城市交叉建筑物防洪综合评价分析

2022-09-11

改革开放以来, 随着社会经济的快速发展, 我国的城市化率已从1 9 7 8年的1 7.9%提高到2006年的43.9%。随着城市人口的增加, 经济的迅速发展和现代化水平的不断提高, 河道建设项目越来越多, 规模越来越大, 城市防洪堤上往往建有许多如桥梁、涵洞、码头、管道等交叉建筑物, 如何保障防洪堤的安全, 同时又不影响这些建筑物的正常使用是十分重要的, 对城市交叉建筑物进行综合评价更能反映新情况下社会经济对防洪的要求, 更符合城市防洪发展的内在规律, 为有关部门宏观决策提供科学依据。

1 城市交叉建筑物防洪综合评价主要内容

根据城市交叉建筑物的基本情况、所在地区的防洪任务与防洪要求、防洪工程与河道整治工程布局及其它国民经济设施的分布情况等, 应对其防洪影响进行综合评价。防洪综合评价主要包括以下多项因素。

1.1 城市交叉建筑物与防洪管理适应性分析

城市交叉建筑物与防洪管理适应性分析包括城市交叉建筑物与所在区域的综合规划及防洪规划、治导线规划等水利规划之间的相互关系, 分析项目的建设是否符合有关水利规划的总体要求与整治目标;分析项目建设对有关水利规划的实施是否产生不利的影响, 是否会增加规划实施的难度。

1.2 对河道泄洪、防汛抢险的影响分析

根据城市交叉建筑物建设项目设计所采用的洪水标准、结构型式及工程布置, 分析项目的建设是否符合所在河段的防洪防凌标准及有关技术要求, 是否符合水利部门的有关管理规定, 分析工程运行期和施工期的设防标准是否满足现状及规划要求, 分析工程对河道行洪安全的影响范围和程度。

1.3 对河流状态、河势稳定的影响分析

综合分析工程对河势稳定的影响。主要内容包括:项目实施后总体流态和工程影响区域局部流态的变化趋势、对分汊河段, 分析项目建设是否会引起各汊道分流比、分沙比的变化、对总体河势和局部河势稳定有无明显的不利影响、是否会影响河势的稳定以及对河流水质的不利影响。

1.4 对堤防、护岸及其它水利工程和设施的影响分析

城市交叉建筑物对其影响范围内的各类水利工程与设施的安全和运行所带来的影响分析主要包括对堤脚或岸坡冲刷的影响、对已建护岸工程稳定的影响、对水文观测的影响、对引水、排涝的影响。

2 A道路互通立交工程防洪综合评价

2.1 工程概况

城市内M河干流总长度2 0.4 k m, 流域面积80.0km2, 河道平均比降1.5‰, 流域上游为丘陵地区, 下游地势平坦。M河防洪标准为2 0年一遇, 堤防级别为4级。

A道路工程互通立交范围内共跨越M河6次, 拟建6座跨河桥梁, 桥跨均采用 (13m+25m+13m) 3跨跨越M河。桥梁设计荷载:城-A级, 设计行车速度:6 0公里/小时。桥梁上部结构采用2 5 m跨简支空心板及1 3 m跨简支空心板, 下部结构采用矩形独柱桥墩, 桩接盖梁桥台。桥梁基础采用钻孔灌注桩基础, 桩径分别为Φ120cm、140cm。6座跨河桥梁均为4排桥墩。

拟建6座跨河桥梁的桥墩设置在M河范围内, 这些桥墩占用了河道行洪面积, 增大了局部水流阻力, 阻挡、阻滞了水流, 对河道行洪产生阻水作用, 从而壅高行洪水位, 对河道行洪造成一定程度的影响;同时, 这些桥墩对堤防 (规划) 的防渗和稳定会带来不利影响。对M河的行洪安全、河势稳定以及M河堤防的安全稳定均可能带来不利影响。

2.2 防洪综合分析

2.2.1 与防洪标准、有关技术和管理要求的适应性分析

根据《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国河道管理条例》、《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》以及《广东省河道堤防管理条例》等有关规定:有堤防的河道, 其管理范围为两岸堤防之间的水域、沙洲、滩地 (包括可耕地) 、行洪区、两岸堤防及护堤地。修建桥梁设施, 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。梁底高程必须高于设计洪水位, 并按防洪和通航的要求留有一定的超高。桥梁底高程1 7.2 9 m, 高于设计水位1 6.0 8, 可见A道路工程互通立交满足防洪高程要求。

2.2.2 对河道泄洪、防汛抢险的影响分析

20、10年一遇设计洪水条件下, 下游最大水位壅高值分别为5.4cm、4.7cm, 上游最大水位壅高分别为5.6cm、5.0cm。工程对河流的行洪影响不大。拟建A道路工程互通立交跨河桥梁梁底高程高于该河段的堤顶高程, 应做好施工期防洪避洪问题, 保证人员和设备的安全。

2.2.3 对河流流态及冲淤影响分析

工程实施后, 除桥墩附近局部水域的流速大小、方向和流态将发生一定的调整外, 工程河段无其他不良流态产生, 主流归槽, 整体流态平顺。工程后由于受桥墩收束和挤压的作用, 桥孔间及桥孔上游附近流速有所增加;桥墩上游一定距离后, 由于流量不变, 而水位壅高, 流速略有降低。

由于桥墩束水作用, 桥墩间水流流速增加, 水流挟沙能力也增大, 在洪水期桥墩间河床将加剧冲刷, 枯水期将减淤;由于桥墩阻水, 桥墩上下游一定范围内, 由于流速减小, 将导致淤积;工程上游, 由于水位抬高, 流速比工程前略有减小, 洪水期将导致上游河道冲刷减弱, 枯水期淤积加强。建议对该桥墩上、下游一定范围内进行抛石护底。

2.2.4 对堤防工程的影响分析

按照《堤防工程设计规范》 (GB50286-9 8) :“为了堤防的稳定和防洪安全运用, 并且不影响堤防的加固和扩建, 跨堤建筑物、构筑物的支墩应布置在堤身设计断面之外。当需要布置在堤身背水坡时, 必须满足堤身设计抗滑和渗流稳定的要求。跨堤建筑物与堤顶交通、防汛抢险、管理维修等方面的要求”。互通立交桥梁均有桥墩布置于堤防设计断面内, 对M河的渗流和安全稳定将产生不利影响, 必须采取有效的工程措施处理。为避免桥墩施工震动对堤防造成损害, 桥梁施工期间, 不得在堤身布置大型施工机械设备, 临近堤防的桥墩基础钢筋混凝土钻孔施工宜采用回旋钻, 不宜采用冲击钻;因施工造成对堤防的破坏要及时按规划设计断面修复, 尤其要做好桥墩与堤防接触的防渗处理, 保证堤防的防渗与稳定。

摘要：城市防洪堤和河流上往往建有桥梁、涵洞等交叉建筑物, 如何保障防洪堤的安全, 同时又不影响这些建筑物的正常使用是十分重要的, 本文探讨了城市交叉建筑物进行防洪综合评价的主要内容, 并通过工程实例进行了防洪安全的讨论。

关键词：城市桥梁,交叉建筑物,防洪评价