, including adaptive analysis on related planning, existing flood control standard and related technical requirements, influence analysis on river discharge, river pattern stability, river embankments impact and other water conservancy facilities, and influence analysis on food control rescue. Suggestions are proposed for reducing and avoiding flood control unbeneficial influence due to bridge construction.

Liangji Canal; bridge; flood control influence; analysis

TV877

B

1005-4774(2014)06-0060-03