铁路桥跨堤防防洪影响补偿设计方案

2021-09-22陈武龙高琛

河南水利与南水北调 2021年7期

陈武龙，高琛

(1.江西省鹰潭市余江区水利局，江西鹰潭 335000；2.中铁水利水电规划设计集团有限公司，江西南昌 330029)

0 引言

堤防是非常重要的防洪工程措施，堤防工程的安全性会随着建设后时间的延续不断恶化，对堤防持续的进行安全检查和除险加固是十分必要的。贾敬立等提出在已有的水泥土搅拌桩中心处垂直钻孔并加设高压旋喷注浆方案，并成功运用到黄河下游防洪工程(河南段)堤防工程。孙超君等在分淮入沂堤防加固工程中，探讨总结了垂直铺膜防渗处理技术的具体施工工艺。闫彭彭研究了预制波浪桩在堤防加固工程中的应用。

综上所述，相关人员对堤防加固措施的研究已比较成熟，但很少有人对铁路桥跨堤防防洪影响补偿设计方案进行研究。铁路桥跨堤防占用堤防堤身，影响了堤防的稳定，破坏了堤防防渗系统。文章为保证堤防稳定，确保防洪安全，消除对堤防的防洪安全影响，以昌景黄铁路横岗特大桥跨红旗联圩、棠墅港左堤防洪影响补偿设计方案进行研究，以期为类似工程提供参考。

1 工程概况

新建铁路南昌经景德镇至黄山铁路(简称“昌景黄铁路”)位于赣东北和皖南地区，西起江西省南昌市，途经江西省上饶市、景德镇市，东至安徽省黄山市。

横岗特大桥(含昌景黄铁路横岗左线特大桥、昌景黄铁路横岗右线特大桥、京九铁路横岗特大桥)中的50#～54#承台(跨红旗联圩)、60#～67#承台基础(跨棠墅港左堤)部分紧邻南昌县红旗联圩、棠墅港左堤堤脚，个别承台基础(如52#、53#、61#～66#)已占用堤防堤身，如图1所示，横岗特大桥52#桥墩坐落于红旗联圩81+450 m附近，61#～66#桥墩坐落于棠墅港左堤桩号42+590～42+860 m。因上述桥墩已破坏圩堤堤身，且部分桥墩影响堤防堤顶防汛通道交通，为确保堤防防洪安全，保证防汛通道畅通，急需对上述受昌景黄铁路横岗特大桥建设影响的堤防进行恢复。

图1 横岗特大桥跨越红旗联圩、棠墅港左堤所在位置示意图

2 加固原则

结合现状堤坡，堤身恢复设计坡比为1∶3，堤顶宽度为8 m，堤顶设置混凝土防汛路面，路面宽6 m；考虑到桥墩已对堤防堤身造成破坏，为形成防洪封闭，需在受破坏段堤身内侧或外侧新建土堤。现状圩堤堤身两侧边坡均为草皮护坡，新建土堤边坡若不采取适当护坡措施，易发生雨淋沟及水土流失，为避免水土流失，新建堤防边坡采用草皮护坡。由于桥位段岸坡较缓且稳定，且建桥对河道水流流速影响较小，堤岸基本不存在冲刷问题，故本阶段不进行护岸工程设计。根据地形地质条件，工程区范围内红旗联圩、棠墅港左堤堤基上部为淤泥质粉质粘土层，下部为细砂层，细砂层下部为粉质粘土层，根据料场调查资料，因附近缺乏粘土料，需外购进场，外购运距约45 km。

3 补偿方案

3.1 补偿方案比选

横岗特大桥61#～65#桥墩已占用棠墅港左堤42+660～42+870 m段堤身，该范围段土堤外侧为民房，内侧为砖厂及荒地。结合桥墩布置，棠墅港左堤段适合建堤顶交通道路为68#～70#桥孔之间，其余桥孔之间间距较小，不适合建堤顶道路。但68#～70#桥孔之间为预留规划的天祥大道延长线用地，因此本次棠墅港左堤63#～68#桥墩之间的堤防恢复只能从现有堤防外侧(河道侧)进行恢复。61#～63#桥墩之间的堤顶道路，从现场地形看，只适合布置于堤内。因此，此次主要是对红旗联圩受影响段的堤防恢复布置方案进行比选。

方案一：结合现状地形，以受影响处52#桥墩位置为中间点，将红旗联圩恢复段堤线部分布置于堤内侧，部分布置于堤外侧。现有堤内侧为一厂房，占地面积为350 m2，现状堤防外侧为一口鱼塘。征用堤内厂房及堤外鱼塘，用于新建堤防，设计堤线从52#～53#桥墩之间穿过，新建堤线布置于红旗联圩81+382～81+541 m，结合现状堤顶高程，恢复段堤防设计堤顶高程为外河二十年一遇设计洪水位(21.24 m，P=5%)+堤顶超高(取2 m)=23.24 m，堤顶宽8 m，设计堤坡坡比参照现有堤坡坡比，采用1∶3。因恢复段堤身填土会对铁路桥桥墩形成侧向压力，为减少堤身填土对桥墩的影响，拟在52#、53#桥墩附近段堤脚新建C15素混凝土挡墙，靠近52#桥墩处挡墙墙顶高程为22.11 m，墙身高4.47 m，靠近53#桥墩挡墙墙顶高程为21.44 m，墙身高4.14 m。恢复段堤身填筑土料采用外购粘土料进行填筑。

方案二：将红旗联圩受影响段新建堤线布置于现有堤防外侧，现状堤防外侧为两口鱼塘，征用堤外鱼塘，清淤后，用于新建堤防。考虑堤顶交通需要，新建堤线布置于桩号81+340～81+628 m，堤顶高程、堤顶宽和设计堤坡坡比均和方案一样。因恢复段堤身填土会对铁路桥桥墩形成侧向压力，为减少堤身填土对桥墩的影响，拟在53#、54#桥墩附近段堤脚新建C15素混凝土挡墙，靠近53#桥墩处挡墙墙顶高程为20.80 m，墙身高4.07 m，靠近54#桥墩挡墙墙顶高程为21.89 m，墙身高5.65 m。恢复段堤身填筑土料采用外购粘土料进行填筑。

两方案建筑工程及征地移民投资对比详见表1。

表1 方案投资对比表

根据计算，方案一建筑工程投资为470.06万元，工程占地移民投资为413.52万元，工程总投资为883.58万元；方案二建筑工程投资为731.91万元，工程占地移民投资为665.79万元，工程总投资为1 397.70万元；推荐采用方案一进行红旗联圩段堤身恢复。

3.2 补偿方案设计

采用方案一对堤身恢复后，为防止填土对铁路桥墩形成侧压不利影响，在52#、53#桥墩附近段堤脚新建C15素混凝土挡墙，靠近52#桥墩处挡墙墙顶高程为22.11 m，墙身高4.47 m，靠近53#桥墩挡墙墙顶高程为21.44 m，墙身高4.14 m，挡土侧边坡坡比为1∶0.50，临空面边坡坡比为1∶0.20，挡墙外侧墙趾与铁路桥墩承台之间间距为0.50 m。

未来，当土堤恢复完成后，将现有土堤拆除填至新建土堤迎水侧，形成二坡台，避免新老堤之间形成凹地积水，防止车辆沿原有老堤行驶撞击桥墩。

昌景黄铁路横岗特大桥部分桥墩处于抚河故道河道内一侧，但对抚河故道水流流态基本不造成明显影响，大桥桥墩对抚河故道不会造成阻水，不存在壅水现象；不会造成相关河段的流速、流态的改变，河段水流与现状维持不变，不存在因项目建设而造成新的冲淤变化；工程建设不会对该河段的河道稳定、行洪安全产生明显的不利影响。

维持现状堤坡护坡型式，考虑到堤防堤身恢复，需新建土堤，为减少新建堤身水土流失，减少堤坡雨淋沟，对新建堤身堤坡采用草皮进行护坡，考虑料场土料为粘土料，为满足草皮生长需要，在堤坡面层铺设一层0.25 m厚的耕植土后再铺设草皮。