河道堤顶兼做公路建设项目防洪评价研究

董 瑜，褚 洋

（1.枣庄市政建设集团股份公司，山东 枣庄 277000；2.枣庄市水利勘测设计院，山东 枣庄 277000）

1 工程概况

京杭运河枣庄段二级航道整治工程（马兰大桥以上）应急通道（变更）工程位于山东省枣庄市台儿庄区、韩庄运河右堤，为2022 年山东省重大项目——京杭运河枣庄段（马兰大桥以上）二级航道整治工程的一部分，是该段航道的应急救援道路。为改善堤顶道路交通条件，缓解区域交通压力，提升运河航道应急救援和防汛抢险效率，需在运河堤顶建设应急通道。马兰大桥以上应急通道长24.01km，位于韩庄运河右堤堤顶，道路起点为济宁和枣庄市界，向东沿运河右堤堤顶经京台高速、京沪高铁、G206 国道、万年闸后，在马兰大桥到达道路终点。应急通道按双向两车道二级公路标准建设，道路总宽13m、路面净宽12.0m，对7 处不满足路基宽度的堤防向背水侧进行拓宽，对3 座穿堤涵洞背水侧接长洞身，对2 座穿堤涵洞拆除重建。堤防拓宽按照韩庄运河规划100 年一遇防洪标准、1 级堤防标准要求进行建设，接长及重建涵洞设计防洪标准为100 年一遇，排涝标准为5 年一遇。

2 河道基本情况

韩庄运河现状防洪标准为50 年一遇，堤防级别为2 级，设计堤顶高程为50 年一遇设计洪水位加2.0m超高，现状堤顶道路状况不良，部分路段雨天泥泞无法通行。根据《沂沐泗河洪水东调南下提标工程规划》，拟将韩庄运河防洪标准提升为100 年一遇，采用开挖、加固堤防的方式使韩庄运河设计行洪流量达到4600～6000m3/s，韩庄节制闸下～苏鲁省界设计水位为36.01～29.20m，堤防级别为1 级，堤顶宽度8m，迎、背水侧坡比1∶3，设计堤顶高程为100 年一遇洪水位加2.5m 超高。韩庄运河规划100 年一遇洪水位不高于50 年一遇洪水位，基本与其持平。

3 防洪分析计算

3.1 下穿辅道壅水计算

本工程无临河侧堤防加宽，仅在京台高速桥下滩地设下穿辅道占用一定的行洪断面，对运河行洪产生了一定影响，需计算辅道在运河现状50 年一遇和规划100 年一遇防洪标准下的阻水比、壅水高度等参数。下穿辅道总长1km，宽7m，沿辅道选取6 个河道断面，采用《铁路工程水文勘测设计规范》中6.4.14 公式进行计算的各断面阻水比为0.05%～1.53%，最大壅水高度0.02～0.63cm。

3.2 穿堤涵洞基底应力和过流能力复核

本工程将堤顶路由防汛道路提升为二级公路，相应汽车荷载为公路-Ⅰ级。采用纬地涵洞软件计算复核后沿线13 座穿堤涵洞地基应力均小于修正后的地基承载力特征值，地基承载力满足应急通道汽车荷载要求。

对5 座涵洞接长或拆除重建，需复核采取措施后涵洞过流能力是否满足农田排涝要求。根据各涵洞排涝面积，利用排涝模数法计算5 年一遇排涝流量；结合涵洞结构尺寸和上下游水位，依据《灌溉与排水工程设计标准》附录M 判别涵洞流态并计算过流能力。经计算，采取措施的5 座穿堤涵洞过流能力均大于5 年一遇农田排涝流量，满足排涝要求。

4 防洪综合评价

4.1 与有关规划符合性评价

本工程对韩庄运河右堤堤顶道路提升改造，对堤防背水侧按照1∶3 坡比拓宽，不在临水侧加宽堤防占用行洪断面，设计路面高程高于现状堤顶高程和规划100 年一遇防洪标准下的堤顶高程，设计道路宽度13m 大于规划堤顶宽度8m，路基和穿堤涵洞回填土压实度不小于0.95，满足规划1 级堤防压实度要求。工程建设不占用运河行洪断面，不影响河道行洪能力和输水流量，符合《淮河流域综合规划（2012—2030）》和《沂沭泗河洪水东调南下提标工程规划》的要求，不影响南水北调东线二期工程的实施。

4.2 防洪标准和有关技术要求符合性评价

应急通道采用二级公路标准设计，设计路面不低于韩庄运河50 年一遇和规划100 年一遇防洪标准下的设计堤顶高程。因此，应急通道满足《防洪标准》（GB50201-2014）中二级公路防洪标准为50 年一遇的要求。

4.3 对河道行洪安全影响评价

应急通道对韩庄运河右堤堤顶道路提升改造、堤防拓宽均在背水侧进行，没有在临水侧加宽堤防占用运河行洪空间，不影响运河的行洪能力。

本工程在京台高速桥下滩地设下穿辅道，占用了一定的行洪断面。根据壅水计算，在韩庄运河现状50 年一遇和规划100 年一遇防洪标准下，下穿辅道各计算断面最大阻水比1.53%，最大壅水高度0.63cm，阻水比和壅水高度均较小，故对河道行洪能力影响较小。为进一步减少壅水影响，建议采取断面补偿措施。

4.4 对河势稳定影响评价

本工程对堤防拓宽均在背水侧进行，没有改变堤防走向，堤防临、背水侧作为路基边坡采用植草护坡和浆砌石拱形骨架防护，拆除重建的2 座穿堤涵洞洞身段按不小于1 级堤防、不小于0.95 的压实度进行压实并恢复堤防原有走向，不影响运河河势稳定。

4.5 对堤防安全和其他水利工程影响评价

本工程对现状堤顶道路提升改造，对不满足路基宽度要求的堤段背水侧按1 ∶3 边坡进行拓宽，堤防拓宽增大了堤身断面，对堤坡采用植草护坡和浆砌石拱形骨架防护，有利于堤防运行安全。拆除重建的2 座穿堤涵洞需局部开挖堤防，穿堤段洞身按照1 级堤防、不小于0.95 的压实度进行压实；3座背水侧接长洞身的穿堤涵洞无需开挖堤防，不影响堤防运行安全。因此，工程建设不影响运河右堤运行安全。

根据涵洞基底应力和过流能力复核，13 座穿堤涵洞地基承载力满足应急通道二级公路汽车荷载要求，采取措施的5 座涵洞过流能力大于5 年一遇农田排涝流量，不影响涵洞排涝能力的发挥。因此，本工程建设对穿堤涵洞影响较小。

4.6 对水利工程运行管理和防汛抢险影响评价

本工程将堤顶道路提升改造为沥青路面二级公路，路面宽度由3～6m 拓宽至12m，对背水侧上下堤坡道进行混凝土硬化，优化了堤顶交通条件，有利于车辆通行安全，提高了堤防日常巡查和防汛抢险效率，有利于堤防运行管理和防汛抢险。

本工程建设单位与河道管理单位签订了《应急通道工程建设管理框架协议》。工程建设完成后堤防仍由韩庄运河水利管理局管理，负责堤防日常管理、防汛抢险，建设单位负责堤顶道路的日常养护、维修和交通管制，保证道路完好。本工程建设管理方案合理，对堤防运行管理有利。

应急通道主路穿京台高速通道涵洞、京沪高铁桥和G206 国道桥处道路净空分别为4.65m、7.81m和5.55m，大于防汛抢险道路净空4.5m 的要求，不影响防汛抢险车辆通行。

5 消除和减轻影响的补救措施

为减少下穿京台高速桥的滩地辅道带来的水位壅高、局部流速增大等影响，按等效替代原则在右岸滩地采取切滩补偿措施，并对切滩边坡进行护砌。切滩范围为辅道下堤起点至下游上堤终点，滩地长度820m，切滩宽度3m，边坡1∶3，切滩断面与现状河槽采用10m 渐变段衔接，对河槽切滩边坡采用30cm 厚金属丝网护垫加预制C25 连拱护坡防护。

6 结语

本文根据应急通道设计资料和河道流域情况，依据相关规范、规程，对因项目建设造成的防洪影响进行了分析计算，综合评价了项目在规划符合性、河道行洪安全、河势稳定等方面的影响，并提出减少防洪不利影响的措施，为工程建设和许可提供依据。本工程作为堤顶兼做公路工程的典型项目，建设方案已经水利部淮河水利委员会准予行政许可，项目正在建设实施。当前，各地堤顶兼做公路类型的涉河建设项目越来越多，为保证河道防洪安全，建设单位应重视防洪评价工作，使项目科学、顺利实施