古学水电站2#渣场交通桥行洪论证分析

顿 江

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概况

古学水电站位于四川省甘孜藏族自治州得荣县境内，金沙江左岸一级支流定曲河中下游，是定曲河干流乡城段、得荣段梯级开发规划的第八级，也是定曲河干流梯级开发的最下游一级。电站正常蓄水位2270.00m，死水位2269.00m，总库容26.84万m3，调节库容4.88万m3，电站装机2台，总装机容量90MW。电站由首部枢纽工程、左岸引水系统、岸边式地面厂房等建筑物组成。

引水隧洞的洞渣需要车辆运输至2#渣场，而2#渣场与施工现场之间相隔一条定曲河，需新建渣场交通桥连通2#渣场与施工现场的交通。经过比选论证，2#渣场交通桥采用贝雷桥。贝雷桥是世界上应用最广泛的桥梁之一，具有结构简单、运输方便、安装快捷、易分解等特点。

渣场交通桥(贝雷桥)位于定曲河的下游段，主要功能是连接出渣道路和渣场道路。定曲河上游堆积有大量的垃圾，当汛期来临时，洪水会把大量的垃圾、树枝树干、动物尸体等杂物冲到渣场交通桥，容易造成洪水水位超高，并且垃圾漂浮于洪水面容易堵塞渣场交通桥，所以需要对渣场交通桥进行行洪论证。

渣场交通桥长度20.2m，宽度2车宽约7m，桥面高程约2180.00m。

2 交通桥行洪论证分析

2.1 计算行洪截面积

根据2#渣场交通桥的实际地形，右岸的排架宽度是3.5m，左岸的排架宽度是4.0m。

2#渣场交通桥在施工过程中，为了防止汛期洪水的冲刷，在桥台设置了钢筋石笼，当贝雷桥架设完毕后，开始河道的疏浚工作。反铲行使在右岸，可以开挖到0+11m的位置，开挖后再到左岸，最远可以开挖到0+11m附近，开挖深度参照行洪断面资料，以上深度不得欠挖。

(1)当洪水位于2203.58m高程时，过流面积是54.3 m2；

(2)当洪水位于2207.20m高程时，过流面积是140.7m2；

(3)当洪水位于2208.10m高程时，过流面积是157.6m2。

2.2 流量计算

2.2.1 流量计算公式

流量=流速×过流面积×时间，如果不考虑时间，则流量=流速×过流面积，即Q=Aν(Q为流量，A为过流面积，ν为流速)，古学水电站厂房10年一遇的洪水相应流量为634 m3/s，流速为4.6m/s进行计算。

2.2.2 计算结果

(1)洪水位在2203.58m高程时Q=Aν=54.3×4.6=249.78m3/s；

(2)洪水位在2207.20m高程时Q=Aν=132.7×4.6=647.22m3/s；

(3)洪水位在2208.10m高程时Q=Aν=157.6×4.6=724.96m3/s。

以上计算是参照过流断面图计算，河道的疏浚不得欠挖；以上未计算当河面束窄以后，流速会增加，过流量较快等因素；以上未计算当汛期过流时，河流对雨水的集水面积及局部冲沟流入河流而增加的流量。

2.3 修桥前该处水位与流量的推算

2.3.1 桥梁修前渣场桥梁水位流量计算方法

(1)未建桥时，枯水期大坝水位实测高程2263.80m，2#渣场桥实测高程2203.30m。大坝至2#渣场交通桥的长度可从电子版施工总平面图中测量，长度为5665.00m，根据以上资料，计算出定曲河该段的坡度为10.67‰。

(2)根据招标文件提供的坝址水位流量关系表，参照以上资料，在坝址相同流量条件下，2#渣场桥址未修桥水位高程计算如表1。

表1 未修桥时坝址水位流量与2#渣场桥址水位流量关系

(3)得乡公路2#渣场桥段实测标高2207.20m，2#渣场桥桥墩距得乡公路7.5m，计算纵坡12.00%。如果桥面再次抬高，重型车辆无法上桥，故桥面标高为2208.10m。

2.3.2 推算结论

(1)2012年6月4日，我部实测大坝水位高程2263.97m，2#渣场桥址水位高程2203.53m，中南研究院水文站提供的水情预报流量49.1m3/s。以上分析表明，计算结果与实测相符，计算方法和结果正确。

(2)经以上计算，该河最大行洪能力为625m3/s，得乡公路防洪能力基本为10年一遇。

2.4 修桥后该处流量与水位关系的推算

桥梁修建后流量与水位关系的计算方法：

(1)根据2#渣场交通桥断面图，计算洪水达到一定水位时流速与流量的关系。

(2)根据曼宁公式计算流速和流量：

式中：v——速度；

k——转换常数，国际单位制中值为1；

n——曼宁系数，根据河道现场实际确定。2#渣场交通桥底部是砂砾石，两侧墙是混凝土，砂砾石过流面的曼宁系数一般为n=0.03～0.035，混凝土过流面的曼宁系数一般为n=0.013～0.015，综合考虑曼宁系数取值n=0.02；

Rh——水力半径，是流体截面积与湿周长的比值，湿周长指流体与固壁接触的周长，不包括与空气接触的周长部分；

S——明渠坡度，根据实测取S=10.67‰。

(3)根据上式，2#渣场交通桥建成后，水位、流量与流速关系计算如表2。

表2 修桥后2#渣场桥址水位流量关系

2.5 推算结论

(1)根据以上计算结果，当流量q=518.85m3/s时，对得乡公路及2#渣场交通桥段运行无影响；当流量达到10年一遇，即q=634m3/s时，洪水将到达得乡公路并通过路面和桥面。

(2)根据2#渣场桥建成前后的计算数据对比(由于桥建成后阻力系数减小，流速增大)，2#渣场桥对河道行洪能力的影响较小。

(3)2#渣场桥施工期间，要与防汛部门密切配合，按照既定的施工方案进行施工，及时拆除和清理施工现场，以利于2#渣场桥顺利泄洪定曲河。

3 采取的技术措施

(1)2#渣场交通桥架设完毕后，对桥下游河道疏浚，保证水流平顺。

(2)2#渣场交通桥在洪水来临之际，项目部安排人员值班，确保交通桥和得乡公路的人员及车辆安全。

(3)定曲河汛期发生10年一遇及其以上洪水时，2#渣场交通桥会拦截水面漂浮的树枝、木材等杂物，项目部安排人员清除其杂物，减少洪水对2#渣场交通桥的阻力，保障洪水顺利通过。

(4)如果定曲河发生10年一遇及以上的洪水，项目施工部应立即组织人员和机械设备在2#渣场交通桥上游得乡公路的临河侧，用编织袋加高，让得乡公路的人员及车辆顺利通过。

(5)如果定曲河发生10年一遇及以上的洪水，项目施工部应在2#渣场交通桥右岸用反铲挖开八字墙，作为明渠泄洪，保障2#渣场交通桥和得乡公路人员及车辆安全。

4 结语

经论证后，渣场交通桥的建造对河流的防洪没有影响。根据防洪导航标准，对桥梁位置进行水文分析计算，设计水位计算，回水和冲刷分析表明，在设计洪水条件下安全可靠。