孟加拉国Arial Khan河护岸工程冲刷深度计算的分析与探讨

2020-12-01王远峰中铁二院广东港航勘察设计有限责任公司

珠江水运 2020年21期

◎ 王远峰中铁二院（广东）港航勘察设计有限责任公司

1.工程概况

孟加拉帕德玛大桥铁路连接线项目起于达卡站，经帕德玛大桥最终至鲁布迪亚，全线总长约165km。Arial Khan河是Padma河的其中一条支流，铁路连接线在经Arial Khan河处建设铁路桥，桥梁建成后，河中桥墩将影响该段河流的局部流向、流速等，对河道岸坡产生不良影响。因此，需对桥址处受影响范围内的河道岸坡采取防护措施，以确保该河段岸坡稳定。

2.基础条件及护岸方案

2.1 地形与地质

本河段岸线较为顺直，岸顶高程约4.2～6.2m。工程区上覆第四系全新统人工填土，冲洪积软黏土、黏土、粉细砂、中砂，未见砾石及基岩出露。河道地质主要以人工填土、黏土及粉细砂为主，颗粒细腻。因此，河道泥沙常受洪水强度变化影响，易发冲淤现象。

2.2 水文

水文信息见表1。

2.3 护岸方案

本护岸工程对铁路桥跨河处两岸上游65m至下游145m范围内进行岸坡防护，上游与N8公路既有护岸形成搭接，下游末端处理长度40m，护岸顶高程随实际地形变化且岸顶前沿线力求平顺。

表1 水文信息

表2 取值参照表

护岸坡脚挖槽至-15.0m，边坡形成后进行护脚及护坡施工。护坡施工完成后，将坡脚开挖的原状土回填至坡脚基槽，回填高程不低于原河床平均高程。

3.冲刷深度计算公式的分析与选用

3.1 依据《堤防工程设计规范》（GB 50286-2013）计算

应用附录D2.2推荐的公式，顺坝及平顺护岸冲刷深度的计算公式是：

式中：

Uc—泥沙起动流速（m/s），对于黏性与砂质河床可采用张瑞瑾公式（D.2.1-5）计算；

hS—局部冲刷深度（m）；

H0—冲刷处的水深（m)，以近似设计水位最大深度代替；

Ucp—平均流速（m/s)；

n—与防护岸坡在平面上的形状有关，取n=1/4；

η—水流流速不均匀系数，根据水流流向与岸坡交角α（见表2），取η=1.00；

d50—床沙的中值粒径（m），取0.00013m；

U—行近流速（m/s）；

γs、γ—泥沙与水的容重（kN/m³）。

以上公式并不复杂，主要控制参数是泥沙启动流速、设计流速及水深。其它基础参数都能从地质、水文报告中获取，系数也可根据实际情况选择。但需要注意的是，公式中冲刷处的水深H0在本工程中是一个变量，即每年雨季过后，当地河道底高程因泥沙运动易发生变化。现就收集到不同年份的河底高程数据，采用100年一遇洪水的标准进行冲刷深度计算。

通过计算结果表明（见表3、表4），在流速、河道平面形态、地质保持不变的情况下，影响计算结果的主要参数是冲刷处水深H0，而其又是一个变量，这就给计算带来问题。因此，本工程不建议采用该冲刷深度计算公式。