引黄济青输沙渠大桥输水影响评价

郝晓辉，刘莉莉，杨大伟

（山东省水利科学研究院，山东 济南 250014）

引黄济青输沙渠大桥在滨州市博兴县乔庄镇蔡寨村西南约500 m处跨越引黄济青高低输沙渠，其中12#和13#桥墩之间跨越高输沙渠，13#和14#桥墩之间跨越低输沙渠，13#桥墩位于低输沙渠临水坡上。鉴于引黄济青输沙渠大桥有桥墩布置在引黄济青低输沙渠堤身，不符合《涉水建设项目防洪与输水影响评价技术规范》（DB37/T3704-2019）的要求，根据《涉水建设项目防洪与输水影响评价技术规范》（DB37/T3704-2019）第10条“建设项目设计方案受严重制约而难以符合上述要求的，应进行专题论证后确定”。本文对引黄济青输沙渠大桥桥梁跨越渠道设计方案进行了论证，通过方案比选，推荐出技术上合理、经济上可行的桥梁跨越设计方案。

1 桥梁设计方案

桥梁设计单位充分考虑桥梁跨越方案对引黄济青高低输沙渠工程的影响，设计了3种跨越渠道的桥梁方案。同时采取有效措施在桥梁建设和运营期间最大限度地保护渠道堤防安全，保障输水能力和水质安全。

1.1 方案一：（108+70）m钢桁梁+钢混组合梁

1）设计方案。桥梁设计方案采用1孔108 m钢桁梁跨越高输沙渠，桥墩采用柱式墩，墩台采用桩基础，墩台尺寸7.6 m×7.6 m×3.5 m（长×宽×高），桥墩桩径1.8 m，桥墩柱径3.5 m。采用一孔70 m组合梁跨越低输水渠，桥墩桩径1.6 m，桥墩柱径1.8 m。工程投资8 900万元。

2）工程特点。该方案需在低输沙渠右堤临水坡设置一排桥墩，桥墩承台不在渠道输水断面范围内，对输水影响较小。对渠道未来的规划治理有一定影响。

为减少基础施工对渠道堤防的影响，本方案承台采用了高出原地表的设计方案，上部结构施工，108 m钢桁梁采用临时支架预制拼装，70钢混组合梁采用架桥机架设施工。其中108 m钢桁梁需要在渠道内设置临时支架。

1.2 方案二：（108+70）m连续钢桁梁

1）设计方案。本方案与方案一跨径组合相同，主桥上部结构采用了108 m+70 m连续钢桁梁，桥梁设计方案采用1孔108 m钢桁梁跨越高输沙渠，13#桥墩采用柱式墩，墩台采用大直径桩基础，不设置承台或系梁，桩基础直径3.5 m。工程投资10 900万元。

2）工程特点。该方案需在低输沙渠右堤临水坡设置一排桥墩。桥墩桩基础不在渠道输水断面内，对渠道输水能力影响较小。对渠道未来的规划治理影响较小。因未设承台系梁，桥梁桥梁基础施工所需开挖量较小，对堤防影响也较小。桥梁上部结构施工采用顶推施工，可不在渠道内设置临时支撑。

1.3 方案三：（95+210+95）m斜拉桥

1）设计方案。主跨210 m的斜拉桥，一跨跨越高低输沙渠，边孔配跨按95 m设计。工程投资20 500万元。

2）工程特点。该方案不在渠道内设桥墩，对堤防安全稳定及输水影响很小。对渠道未来的规划治理基本没有影响。造价高，经济合理性差。

1.4 方案比选

经过对比分析，引黄济青输沙渠大桥在做好施工期间相关防护工作的基础上，在高、低输沙渠之间设置桥墩是比较合理的技术经济方案。综合考虑渠道未来规划需求及对现状堤防安全稳定的影响，跨高、低输沙渠推荐采用方案二，即（108+70）m的连续钢桁梁方案。

2 输水影响论证分析

2.1 与现有水利规划的关系及影响分析

引黄济青输沙渠大桥在12#和13#桥墩之间跨越高输沙渠，13#和14#桥墩之间跨越低输沙渠，13#桥墩位于低输沙渠的右堤堤身上，14#桥墩位于低输沙渠的左堤堤角外，桥梁工程的建设会对渠道未来的规划治理造成一定影响。

2.2 对堤防的影响分析

对建桥前后堤防的渗流、稳定分析采用《水工结构有限元分析系统AUTOBANK7.7》程序，经过模拟计算分析，桥梁基础修建前后堤防的渗流场变化不大，堤身渗流逸出点的渗透坡降变化不大，都没有超过允许坡降。抗滑稳定复核也满足规范要求。但是根据模拟分析，各种工况下计算水力坡降最大值均出现在桥墩和堤基的结合部位，该处易成为堤基渗透稳定的薄弱环节，施工中应加强质量控制，并作桥墩局部防渗处理，减小桥梁建设对堤防稳定的影响。

2.3 对现有渠道衬砌的影响分析

引黄济青输沙渠，高渠设有混凝土板护砌边坡及渠底；低渠没有护砌，108 m钢桁梁施工期间需要在高渠渠道内搭设临时支架，支撑基础采用混凝土扩大基础，扩大基础设置在渠顶、渠道中部平台，在渠道中部平台设置混凝土基础会破坏混凝土护坡，施工完成后需原样恢复。低渠侧没有设置临时支架，施工期及运行期不会对低渠产生影响。

2.4 对渠道堤顶道路的影响分析

大桥跨高、低输沙渠处左、右岸均有堤防，高输沙渠左、右岸堤顶净空分别为5.39 m、5.26 m，低输沙渠左、右岸堤顶净空分别为9.04 m、7.88 m，满足日常管理通行的要求以及清淤机械通行净空不低于4.5 m的要求。

2.5 对渠道输水能力的影响分析

桥梁的建设对渠道运行安全的影响分为施工期和运行期影响。

1）施工期。根据施工组织设计，桥梁考虑非输水期施工，若施工期间水位较高，可搭设钻孔桩平台进行施工。钻孔泥浆可使用泥浆泵打入钢制泥浆箱与沉淀箱中，然后对泥浆进行外运，避免污染渠道。

对渠道不利的环节主要有桥墩和钻孔灌注桩施工、便桥拆除等。以上环节都在渠道内进行，施工过程中的土石方、施工机械都将占用渠道。根据施工进度，以上不利环节均安排在非输水期进行，对渠道输水基本没有影响。根据施工布置，临时生活区、预制场和弃土区均布置在渠道范围以外，对渠道输水基本没有影响。施工结束后应将施工机械、弃土、施工材料等从渠道中清除，及时恢复渠道原貌，以免对输水造成影响。评价认为桥梁施工期对渠道运行影响较小。

108 m钢桁梁施工期间需要在高渠渠道内搭设临时支架，支撑基础采用混凝土扩大基础，渠道设计水位13.99 m，渠道输水断面面积48.16 m2，混凝土扩大基础断面面积3.44 m2，占比7.14%，对渠道的输水能力影响较小。

2）运行期。根据桥型布置图，大桥在低输水渠堤身上设置一排桥墩，桥墩与堤防坡线的交点高程均高于渠道设计输水位，不会侵占渠道输水断面，对渠道的正常输水能力没有影响。

2.6 对输水水质的影响分析

引黄济青工程供水目标是城市生活和工业用水，水质必须达到国家地表水Ⅲ类水体标准。

施工期间的建筑垃圾、生活垃圾、粪便及其他废弃物，容易进入渠道，污染水体。因此桥梁施工期间给输水水质带来一定的污染风险。根据施工组织方案，制定施工期水质保护方案，确保桥梁施工期间对渠道水质无影响。

运营期间，桥梁设计中充分考虑了对水源的保护：提高护栏防撞等级、桥梁两侧设置防落网、桥面积水汇集到桥梁两端排出，在桥头设置明显的水源保护地标示牌，因此桥梁建成通车后，对输水渠内水体水质基本无影响。

2.7 对第三者合法水事权益的影响分析

工程建设不会对第三者合法水事权益产生影响。

3 工程影响防治补救措施

3.1 低输沙渠渠道防护设计

1）护砌长度。桥下36 m；上、下游分别为100 m、100 m。2）护坡、护底结构型式。护砌顶高程高于设计输水水位0.5 m，护砌底高程8.65 m，边坡1∶2。堤坡及渠底防护结构为：12 cm厚C30混凝土板。为适应地基沉陷和温度变形的要求，每隔15 m设一道伸缩缝，缝宽2.0 cm，缝内以硬质闭孔泡沫板填塞，缝两侧各设断面尺寸为0.3 m×0.4 m的C25混凝土齿墙。

3.2 防渗工程设计

本次设计对堤身采取高压喷射防渗墙截渗措施。截渗墙布置在距内堤肩1.5 m，截渗范围为：右岸桥下36 m，上游50 m、下游50 m。截渗墙顶高程同现状堤顶高程16.43 m。截渗墙底部悬挂式伸入右岸堤20 m，墙底高程为-3.57 m。

3.3 重力式挡土墙设计

为减轻桥墩震动对堤防稳定的影响，在桥墩与堤防相交处设置重力式挡墙，墙顶宽0.5 m，背坡1∶0.5，墙高2～3.3 m。

3.4 安全防护网设计

桥梁施工期间和补救工程施工期对高输水渠道的安全防护网造成一定的损坏，应按照原标准对损坏影响的安全防护网进行恢复重建，重建长度139 m。重建防护网采用工字钢立柱防护网。

4 结语

在引黄济青输沙渠大桥输水影响评价专题论证中，根据引黄济青高低输沙渠的具体情况，在保证堤防渗流及安全稳定的前提下，满足渠道现状及未来输水的规划要求，通过方案比选，选定了合理可行的设计方案，获得了渠道管理部门的认可，取得了批复，推动了公路项目的进展。