涉河桥梁防洪评价研究

涉河桥梁防洪评价研究

徐门英 裘理姮

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摘要：在防洪评价过程中，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，科学计算，才能其保证科学性。在桥梁工程的防洪评价中，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等。

关键词：桥梁；防洪；评价

1 涉河桥梁防洪评价计算

防洪评价目前主要有3种计算方法：理论计算、数学模型计算和物理模型试验研究。跨河桥梁所在河段有重要防洪任务，较为重要的和对河道防洪有较大影响的跨河桥梁建设宜进行专题研究，采用数学模型计算或物理模型试验研究；目前评价单位多不具备进行定量分析的条件，对于河段无重要防洪任务的跨河桥梁一般多采用理论计算方法。现介绍如下：

1.1 水文计算

桥梁防洪评价计算一般应采用所在河段的现状防洪除涝标准，若现状河道尚未整治，但已有防洪规划，则应采用防洪规划中的设防标准，同时采用现状河道断面资料及规划河道断面资料展开，相关评价计算，根据计算结果对防洪影响予以评价；若所在河段既未治理，又无规划，则应采用经水文部门认可的最新水文资料（实测暴雨资料、暴雨等值线图、水文图集等），结合流域、地形、土壤、植被和相关河道实测纵、横断面情况，推求不同设计标准的洪水；计算中应考虑上游水库的调蓄错峰作用，并对不同方法的计算成果进行合理性分析，选择代表性较好、可信度较高的成果。

1.2 水力学计算

天然河道行洪状态下水流一般可视为恒定非均匀渐变流，计算时应根据不同设计标准洪峰流量，采用实测纵、横断面资料，合理确定河槽糙率，利用天然河道水面线计算方法——分段求和法进行计算，起始水深根据河道纵比降及建筑物布置情况确定在河段的上游端或下游端，试算桥位断面不同设计标准的洪水位及水流流速。

1.3 壅水计算

目前，设计单位多根据桥梁的结构形式及河道边界条件采用规范推荐的多年来常用的经验公式计算壅水高度，采用近似公式计算壅水曲线长度；由于桥位河段一般洪水涨落急骤，历时短促，根据经验山区和山前河流桥下壅水高度取为桥前壅高，河床质松软的平原河流桥下壅水高度不计，其他河流取为桥前壅高的1/2；同时根据工程施工临时性建筑物占用河道断面情况，推求工程施工期壅水曲线，确定壅水位。

2 涉河桥梁防洪影响

2.1 桥墩布置对河道的影响

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，根据《中华人民共和国河道管理条例》第十二条规定：“修建桥梁、码头和其他设施，必须按照国家规定的防洪标准所确定的河宽进行，不得缩窄行洪通道”。若拟建大桥路堤占用河道滩地及堤防，常采用的补偿措施有扩挖河道或者切滩。

2.2 桥墩布置对堤防的影响

在对桥梁防洪评价时，桥墩对堤防的影响也需引起重视。《堤防工程设计规范》（GB50286—2013）第10.4条对跨堤建筑物、构筑物作了以下规定：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；跨堤建筑物、构筑物与堤顶之间的净空高度，应满足交通、防汛抢险、管理维修等方面的要求。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。

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：

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。

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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。

2.3 桥梁布置对防汛交通的影响

堤顶防汛道路是防汛抢险和工程管理的重要通道。《堤防工程设计规范》（GB50286—2013）第10.1条对堤防与各类建筑物、构筑物的连接作了以下规定：与堤防交叉的各类建筑物、构筑物，宜选用跨越的形式。需要穿堤的建筑物、构筑物，应合理规划，并应减少其数量；与堤防交叉、连接的各类建筑物、构筑物，应根据自身的结构特点、运用要求、堤防工程的级别和结构等情况，选择安全合理的位置和交叉、连接结构形式；修建与堤防交叉、连接的各类建筑物、构筑物，应进行洪水影响评价，不得影响堤防的管理运用和防汛安全。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。

根据《公路桥涵设计通用规范》，桥面设计高程还应满足不通航河流按设计水位计算的桥下净空安全值。

2.4 施工对防洪的影响

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。

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参考文献

[1].刘姝瑾，穆庆华.锦凌水库三期底孔导流施工道路及漫水桥施工方案[J].黑龙江水利科技，2013，41（11）：90-92.

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