跨邵伯湖桥梁防洪评价要点探讨

蔡敏 翟高勇 李菁 甄峰 沈颖

摘要：防洪评价是水行政主管部门审批涉水工程的主要依据之一，对确保主体工程和所在地的安全十分重要。为确保跨邵伯湖桥梁防洪评价的合理性，在以往工作的基础上，进一步分析了防洪评价范围及内容。结合桥梁洪評工作实际，从前期规划收集、技术管理规定要求、对河道泄洪安全影响计算、对堤防安全影响、对邵伯湖水域影响、对第三人合法水事权益的影响等方面进了行分析。基于此，总结出跨邵伯湖桥梁防洪评价工作中的注意事项，可为今后类似工作提供借鉴参考。

关键词：防洪评价;泄洪安全;堤防安全;跨河桥梁;邵伯湖

中图法分类号：TV97

文献标志码：A

文章编号：1006-0081（2020）12-0026-04

1研究背景

邵伯湖位于淮河下游，是淮河行洪入江和南水北调规划的通道，对于流域、区域防洪排涝和南水北调意义重大。邵伯湖国家级水产种质资源保护区总面积为4638hm²，其中，核心区面积为365hm²，实验区面积为4273hm²。特别保护期为全年。主要保护对象为三角帆蚌，其他保护对象包括环棱螺、河蚬、褶纹冠蚌、无齿蚌、丽蚌等淡水贝类。现阶段湖区暂无在建水利建筑物，湖泊管理范围为背水坡堤脚外50m。管理范围内的工程开工前，应与管理部门取得联系，工程安排及相应的施工场地布置方案均应取得管理部门同意。

在跨河桥梁建设期和运行期，均会对河道岸线规划、堤防安全、河势稳定、生态环境造成一定影响，因此在跨河桥梁工程审批过程中，水行政主管部门要求建设单位提供相应的桥梁工程防洪评价报告。与20世纪80年代相比，邵伯湖湖区面积呈下降趋势，且所处区域经济的快速发展对道路交通提出了更多更高要求。为适应这一形势变化，跨邵伯湖桥梁防洪评价需在以往防洪评价的基础上与时俱进地考虑新时代区域水利和环境的新要求，使桥梁建设与水利和环境的发展相协调，符合协调、绿色的发展理念。

本文以353省道跨邵伯湖桥梁为例，分析跨邵伯湖桥梁防洪评价要点。大桥位于邵伯船闸上游约5.0km，距昭关闸2.0km，距芒稻闸约18.4km，处于入江水道邵伯湖段CS252～CS253断面之间。桥梁湖区段长3313m，跨径布置为3×35+23×40+（58+3×100+58）+44×40+3×35 （m），上部结构采用35m、40m装配式部分预应力混凝土连续箱梁。下部结构采用柱式墩，肋式台，钻孔灌注桩基础。钻孔灌注桩为水中钻孔灌注桩，为保证施工人员、小型机械设备及正常的钻孔施工，根据勘测现场情况，拟搭建钻机工作平台及埋设护筒。上部结构中组合箱梁的制作均采用现场预制、架桥机架设的施工方案。桥梁总工期为26个月，需跨汛期施工，对湖区行洪有一定影响。

2防洪评价工作内容

按照水利部和国家计委水政[1992]7号文发布的《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》和《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则（试行）》要求，对桥梁线路跨越区域进行调查，收集流域、区域防洪及水利工程的相关资料，分析工程建设带来的防洪影响，并论证其可行性，最终形成防洪影响综合评价。桥梁工程评价内容主要包括：①与现有规划的关系与影响分析;②与现有防洪标准、有关技术要求和管理要求的适应性分析;③对河道泄洪安全的影响分析;④对防汛抢险的影响分析;⑤对第三人合法水事权益的分析等。进行湖区桥梁防洪评价时，还需分析对湖泊水域的影响，主要为对占用水面和库容的分析。

3防洪评价工作要点

3.1与现有规划的关系与影响分析

在防洪评价方面，以往分析涉水工程与上位规划关系时，主要考虑流域、区域防洪规划和河道整治规划中涉及桥址处河段的工程，但是现阶段由于南水北调东线二期工程正在加速推进，引江规模为1000m³/s，总体布局为长江至洪泽湖采用运西输水线，邵伯湖为其通道必经之处，因此需要分析桥梁建设运行与南水北调东线二期工程的适应性，重视桥梁建设与周边生态环境的协调发展，详细分析桥梁建设与生态红线规划、湖泊保护规划、国家级水产种质资源保护区的影响关系。

大桥采用一级公路标准，设计防洪标准为300a一遇。桥梁设计梁底标高均在设计水位以上，工程实施与《淮河流域防洪规划》不矛盾。《江苏省防洪规划》《淮河入江水道整治工程初步设计报告》中涉及桥址处附近的工程均已完成，桥梁建设对其影响较小。

截至桥梁防洪评价报告编制阶段，南水北调东线二期运西输水线路仍在进行邵伯湖全湖送水和专道送水方案的比选，在进行分析评价时，同时考虑了桥梁建设对全湖方案和专道（贴运河西堤布置）方案的影响。全湖和专道抽槽均按照500m³/s考虑，设计河底高程0m，设计底宽300m。全湖抽槽口宽约为318m，专道口宽300m，由于全湖抽槽线路尚未确定，拟建桥梁桩长全部按照河底挖至0m考虑。根据送水通道规划断面及桥梁桥型设计图，全湖送水时，桥墩面积占通道面积比为3.97%;专道送水时，桥墩面积占用专道面积比约为4.2%。

为说明工程建设对周边生态环境的影响，建设单位编制了《江苏省扬州市353省道建设对邵伯湖国家级水产种质资源保护区影响专题论证报告》和《353省道扬州东段工程环境影响报告书》，详细论述了工程建设可能造成的影响。经专家评审和主管部门批复，在采取相关保护措施的前提下，桥梁建设不违反湖泊保护规划和生态红线区域保护规划的要求，不会对邵伯湖国家级水产种质资源保护区的结构和功能造成明显影响。

3.2与现有技术管理规定要求的适应性分析

在分析拟建工程与相关标准、要求的适应性时，需全面考虑国家、省、市和流域、区域的标准规范，涉水项目审查技术规定和其他相关文件的要求。

特大桥防洪标准为300a一遇，满足《防洪标准》的要求;拟建大桥防洪设计时梁底高程已考虑入江水道行洪12000m/s时的水位，满足桥梁自身的设防要求。

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。跨堤建筑物、构筑物与堤防之间的净空高度，应满足交通、防汛抢险、管理维修等方面的要求。拟建大桥与运河西堤（邵伯湖东侧堤防）立交，不在堤身设墩，满足要求;与湖西堤平交，在迎水侧设一个桥墩，通过堤防帮宽处理可满足不在堤身断面内设墩的要求。

《淮河水利委员会审查洪水影响评价类（非水工程）建设项目技术规定（试行）》和《江苏省河道管理范围内建设项目技术审查规定（试行）》（以下简称“规定”）中均要求桥梁纵轴线应与河道水流方向正交。桥墩沿水流方向轴线宜与水流方向一致，当斜交不能避免时，交角不宜大于5°，否则宜斜桥斜做。通过二维模型模拟桥址处上下游流场，调整桥梁桥墩布设角度，使桥墩与水流交角满足要求。

此外，桥梁梁底与运河西堤净空为5.49m，满足堤顶道路车辆通行要求。

3.3对河道泄洪安全影响分析

桥梁对河道泄洪的影响主要与桥前壅高和冲刷有关，计算壅高时对比了经验公式法和二维模型模拟结果，由于二维模拟方法考虑了建桥后上下游一定范围内的流场变化，计算过程较经验公式法更为精细，同时从偏安全的角度出发，桥前壅水采用数模成果，最大壅高为7mm。

冲刷计算时，考虑行洪期间湖区水草较多，加之上游桥梁、滩地对洪水的阻碍，造成湖区并非均匀过流，而是集中在中泓区过流。选取过流断面为中泓段，根据二维模型分析成果，中泓区为湖区中间约1500m范围内，计算的湖区一般冲刷为0m，桥下局部冲刷0.7m。综上，桥梁对河道泄洪安全影响较小。

3.4对堤防安全影响分析

大桥与湖西堤平交，迎水侧堤坡设有桥墩，会对堤防安全造成一定影响，需要在堤后侧填土帮宽堤防，以保证安全。帮宽要求如下：帮宽以桥桩的外侧边缘与堤外地面高程的交点为起点，堤顶宽度不小于原堤顶宽度，堤坡按照现状堤坡考虑。堤防帮宽后，堤防宽度增加，坡度没有改变，比现状堤防更稳定。

3.5对邵伯湖水域影响分析

除了传统的壅高、冲刷影响分析之外，此次防洪评价中还考虑了湖泊和桥梁的具体特点，桥梁建设会占用一定的湖泊库容和水面，特对此进行了分析。根据桥型设计图，在湖区水域内设置桥墩77座，共计296根桩柱，其中直径为1.6m的桩柱268根，直径为1.5m的桩柱16根，宽为2m的桩柱4根，宽为3.5m的桩柱8根，总计占用水面760.3m²。根据《江苏省高邮湖邵伯湖保护规划》，邵伯湖死水位为3.80（3.63）m（括号内为85高程，下同），相应水面积为28.45km²，库容0.1亿m³;正常蓄水位为4.5（4.33）m，相应水面积为63.15km²，库容为0.6亿m³;设计洪水位为8.5（8.33）m，相应水面积为139.01km²，库容为5.4亿m³。死水位、正常蓄水位、设计洪水位下桥梁占用库容分别为528.4，1099.3m³和4 361.4m³。

對水域影响的补偿措施中结合了桥梁壅高补偿方案，开挖土方为40万m³，能够弥补桥墩占用库容和水面的影响。

3.6对第三人合法水事权益影响分析

对第三人合法水事权益的影响分析是涉水工程防洪评价报告的重要组成内容，由于里运河与邵伯湖仅一堤之隔，分析时应考虑与二者相关的第三人，统计见表1。

4防洪评价工作注意事项

（1）前期规划资料和河道情况务必全面、详实。规划资料不能限于防洪规划和河道整治规划，应全面收集河道相关的经济发展规划和环境、交通、供水等行业规划及河道相关专题研究成果。几个规划报告均涉及的工程要求问题，一般以最严格要求为准。

（2）在防洪评价报告编制过程中涉及河道规划，应同步了解进度，掌握最新资料，对于规划未确定的问题，要及时通知桥梁建设单位和设计单位。若桥梁建设时间早于规划工程建设时间，必须确保桥梁设计方案同时满足规划中比选的方案，以免影响后期规划工程实施。

（3）桥梁对湖泊的影响不应限于传统河道防洪评价中的壅高、冲刷、堤防稳定，应将桥梁对湖区水面、库容、湖泊功能等的影响全面纳入评价范围，并提出相应的降低影响的预防措施和补救措施。

（4）桥梁设计时应进行多方案比选，结合经验公式和模型模拟等手段，从桥梁建设运行对湖泊防洪、供水、航运等功能及对周边环境影响，以及桥梁工程投资额等多角度进行综合分析，最终确定经济适用的方案。

（5）对拟建工程进行防洪评价时，要同时考虑淮河水利委员会的技术管理要求和江苏省、扬州市的水利工程技术管理要求。

5防洪评价关键点

邵伯湖跨湖桥梁防洪评价应按照《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则（试行）》要求，仔细调查区域、流域相关的水利工程情况及相关规划。由于邵伯湖地理位置特殊，同时处于南水北调东线和淮河人江水道，需关注国家、淮河流域、长江流域及江苏省行业相关规划，做好前期定线和方案确定。

（1）南水北调是国家战略性工程，邵伯湖是其东线二期工程的必经之路，湖区方案尚在比选中，因此所有跨湖桥梁必须与南水北调东线二期工程做好对接。南水北调东线二期跨湖方案有中泓区抽漕和湖区东侧抽漕两种，桥梁跨径和桥桩长度需要同时考虑这两种方案。

（2）详细分析桥梁建设与现有相关规划的关系，结合湖泊具体定位和特点，桥梁建设是否满足生态红线规划是评价要点之一。邵伯湖范围内有国家级水产种质资源保护区、生态红线管控区，所有跨湖桥梁必须满足水体生态保护要求。

（3）桥梁防洪评价要求对第三人合法水事权益进行详细分析，邵伯湖作为淮河流域入江水道重要组成，沿线涉水第三人较多，且种类多样，沿线既有企业又有较多水利工程，跨湖桥梁必须妥善处理与第三人合法水事权益关系。

6防洪评价创新点

（1）防洪评价的主要内容之一是冲刷计算，以往多根据经验公式选择不同工况进行计算，且计算时均认为河道均匀过流。353省道跨邵伯湖桥梁工程冲刷计算在传统均匀过流分析的基础上，考虑了湖区非均匀过流的实际情况，即将流量集中在中泓区，计算桥下最不利情况的冲刷深度。这种考虑方案符合湖泊实际过流情况，由于湖泊滩地上有大量的水生植物，和滩漕之间有高差，实际过流时主流基本集中在中泓区。

（2）桥梁壅高是桥型方案是否合理的重要评价标准之一，传统的分析方法是根据JTJ 062-1991《公路桥位勘测设计规范》中的经验公式计算。353省道跨邵伯湖桥梁工程在分析桥梁壅高时，基于经验公式引入了二维模型计算，根据湖泊具体情况建立了桥梁上下游11.5km范围内的河道模型，从河段尺度研究桥梁在湖区纵向和横向的壅高影响，并通过模型给出了不同壅高值的范围线。

7结论

本文从工程实际出发，分析了邵伯湖跨湖桥梁防洪评价的注意事项、关键点，特别指出了南水北调东线二期工程和湖区生态保护对跨湖桥梁的重要约束，以及湖区壅高冲刷计算时应考虑汛期行洪的具体特点。

（1）桥梁防洪评价时要与流域和区域水利、防洪、生态等相关规划充分衔接，还要充分考虑国家、地区对桥梁所在区域的重大工程谋划，提前与之进行详细沟通对接，确保桥型方案满足规划要求，同时保证桥梁工程自身安全。

（2）进行防洪评价时，要充分考虑湖泊具体特点，在满足一般防洪评价的内容基础上，分析桥梁对湖泊水域的影响。壅高冲刷计算时，结合湖泊实际过流特点，在经验公式计算的基础上，利用二维模型模拟湖泊过流情景，详细分析不同湖段受到桥梁的影响，以为水行政主管部门决策提供依据。

（编辑：唐湘茜）