【導(dǎo)讀】棗莊市臺(tái)兒莊區(qū)位于山東省的最南部，地處蘇魯交界地區(qū)。莊至蘇魯省界公路是連接蘇魯兩省的主要道路，現(xiàn)狀為二級(jí)公路。域經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，公路運(yùn)輸飛速發(fā)展，現(xiàn)有二級(jí)公路已經(jīng)不能滿(mǎn)足需求。山東省公路局指導(dǎo)意見(jiàn)，山東省擬將該路段拓寬改造為一級(jí)公路。棗徐線(xiàn)拓寬改造工程中，擬對(duì)該橋進(jìn)行擴(kuò)建。橋工程跨韓莊運(yùn)河防洪評(píng)價(jià)報(bào)告》。根據(jù)審查意見(jiàn)，中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究。本報(bào)告高程采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。高程換算關(guān)系：1985國(guó)家高程基準(zhǔn)－廢黃河高程＝。

　　

【正文】 5400 44002 設(shè)計(jì)水位 m 3 水流與橋墩夾角 α 176。 90 90 904 橋下原斷面面積 m2 3612 3193 30895 阻水面積 m2 198 173 1736 建橋后斷面面積 ω j m2 3414 3020 29167 減少面積占總面積比 % 8 斷面平均流速 0vm/s 9 壅水系數(shù) η 　 10 水面比降 I0 　 11 橋前最大壅水高度 m 12 總壅水曲線(xiàn)長(zhǎng)度 m 148 121 100 沖刷分析計(jì)算 沖刷計(jì)算公式及取值建橋后，由于橋墩阻水，改變了水流流態(tài)，減少了有效過(guò)水面積，致使橋下流速增大，水流挾沙能力增強(qiáng)，橋梁周?chē)乃髟诤哟裁娓浇纬商运⑿郎u，引起河床的一般沖刷和和局部沖刷。一般沖刷是指河流上修建橋梁，橋墩及橋臺(tái)等結(jié)構(gòu)物侵占過(guò)流斷面，壓縮過(guò)流寬度，引起橋下斷面水流的單寬流量增大，水流挾沙能力增大，引起橋址斷面附近29河床垂向沖刷。局部沖刷是指橋墩周?chē)鷾u旋流產(chǎn)生的沖刷。水流受到橋墩的阻擋，水面向上彎曲，一定水深以下水流傾斜向下，在床面處形成橫軸環(huán)狀渦旋帶，繞墩水流在橋墩兩側(cè)形成立軸渦旋。墩周泥沙被渦旋流卷起，由墩側(cè)水流挾帶至下游落淤，墩周形成局部沖刷坑。根據(jù)《公路橋位勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的計(jì)算公式，對(duì)橋址處現(xiàn)狀河道 20 年一遇、規(guī)劃河道 50 年一遇及 100 年一遇洪水情況下引起的沖刷做了分析計(jì)算。根據(jù)地質(zhì)資料，①層亞粘土：棕色，軟塑，切面較光滑，粘性稍差，見(jiàn)鐵錳質(zhì)浸染，含姜石，局部富集。場(chǎng)區(qū)普遍分布，厚度：～，平均 ；層底標(biāo)高：～，平均 ；層底埋深：～，平均 。因而，一般沖刷與局部沖刷都采用粘性土公式進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算時(shí)對(duì)灘地和河槽分別分析計(jì)算。一般沖刷和和局部沖刷的沖刷深度與過(guò)流條件、河道斷面、河床土壤特性等因素有關(guān)。粘性土河床沖刷a、河槽部分式中 hp—橋下一般沖刷后的最大水深，m； A—單寬流量集中系數(shù)； Qc—河槽部分通過(guò)的設(shè)計(jì)流量，m 3/s； IL—液限指數(shù)； Bc—橋下河槽部分橋孔過(guò)水凈寬，m； hmc—河槽最大水深，m； hc—河槽平均水深， m；b、河灘部分30c、對(duì)于粘性土的橋下局部沖刷，按以下公式計(jì)算： 當(dāng) hp/B1≥ hb=Kζ v 當(dāng) hp/B1＜ hb=Kζ v式中　K ζ —墩型系數(shù)B1—橋墩計(jì)算寬度，mv—一般沖刷后墩前行近流速，m/s 河道沖刷計(jì)算結(jié)果經(jīng)計(jì)算，其結(jié)果見(jiàn)表 。表 橋址斷面沖刷計(jì)算成果表現(xiàn)狀河道 規(guī)劃河道洪水頻率20 年一遇　 50 年一遇 100 年一遇行洪流量（m 3/s） 4400 5400 6000水位（m） 主槽 河底高程(m) 灘地 主槽 沖刷線(xiàn)高程（m） 灘地 主槽 不沖刷 不沖刷 不沖刷一般沖刷 沖刷深度（m） 灘地 不沖刷 不沖刷 不沖刷主槽 （m） 灘地 主槽 局部沖刷 沖刷深度（m） 灘地 計(jì)算成果顯示，在遭遇 20 年一遇、50 年一遇和 100 年一遇洪水時(shí)，河槽和灘地均不發(fā)生沖刷，僅橋墩局部有沖刷現(xiàn)象，最大局部沖刷深度為 。315 防洪綜合評(píng)價(jià) 與有關(guān)規(guī)劃的關(guān)系及影響分析擬建臺(tái)兒莊大橋位于韓莊運(yùn)河 35+193 處，橋址處河道兩岸堤距寬約 755m，涉及的水利規(guī)劃為“實(shí)施規(guī)劃”和《南水北調(diào)東線(xiàn)工程規(guī)劃》 。擬建橋梁位于南水北調(diào)東線(xiàn)工程規(guī)劃的臺(tái)兒莊泵站上游 ，橋梁工程的實(shí)施基本不影響南水北調(diào)東線(xiàn)工程的實(shí)施，同時(shí)，由于南水北調(diào)東線(xiàn)一期工程利用橋址段主河槽輸水，橋梁建設(shè)不影響南水北調(diào)東線(xiàn)一期工程的調(diào)度運(yùn)用。擬建臺(tái)兒莊大橋工程采用與堤防平交的方式跨越韓莊運(yùn)河，對(duì)水利規(guī)劃的影響主要有兩方面。一方面，根據(jù)“實(shí)施規(guī)劃” ，橋址處韓莊運(yùn)河防洪標(biāo)準(zhǔn)為 50 年一遇，河道不滿(mǎn)足規(guī)劃要求，需按防洪要求擴(kuò)挖，橋址處河道主槽將擴(kuò)挖至 130m 寬，河底高程 ，橋梁 14＃～19＃橋墩在河道擴(kuò)挖范圍之內(nèi)。經(jīng)國(guó)家批復(fù)，韓中駱工程已于 2021 年 11 月開(kāi)工建設(shè)，根據(jù)已經(jīng)批復(fù)的韓中駱工程施工進(jìn)度安排，橋址處河道工程安排在第二年 11 月至第三年 5 月施工，橋梁施工影響到韓中駱工程的實(shí)施，同時(shí)河道擴(kuò)挖對(duì)橋梁的安全也有影響。因此，建議橋址處河道擴(kuò)挖由橋梁建設(shè)單位嚴(yán)格按韓中駱工程總體初設(shè)報(bào)告確定的標(biāo)準(zhǔn)組織實(shí)施，實(shí)施范圍為新橋下游 50m 至老橋上游 50m。另一方面，擬建橋梁兩側(cè)橋臺(tái)與現(xiàn)狀堤防采用錐坡防護(hù)接石砌護(hù)堤方式，橋梁工程的實(shí)施侵占了堤防斷面，對(duì)堤防有影響，需要采取補(bǔ)救措施。 與現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)技術(shù)和管理要求的適應(yīng)性分析本次評(píng)價(jià)的臺(tái)兒莊大橋按 100 年一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，而韓莊運(yùn)河現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)為 20年一遇，目前東調(diào)南下工程正按 50 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。故橋梁設(shè)計(jì)的防洪標(biāo)準(zhǔn)高于現(xiàn)有及規(guī)劃河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，符合防洪要求。根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：橋梁、渡槽、管道等跨堤建筑物、構(gòu)筑物，其支墩不應(yīng)布置在堤身設(shè)計(jì)斷面以?xún)?nèi)。當(dāng)需要布置在堤身背水坡時(shí)，必須滿(mǎn)足堤身32設(shè)計(jì)抗滑和滲流穩(wěn)定的要求。橋梁設(shè)計(jì)方案中兩側(cè)橋臺(tái)布置在堤防迎水坡，對(duì)堤防的安全有影響，不符合規(guī)范要求。擬建橋梁兩側(cè)橋臺(tái)與韓莊運(yùn)河堤頂防汛道路平交，汛期對(duì)防汛有一定影響。防汛時(shí)本工程與抗洪搶險(xiǎn)行車(chē)通道有一定的干擾，可以通過(guò)采用臨時(shí)交通管制等措施來(lái)完成抗洪搶險(xiǎn)的需要。根據(jù)《中華人民共和國(guó)河道管理?xiàng)l例》 ，在堤防和護(hù)堤地，禁止建房、放牧、開(kāi)渠、打井、挖窖、葬墳、曬糧、存放物料、開(kāi)采地下資源、進(jìn)行考古發(fā)掘以及開(kāi)展集市貿(mào)易活動(dòng)。橋臺(tái)工程的設(shè)計(jì)和施工要嚴(yán)格按照《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 、 《堤防工程施工規(guī)范》的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工，護(hù)坡寬度和型式滿(mǎn)足現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)的要求。根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》 （GB50139—2021）第 條，水上過(guò)河建筑物軸線(xiàn)的法線(xiàn)方向與水流方向的夾角不宜大于 50，擬建橋梁軸線(xiàn)的法線(xiàn)方向與水流方向一致，夾角為 00，因此符合要求。 對(duì)行洪安全的影響分析臺(tái)兒莊大橋的建設(shè)對(duì)河道行洪安全的影響分為施工期和運(yùn)行期影響。 施工期根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)報(bào)告，本工程建設(shè)周期為 15 個(gè)月（2021 年 8 月開(kāi)工，2021 年 10月建成） 。根據(jù)施工流程，對(duì)河道行洪不利的環(huán)節(jié)主要有灌注樁和橋墩施工、搭設(shè)施工平臺(tái)、設(shè)置圍堰、錐坡施工等。以上環(huán)節(jié)都在河道或?yàn)┑厣线M(jìn)行，施工過(guò)程中的土石方、施工機(jī)械都將占用河道或?yàn)┑?，因此，從河道行洪安全和工程建設(shè)本身安全考慮，以上施工環(huán)節(jié)應(yīng)安排在非汛期進(jìn)行。根據(jù)施工進(jìn)度，橋梁主橋下部結(jié)構(gòu)及引橋樁基墩臺(tái)施工安排在非汛期進(jìn)行，因此，對(duì)行洪沒(méi)有影響。橋梁施工中會(huì)產(chǎn)生一些棄土，施工單位應(yīng)及時(shí)將棄土運(yùn)至河道主管部門(mén)指定地點(diǎn)，禁止堆放在灘地或河道內(nèi)。橋梁施工及生活用水需要打井，井布置灘地上，為保證堤防安全，井點(diǎn)位置距大堤堤腳距離不得小于 20m。33施工完成后，應(yīng)對(duì)棄土棄渣完全清除，并恢復(fù)河道原貌，這樣基本不會(huì)對(duì)行洪造成影響。 運(yùn)行期擬建臺(tái)兒莊大橋的橋墩軸線(xiàn)與水流方向一致。從壅水高度分析，韓莊運(yùn)河 50 年一遇和 100 年一遇行洪時(shí)擬建橋梁最大壅水高度均為 ，壅水曲線(xiàn)長(zhǎng)度分別為121m、148m，橋梁阻水不很明顯。根據(jù)“實(shí)施規(guī)劃” ，在橋址處規(guī)劃預(yù)留了 橋梁壅高，擬建橋梁對(duì)河道的行洪能力影響有限。 對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定的影響分析在河道上修建橋梁后，橋下水流受橋墩的阻壅作用，河道中單寬流量增加，局部水面比降和流速增大，導(dǎo)致河床產(chǎn)生一般沖刷；同時(shí)由于橋墩阻水，水流結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，水流受阻后部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為位能，墩前兩側(cè)發(fā)生水流集中現(xiàn)象，引起動(dòng)能增加，導(dǎo)致橋墩周?chē)霈F(xiàn)局部沖刷。根據(jù)橋梁沖刷計(jì)算分析，在規(guī)劃河道斷面下，遇 50 年一遇及 100 年一遇洪水時(shí)，河道主槽和灘地一般沖刷深度均為 0m，最大局部沖刷深度為 。沖刷深度不大，對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定影響較小。 對(duì)現(xiàn)有防洪工程的影響分析韓莊運(yùn)河現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)為 20 年一遇，目前東調(diào)南下工程正按 50 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。擬建橋址處堤防已滿(mǎn)足 50 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，河道需擴(kuò)挖。橋梁設(shè)計(jì)方案中兩側(cè)橋臺(tái)從堤防迎水側(cè)堤身向背水側(cè)布置，橋梁建成通車(chē)產(chǎn)生的震動(dòng)對(duì)現(xiàn)狀堤防的穩(wěn)定將產(chǎn)生一定的影響。建議設(shè)計(jì)單位根據(jù)車(chē)流量和最大車(chē)載進(jìn)行堤防的抗滑穩(wěn)定性計(jì)算，并提出補(bǔ)救加固措施。擬建橋梁上游 處為萬(wàn)年節(jié)制閘，下游 處為臺(tái)兒莊節(jié)制閘，距離橋址較遠(yuǎn)，影響較小。34 對(duì)防洪搶險(xiǎn)的影響分析東調(diào)南下續(xù)建工程“實(shí)施規(guī)劃”中，韓莊運(yùn)河堤頂防汛道路全線(xiàn)貫通，是防汛搶險(xiǎn)和工程管理的重要通道。擬建臺(tái)兒莊大橋與防汛道路平交，對(duì)防汛搶險(xiǎn)和日常工程管理有一定的影響。 對(duì)第三人合法水事權(quán)益的影響分析擬建橋梁所在韓莊運(yùn)河河段內(nèi)共有 42 座穿堤涵洞，其中 40 座為排澇涵洞，2 座為灌溉涵洞。距離橋址 以?xún)?nèi)的排澇涵洞為閆淺站涵洞（左岸，樁號(hào) 33+490） ，位于擬建橋梁上游 處，在壅水影響范圍之外，因此沒(méi)有影響。正在建設(shè)的臺(tái)兒莊復(fù)線(xiàn)船閘及臺(tái)兒莊泵站分別位于擬建橋梁下游 和 處，橋梁的建設(shè)對(duì)上述工程沒(méi)有影響。 洪水對(duì)工程的影響分析 橋梁的洪水標(biāo)準(zhǔn)是否適當(dāng)擬建臺(tái)兒莊大橋的洪水防御標(biāo)準(zhǔn)為 100 年一遇，韓莊運(yùn)河堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)為 50 年一遇，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。由于韓莊運(yùn)河現(xiàn)狀為Ⅲ級(jí)航道，最高通航水位為 20 年一遇洪水位。擬建臺(tái)兒莊大橋按最高通航水位加 凈空高度確定橋梁梁底高程，按照 《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》（GB50139－2021）規(guī)定，Ⅲ級(jí)航道凈高不應(yīng)小于 ，因此擬建橋梁通航凈高不符合《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》的要求，且橋梁設(shè)計(jì)采用的最高通航水位為 ，低于橋址處 20 年一遇設(shè)計(jì)洪水位。根據(jù)專(zhuān)家評(píng)審意見(jiàn)，橋梁業(yè)主應(yīng)就橋梁梁底高程、最高通航水位等問(wèn)題取得航運(yùn)主管部門(mén)的認(rèn)可，據(jù)此，棗莊市航運(yùn)管理局在《關(guān)于棗徐線(xiàn)臺(tái)兒莊大橋擴(kuò)建工程建設(shè)的復(fù)函》 （附后）中對(duì)此進(jìn)行了確認(rèn)：“臺(tái)兒莊大橋在京杭運(yùn)河棗莊段臺(tái)兒莊船閘上游跨越航道，凈高應(yīng)在最高通航水位以上并不小于 米，其通航孔凈寬不小于70 米，此處的最高通航水位為 米（廢黃河高程系） ”。35 沖刷對(duì)橋梁的影響根據(jù)沖刷分析計(jì)算，在規(guī)劃河道斷面下，遇 50 年一遇及 100 年一遇洪水時(shí)，河道主槽和灘地一般不沖刷，最大局部沖刷深度為 。橋梁建成后，由于水流的一般沖刷及橋墩阻水引起的局部沖刷，對(duì)墩臺(tái)基礎(chǔ)有一定的影響，建議橋梁設(shè)計(jì)單位根據(jù)沖刷深度，進(jìn)一步復(fù)核墩臺(tái)基礎(chǔ)安全埋深，確保橋梁安全。366 防治與補(bǔ)救措施 平交道口的設(shè)計(jì)橋梁與防汛通道平交，均設(shè)置了平交道口，左岸平交道路寬 ，右岸平交道路寬 ，采用瀝青砼路面，瀝青砼厚 4cm，下層為 17cm 厚的水穩(wěn)碎石墊層。堤防內(nèi)側(cè)采用漿砌片石錐坡防護(hù)，外側(cè)填土夯實(shí)，滿(mǎn)足工程管理及堤頂交通要求。平交道口設(shè)計(jì)見(jiàn)附圖五。 堤防斷面補(bǔ)償工程橋梁兩側(cè)橋臺(tái)布置在堤身斷面以?xún)?nèi)，占用堤防有效斷面，對(duì)堤防防滲抗滑穩(wěn)定有影響，需進(jìn)行斷面加寬補(bǔ)償。迎水坡堤腳距離橋臺(tái)約 ，因此，在堤防背水坡一側(cè)將堤防按 加寬補(bǔ)償。堤防斷面補(bǔ)償示意圖見(jiàn)圖 。補(bǔ)償措施為在堤防背水坡一側(cè)回填土壓實(shí)，加大堤防斷面，加寬堤防與現(xiàn)狀堤防堤頂高程相同，范圍為新橋下游及老橋上游左右岸各 50m，橋梁與堤防搭接處加寬 ，新橋下游及老橋上游 50m 處維持原堤防寬度，50m 以?xún)?nèi)直線(xiàn)連接，新老橋之間堤防也需按 加寬。根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 ，堤防回填土壓實(shí)度不小于 。堤防加寬壓實(shí)土方量約4600m3，右堤斷面補(bǔ)償工程布置示意圖見(jiàn)圖 。搭 板 橋 臺(tái)補(bǔ) 償 斷 面 堤 防 加 寬 圖 堤防斷面補(bǔ)償示意圖379m9m50m50m 1:31:3 老 橋 新 橋 韓 莊 運(yùn) 河圖 右堤斷面補(bǔ)償工程平面布置示意圖（左堤與右堤相同） 護(hù)坡工程考慮對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定及對(duì)堤防穩(wěn)定的影響，需對(duì)堤防迎水坡進(jìn)行護(hù)砌，橋址附近岸坡護(hù)砌需滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范的要求。因老橋上游 50m 范圍已經(jīng)護(hù)坡，本次對(duì)橋址左右岸下游 50m 范圍及新老橋之間連接段進(jìn)行護(hù)坡，堤防坡度為 1：3。護(hù)坡設(shè)計(jì)為 10cm砂石墊層，30cm 漿砌石，護(hù)坡頂高程為 。護(hù)坡上部為壓頂，尺寸50cm40cm；下部設(shè)鎮(zhèn)腳，尺寸為 100cm50cm。臺(tái)兒莊大橋護(hù)坡工程量見(jiàn)表，設(shè)計(jì)斷面示意圖見(jiàn)圖 。表 護(hù)坡工程量估算表漿砌石工程量（m 3） 701砂石墊層工程量（m 3） 121105cm漿 砌 石 鎮(zhèn) 腳4漿 砌 石 壓 頂漿 砌 石 ， 10砂 石 墊 層圖 護(hù)坡設(shè)計(jì)斷面示意圖387 結(jié)論與建議 結(jié)論綜上所述，臺(tái)兒莊大橋建成后，橋梁墩臺(tái)減少有效過(guò)水面積，使橋前水位壅高，有一定的阻水作用，對(duì)河道的整體行洪有不利影響；受橋墩的阻壅作用，河道水流流速加大，加重了對(duì)河床的沖刷，對(duì)河道行洪、岸坡穩(wěn)定會(huì)造成一定的影響；橋臺(tái)施工及橋梁運(yùn)行對(duì)堤防的穩(wěn)定也有一定的影響。綜合評(píng)價(jià)如下：（1）擬建臺(tái)兒莊大橋工程建設(shè)符合有關(guān)水利規(guī)劃的總體要求和整治目標(biāo)，但該工程對(duì)東調(diào)南下續(xù)建工程規(guī)劃的實(shí)施會(huì)增加一定難度；（2）擬建橋址處干河行洪主槽將擴(kuò)挖至 130m 寬，河底高程 ，橋梁14?！?9＃橋墩在河道擴(kuò)挖范圍之內(nèi)，對(duì)河道工程的實(shí)施有影響；（3）橋梁兩側(cè)橋臺(tái)布置在堤身，施工期及運(yùn)行期對(duì)堤防穩(wěn)定都有不利影響，不符合《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》要求；（4）橋梁墩臺(tái)布置在河道過(guò)水?dāng)嗝鎯?nèi)，造成阻水，使橋前水位壅高，且有一定的回水長(zhǎng)度，對(duì)河道局部水流產(chǎn)生一定的影響，對(duì)河道的整體行洪會(huì)帶來(lái)影