武邑县刘辛庄桥重建工程跨滏东排河防洪评价
摘要：为了评价该工程建设对滏东排河行洪的具体影响情况，提出切实可行的防护措施，需对工程兴建后的行洪情况进行分析，以便为工程建设及河道防护提出依据。本文在对该工程建设进行现场查勘及搜集相关技术资料的基础上，计算分析了壅水高度、冲刷深度及影响范围，分析了河道行洪与工程建设之间的相互影响，提出了防护措施和建议。
关键词：滏东排河，壅水，冲刷，影响，措施
中图分类号：TV87文献标识码：A文章编号：
一、工程概况
滏东排河属黑龙港流域南大排水河系，是为改善老漳河排水出路，并结合滏东排河排洪道修筑右堤取土，于1965年开挖的一条骨干排水河道，河道自冯庄闸～孙家口长112.74km，该河上游接纳老、小漳河沥水，下口接连接渠后排入老盐河，汇流总面积4409km2。设计排涝流量孙家口～千顷洼～五开闸为433m3/s，五开闸～冯庄闸为540m3/s。河底宽度60～70m，河道左上口距滏东排河右堤外脚的滩地宽度为100～140m。
另外，滏东排河还是河北省引黄入冀补淀的主干渠，承担着向衡水湖、大浪淀、白洋淀及天津市输送黄河水的任务。
武邑县刘辛庄桥跨滏东排河工程，与河道正交，跨越位置河道桩号为16+184。
二、技术路线
滏东排河为人工开挖河道，河道断面比较规整，上、下游断面形态及断面面积接近，河床稳定，因此本次评价河道设计洪水及水位采用恒定均匀流法。壅水计算根据《公路桥位勘测设计规范》(JTJ062-91)中给出的壅水高度计算公式及壅水曲线长度公式进行计算。河槽部分的一般冲刷计算，按非粘性土河床，根据交通部标准《公路工程水文勘测设计规范（JTGC30-2002）》中给出的公式进行计算。
三、滏东排河设计洪水位计算
1水面线推算方法
滏东排河为人工开挖河道，河道设计洪水及水位采用恒定均匀流法，计算公式为：
式中：Q---洪峰流量（m3/s）；
n---河道糙率；
I---水面比降；
A---有效过水断面面积（m2）；
R---水力半径（m）。
2糙率的选定
根据滏东排河实际情况，结合《黑龙港流域防洪除涝规划》(2006年12月)报告中河道糙率的分析，本次河道糙率选取0.0225。
3现状河道设计洪水位
滏东排河该段不但承担着防洪任务而且还承担着引黄输水任务，因此梁底高程应按河道防洪和引黄输水最不利条件控制。
该桥修建位置位于冯庄闸～铁路桥之间，桩号为16+184。根据《黑龙港流域防洪除涝规划报告》该段河道设计流量为408m3/s。根据《引黄入冀补淀工程河北省段可行性研究报告》（河北省水利水电第二勘测设计研究院2011年编制），滏东排河引黄补淀过水流量为48m3/s，远小于河道设计流量。因此梁底高程应按河道治理标准进行控制。
依据上述计算公式和参数，利用恒定均匀流计算公式，计算出现状河道在工程位置处的设计洪水位，并参考河北省水利水电勘测设计研究院2006年12月编制的《黑龙港流域防洪除涝规划报告》，最后确定工程位置处（16+184）通过排涝组合设计流量（Q=408m3/s）时的水位为15.38m。
四、洪水位及壅水分析
1计算方法
壅水计算根据《公路桥位勘测设计规范》(JTJ062-91)中给出的桥前最大壅水高度三个计算公式及壅水曲线长度公式，结合本工程的具体情况，经分析采用下列公式进行计算：
壅水高度
壅水曲线全长
2壅水计算成果
根据上述设计方案和计算公式，计算出工程建成后，当滏东排河通过设计水位时的桥前最大壅水高度和壅水长度分别为0.0032m和72m，能够满足主要排沥河道壅水高度不大于0.05m的要求。
五冲刷分析计算
1计算方法
根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTJC30-2002）分析计算桥梁与河道交叉断面的冲刷深度。
2冲刷深度计算成果
按上述计算公式和参数，计算出滏东排河过流达到设计水位时工程跨河位置的冲刷深度为桥下深槽地面线以下0.134m，冲刷量较小。
桥梁采用灌注桩基础，冲刷对桥梁桩基、系梁会产生一定影响。该桥桥台桩基长度35m，桥墩桩基长度40m；①②③④⑤号桥墩系梁设计顶高程分别为11.861m、11.361m、10.861m、11.361m、11.861m（国家85高程系统），对应位置的设计地面高程分别为11.90m、10.78m、10.78m、10.78m、11.90m；对应位置的冲刷线高程分别为11.766m、11.227m、10.727m、11.227m、11.766m。桥梁桩基基底均在冲刷线以下，满足要求；桥墩系梁顶高程均在冲刷线以上，埋设深度不满足设计断面冲刷要求。
六、防洪影响评价及防治与补救措施
1.防洪影响评价及安全评价
工程防洪标准须满足《防洪标准》及《公路工程水文勘测设计规范》的规定。
桥址处河槽宽120m，重建桥梁总长120m，桥长满足河口宽度要求。桥梁设计荷载标准：公路-Ⅱ级，防洪标准应为100年一遇，符合规范要求。
重建桥梁与河槽正交，同组桥墩中心线与河道水流方向平行，上部采用6×20m预应力空心板，下部采用柱式墩台，钻孔灌注桩基础，桥型布置基本可行，其建设对上、下游河段没有太大的影响。
桥梁的修建侵占了少量河道，造成了河道过水断面的缩窄，形成桥前壅水，壅水高度和长度都不大，对河道行洪、排沥影响不大，但由于桥梁的建设缩窄河道断面可能会产生局部冲刷，对桥梁下游的稳定和桥台产生不利影响，故应对河道上下游进行防护。
重建桥梁跨滏东排河工程，设计梁底高程满足河道治理标准。但桥梁自身防洪标准为100年一遇，梁底高程不能满足桥梁自身的防洪要求。
工程建成后产生一定程度的一般冲刷，冲刷深度为0.134m，桥梁桩基基底均在冲刷线以下，满足要求；桥墩系梁顶高程均在冲刷线以上，埋设深度不满足设计断面冲刷要求。
2.补救措施
刘辛庄桥位于武邑县刘辛庄附近的滏东排河上，桩号为16+184处。
重建桥梁的允许最低梁底高程满足河道防洪要求。但不满足100年一遇桥梁自身防洪要求，交通部门应承诺降低桥梁防洪标准运用。
桥梁基础为井柱灌注桩结构，冲刷对桥梁桩基会有一定的影响，系梁应设置在冲刷线以下，桥墩系梁埋设深度不满足设计断面冲刷要求，
由于桥墩缩窄了河道过水断面，对两岸稳定将产生一定影响。为使主槽河势相对稳定，保证桥梁及河道的安全，应对桥梁上、下游河道的岸坡进行防护。护砌长度为大桥投影外上游30m至下游50m，防护基础深应为冲刷线以下0.5m。护砌方案与滏东排河综合整治断面相一致，并在护砌外20m范围内平整河坡，以使河道两岸与护砌段平顺连接。
为减免施工期对河道过流的影响，工程施工期尽量避开汛期（6～9月）和冬季引黄期。工程施工过程中，应尽量减少对现状河道的扰动，不应在河道内堆放施工垃圾，以免影响环境和河道行洪。
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