马庙斜纹河桥防洪影响评价

□朱珂珂 □王艳华 □姚秀娟

（洛阳水利勘测设计院）

一、基本情况

（一）工程概况

马庙斜纹河桥位于汝阳县东沟钼矿外部交通的主要通道上，横跨北汝河支流斜纹河，与省道S243（郭木线）相连。马庙斜纹河桥设计荷载为“公路-Ⅱ级”，桥总长65.04m，桥面宽12m，共布置3跨，单跨跨径20m。下部采用双桩柱式桥墩、台，桩柱顺水流方向中心距为7.86m。桥台位于桥两端，下部桩长分别为20m、17m嵌入基岩，桩径1.5m，桩上部为钢筋混凝土承台，承台高1.6m。河道中部布置两个桥墩，河床以下为钻孔灌注桩，桩长分别为15m、16m嵌入基岩，桩径1.5m。河床以上为柱式桥墩，柱径1.3m，柱高5.6m，柱上部为钢筋混凝土承台，承台高1.6m。桥上部采用预应力空心板，板厚0.9m，桥面设12cm厚防水混凝土桥面铺装层。左岸桥台桥面设计高程为640.703m，右岸桥台桥面设计高程为639.503m，桥面坡度为2%。

（二）河道基本情况

斜纹河为北汝河支流，发源于付店镇石柱沟南十八垛山，北流至十八盘乡刘坑村西入嵩县境内，与靳村河合流后注入北汝河。斜纹河在汝阳县境内全长35km，流域面积151.82km2，多年平均年径流深350mm，年径流量5314万m3。斜纹河中上游为石山灌木林区，受人类活动影响较少，植被相对较好。

桥址地区年降水主要集中在汛期，暴雨多出现在汛期7～10月。该地区的洪水为暴雨形成，由于暴雨主要集中在汛期，河道发源于山区，源短流急，洪水涨落较快。

桥址区地形起伏，地貌单元属秦岭山脉东部外方山系中低山区。桥址河床地层为漂石土，成份以安山岩、花岗岩及砂岩为主，充填大量粗砾砂，粒径一般25～35cm。

（三）现有水利工程及其它设施情况

经调查，马庙斜纹河桥位处附近河道现状无水利工程及其它设施。

桥位上游7.31km处，斜纹河最大支沟石柱沟上目前正在兴建石柱沟水库，总库容921.4万m3，为小（1）型水库。

二、防洪评价计算

（一）水文分析计算

桥址位置无水文测站，缺乏实测资料，桥位控制流域面积小于200km2，因此可采用小流域推理公式法用暴雨资料推算洪水。

根据《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）及《防洪标准》（GB50201-94）的有关规定，马庙斜纹河桥属于中桥，其防洪标准采用50年一遇。

桥址位于石柱沟水库下游约7.31km处，桥位断面控制流域面积为117.75km2。其中石柱沟水库坝址控制流域面积为48.12km2，河长12.45km，河道比降为14.3‰。石柱沟水库至桥位断面间流域面积为69.63km2，河长7.31km，河道比降为17‰。通过计算水库以下至桥位断面区间流域50年一遇洪水，与石柱沟水库相应洪水频率的下泄洪水流量进行叠加，作为桥位断面处设计洪水流量。经计算，桥位断面处50年一遇设计洪水流量为1794m3/s。

（二）桥位处设计洪水位计算

本次设计洪水位计算依据桥址上下游300m范围内河道断面及河道水面比降，采用曼宁公式进行计算。计算公式如下：

式中：Q—设计频率洪水洪峰流量，Q2%=1794m3/s；A—过水断面面积（m2）；i—河道水面比降；C—谢才系数（m1/2/s）；R—水力半径（m）。

将数据代入以上公式，计算出桥址处50年一遇洪水位（Hp）为637.35m。

（三）壅水分析计算

壅水分析计算采用《桥位设计》中公式进行计算，结果见表1：

表1 壅水分析计算成果表

由上表可知，按照50年一遇洪水标准，桥梁底最低高程应不低于638.35m，马庙斜纹河桥设计梁底最低高程为638.483m，满足规范要求。

（四）施工期洪水影响分析及防治措施

1.施工期洪水分析

本工程属于Ⅲ等工程，主要建筑物级别为3级，其临时建筑物级别为5级，施工导流工程属临时工程，为5级，本工程施工导流标准为5年一遇。为确保施工安全，桥梁主体工程施工应安排在非汛期10月～次年5月底。

马庙斜纹河桥上游约7.31km处的石柱沟水库工程位于斜纹河支流石柱沟上。二者同属淮河流域北汝河支流，均位于汝阳县境内，相距较近，水文降水资料可参考性好。因此，可采用参证站面积比指数法，将上游石柱沟水库坝址处非汛期设计洪水转化为桥址非汛期设计洪水。经计算，桥址处非汛期5年一遇设计洪水流量为47m3/s。本工程施工导流流量采用47m3/s。

2.施工期防治措施

在桥梁施工中应设立专人负责的防汛小组，及时、准确掌握河水涨落。建立健全防汛记录、资料，在河道施工区沿岸设置水位标志，及时观察水位情况，确保施工安全。

主河槽桩基础施工时，应按设计导流流量进行施工导流，先修筑施工围堰围护基坑，采用导流渠进行导流，然后进行桩基施工，避免洪水淹没基坑。在下部结构施工结束后，应对河道进行清障，及时拆除施工围堰、导流渠及打桩工作平台，将河床内多余砂卵石清理外运，确保河道安全行洪。

三、防洪综合评价

（一）项目建设对河道泄洪影响分析

斜纹河道桥位处50年一遇洪峰流量为1794m3/s，相应洪水位637.35m，马庙斜纹河桥设计梁底最低高程为638.483m，按照规范计算的桥梁底最低高程为638.35m，两者之间尚有0.133m的高差，满足非通航河流桥下净空要求，桥面对河道行洪没有影响。

（二）项目建设对河势稳定影响分析

根据斜纹河河道现状和桥位平面图，桥址处河道较为顺直，有利于两岸连接和减少对流势影响，在行洪时，桥墩和桥台局部阻水对河道行洪影响较小，桥墩、台、桩柱对水流导向作用较小，不会对主河槽的流势产生大的影响。

（三）项目建设对堤防、护岸及其它水利工程及设施的影响分析

马庙斜纹河桥建桥后，50年一遇洪水情况下，虽造成桥上游河道洪水位壅高0.39m，壅水影响长度为86.7m，但影响范围及影响程度均较小，对河道防洪影响较小。

河道两岸现状无堤防，项目建成后，桥位处近岸流速会有所加大，会加大对河岸的冲刷，建议对桥上下游河岸进行护砌。

四、结论与建议

桥梁防洪标准采用50年一遇，满足规范《防洪标准》（GB50201-94）要求。

马庙斜纹河桥设计梁底高程满足非通航河流桥下净空要求，桥梁布置对河道行洪没有影响。桥墩和桥台虽有局部阻水，但对河道行洪影响较小。桥墩、台、桩柱对水流导向作用也较小，不会对主河槽的流势产生大的影响。

由于桥位处上、下游河道右岸地面高程较低，且分布有选矿厂及泵房，现有河段内无堤防，为避免洪水对其造成影响，建议对桥上游至东沟河口长200m、桥下游长100m范围河岸进行护砌。做好两岸桥台和路基的护砌工作，以防洪水冲刷。

[1]高冬光.桥位设计[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2]吴持恭.水力学（第3版）[M].北京：高等教育出版社，2003.

[3]李炜.水力计算手册[M].北京：中国水利水电出版社，2006.