塘埠大桥建设对河道行洪影响

邓俊锋

(江西省靖安县水务局,江西 宜春 330600)

1　工程概况

塘埠大桥为G353靖安高湖山口至罗湾乌石塅段二级公路改建工程的重要组成部分，该桥横跨靖安北河罗湾水库库区，位于靖安北河井子洲河段。G353宁福线从南昌市安义县进入靖安境内，由东向西贯穿靖安全境，经修水县进入九江境内，是江西省赣西北地区的一条重要通道，也是靖安县境内交通主干线公路。

该项目实施后，将铁门堑与罗湾乡石境村直接连接起来，公路里程比走老线缩短12 km，且避开了号称“靖安天险”的铁门堑急弯陡坡直达罗湾乡石境村。该项目的建设可加速罗湾乡与靖安县的联系，对完善江西省公路干线网络的骨架作用，直接带动罗湾乡的经济发展，起到积极的推动作用。

2　防洪评价计算

2.1　计算壅水高度

大桥建成以后，桥梁桥墩布置在渠槽中，导致桥位附近渠段流速和水位发生了变化，会减少断面过水面积，导致桥梁上游洪水位产生壅高，因此须要计算桥前的最大壅水高度，计算公式如式(1)：

(1)

经过计算后发现，工程施工后，在10 a一遇(10%)洪水情况下，使河道的断面缩小了4.38%，水流速度增加了0.002 m/s，壅水高度为0.005 m；在20 a一遇(5%)的洪水情况下，河道断面缩窄了3.78%，水流速度增加了0.02 m/s，壅水高度0.004 m；在50 a一遇(2%)洪水情况下，河道断面会缩窄4.99%，流速增大了0.004 m/s，壅水高度0.003 m；在100 a一遇(1%)洪水情况下，河道面缩窄了3.72%，流速增加了0.003 m/s，壅水高度0.002 m。工程各个频率水位壅水高度比较小。

2.2　冲刷计算

工程按照《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30—2015)中介绍的一般冲刷公式和局部冲刷公式来进行计算[1]：

(1)一般冲刷时主要使用式(2)～式(4)进行计算：

(2)

(3)

(4)

式中：hp为一般冲刷后最大水深度，m；Qp为频率P%的设计流量，m3/s；Q2为桥下河槽部分通过的设计流量，m3/s；Qt1为天然状态下河滩部分设计流量，m3/s；Qc为天然状态下河槽位置设计流量，m3/s；Bz为造河流量下河床的宽度，m；Bcg为桥长范围内河槽宽度，m；Hz为造床流量下平均水深，m；λ为设计水位下Bcg宽度范围内桥墩过水面积和阻水面积比；μ为桥墩水流侧向压缩系数；hcm为河槽最大水深，m；Ad为单宽流量集中系数。

(2)局部冲刷可以使用式(5)～式(7)进行计算：

当hpJB1≥2.5时，

(5)

当hpJB1<2.5时，

(6)

(7)

式中：V为冲刷后墩前行进流速，m/s；hb为桥墩局部冲刷的深度，m；B1为桥墩计算的宽度，m；kξ为桥墩计算宽度，m；J为水力坡度，取值0.17‰;IL为冲刷范围内的液性指数。

经过计算得到的冲刷计算结果如表1所示。从表1可知河床墩台基底埋深安全值可以达到要求。

表1　冲刷计算结果分析

3　工程建设对河道行洪安全的影响

3.1　工程建设对河势稳定的影响

河流随着自然环境形态发生变化形成一定趋势叫做河势。河势的变化受到多种因素的综合影响，包括人为干扰、河流所处地质、降水、泥沙等，要稳定地进行经济开发、避免洪涝灾害就一定要控制河势的稳定性，同时保证洪水可以通畅排出[2]。

完成该工程的建设后，不会对河流所处地的原有地貌进行大规模的改变，工程建设处河流的河势基本不受工程建设的影响。对现场进行勘探并结合资料进行具体分析，该工程施工以来，罗湾水库对河道影响并不明显，河道形态没有发生明显变化，有固定的自然岸线，河势整体呈稳定趋势。施工所在地有平坦的河床，不会有过大波动的河势演变。河流的主体与局部流向并没有因为工程修建而发生大的变化，只在小范围内微小波动，不影响河势的稳定性。大桥建设的桥墩占用的流宽为33.2 m，在总跨度中的所占比例为5.4%，遇到大洪水时，设定水位达到370.71 m，将洪峰流量设定为989 m3/s，设计过水面积为11 301 m2，平均流速约为0.089 m/s，水面宽度685 m；大桥建设完成后断面可以壅水最大为0.006 m，水面宽度为689 m，过水面积10 798 m2，平均流速达到0.093 m/s。相较于目前状态，大桥建设完成后桥墩会对水进行阻挡，河宽缩小了4.3%，平均流速增加了0.004 m/s，面积缩小3.8%，流速增幅为3.6%，河槽冲刷的最大深度为4.67 m。上游受壅水的影响距离为57.8 m。河道没有因为大桥建设而发生河流变道和演变，河床发展仍呈稳定趋势。所以，该工程的建设不会大幅度影响河势的稳定性。

3.2　工程建设对防汛抢险的影响

工程所处环境树林茂密，河段附近没有公路开通，并且距离工地和人群居住区较远，没有大量的防汛抢险资源。本大桥的建成，有利于抢险物资运送、车辆通行，在河段防汛抢险中起到积极作用。

3.3　工程建设对护岸、堤防等水利工程和设施的影响

工程建设所处河段没有护岸、堤防等相关水利工程，并且没有呈现相关规划。大桥附近的河段取水处距下游0.5 km有罗湾电站，随着大桥的建成，水位短暂小幅度雍高，随后又降低回原处，对比水位现状，大桥建设工作不会对水利工程造成太大的影响。

3.4　工程建设对防洪的影响

塘埠大桥进行防御洪水的设防设计为百年一遇，以《城市桥梁设计规范》(CJJ 11—2011)为标准进行设计，桥梁底高程和桥面高程的设计均符合防洪标准，防御措施恰当[3]。

3.5　工程建设对通航的影响

施工所在河流为靖安北河，属于山区河流，其特点为坡陡、水流量较小且河流附近人烟稀少，没有太大的通航需求，库区内部目前没有通航的要求，同时库区外的河道无法满足通航要求。但是工程建设进行了游船航道保留，不会对通航产生干扰。

3.6　工程建设对第三人合法水事权益影响

本次进行大桥建设的位置属于罗湾库区内的河段，在河段附近没有企业和居民，需要进行论证的仅有下游500 m左右处的罗湾水电站，随着桥梁的建成水位发生上涨后迅速回落回原处，故本大桥的修建也不会使罗湾水电站受到大幅度影响。

3.7　工程建设对排涝的影响

进行工程建设的河段周围没有排涝建设，洪水发生时均自行排放，故大桥建设不存在堵塞排洪水道的问题，大桥建设工程对排涝的影响甚微。

3.8　 洪水对桥梁施工的影响

大桥建设地处库区，该区的罗湾水库主要用于水力发电，水位变化受到水库蓄水的影响，不能对施工期的水位情况进行预估。依照设计方案，对大桥进行施工时为了避免水位过高影响，施工采用的施工方式为深水施工，同时在进行大桥下部的基础施工时需要避免遇到汛期。

4　工程影响防治与补救措施

在河道附近进行项目施工务必要遵守国家相关法律，包括《河道管理条例》《防汛法》《水法》和《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》等，工程建设一定要考虑洪水的影响并采取预防措施，将影响降至最低。结合各管理条例与工程实际分析，发现洪水对本次施工影响不大[4]。但是为了防止施工建设带来的岸坡扰动，需要在下游50 m、上游200 m处建立防护措施。在河道附近进行工程施工时，要考虑到汛期对施工的影响，根据实际情况合理规划施工；对施工过程的设计要详细完善并备有应急方案，一旦有特殊情况出现及时向有关部门报告，并采取措施，保障安全。

5　结　论

完成施工后与原来相比，河道的过水面积会减小，在水流量相同的情况下，水位和流速较原来都略有改变。经过分析得出结论如下：

(1)本次项目建成后对罗湾乡与靖安县的联系起到积极作用，促进罗湾乡的旅游业发展，推动了经济发展。此次拟建的工程对于靖安县意义重大。

(2)大桥建设完成后断面可以壅水最大为0.006 m，水面宽度为689 m，过水面积10 798 m2，平均流速达到0.093 m/s。相较于目前状态，大桥建设完成后桥墩会对水进行阻挡，河宽缩小了4.3%，平均流速增加了0.004 m/s，面积缩小了3.8%，流速增幅为3.6%，河槽冲刷的最大深度为4.67 m。上游受壅水的影响距离为57.8 m。大桥建设不会影响行洪安全。

(3)进行计算时，桥墩埋深安全值与冲刷深度值相加为7.68 m，比设计方案中的30 m小，故基础埋深达到标准。

(4)罗湾水库对工程河段进行调节，保证了其冲淤平衡，工程修建不会造成平衡破坏、淤积增大。因此，河道排泄洪水的能力不会减弱，罗湾水库的库容受到的干扰不大。

参考文献：

[1]中华人民共和国交通运输部.公路工程水文勘测设计规范：JTG C30—2015 [S].北京：人民交通出版社，2015.

[2]李广阔，任玲.河道管理范围内建设项目防洪评价审查要点分析[J].人民珠江，2007，28(6)：83-84.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.城市桥梁设计规范：CJJ 11—2011[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[4]李友起，陈宝中，衣秀勇.防洪评价应注意的几个问题的探讨[J].海河水利，2006(5)：21-22.