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苏村沂河大桥改建工程设计及防洪措施

2015-04-06

山东水利 2015年9期
关键词:桥址沂河河床

公 臣

(临沂市水利局,山东 临沂 276000)

拟建长深高速沂南北连接线苏村沂河大桥工程位于临沂市沂南县苏村镇杨家庄西的沂河上,现状苏村沂河大桥桥长780m,由于大桥年久失修,老化严重,所以计划将原旧桥拆除改建。拟建苏村沂河大桥总长为787m,跨径为26孔×30m,桥梁总宽16m,上部为箱梁结构,下部为钻孔灌注桩基础。

1 河道演变情况分析

1.1 河道历史演变概况

沂河下游古时入泗河,泗河入淮河,公元1194年黄河夺淮,沂河遂无正规入海通道。1953年江苏省开挖了新沂河,沂河洪水经骆马湖入新沂河,东流于燕尾港入黄海。解放前沂河洪水泛滥,河床游荡,决口四溢,洪涝灾害经常发生,有“十年河东变河西”之说。历史上,受生产力条件的限制,沂河人为影响较小,涨水冲刷,落水淤积,河道以冲淤交替发生的自然演变为主,总的表现为上游河道冲刷,河床切割降低,粒质粗化,下游河道河床淤积抬高,河床粒质渐细。

1.2 河道近期演变趋势分析

沂河流域上游山脉连绵,支流河短坡陡,流域窄长,植被较差,一般情况下大面积降水均使沂河出现洪水汇流,河水暴涨暴落。沂河本次拟建大桥桥址以上与全流域一样水砂大多集中在汛期暴雨季节,其中沂河的来水与来砂基本成正比关系,即大水大沙、小水小沙,洪水越大含沙量也越高。另根据上游建库前后水沙资料统计分析,临沂水文站在建库前汛期输沙量占全年输沙量的98%左右,而建库后,由于水库的调节,使水沙集中程度相对较低,一般在80%左右。建库前、后多年平均输沙量分别为901万t和209万t,可见建库后来沙量明显降低。总而言之,1958—1960年,沂河上游兴建了大批大、中型水库,这些水库实际控制的流域面积达50%左右。从而改变了沂河水沙特性和冲淤状况。

1.3 河道演变趋势分析

由于沂河上游大中型水库的修建,以及上游水土保持工程的不断实施,使沂河的上游来砂量减少,加之河道整体采砂,河道总体的淤积情况有较大的减弱。随着沂河上游河道治理工程的建设,河道受人为控制影响程度越来越高,因此该河段经过一定时间自然调节,加上人为合理的控制采砂活动将能够形成动态的稳定河床。

拟建大桥位于沂河上游,为山洪河段,河床切割深、比降陡,洪水源短流急。沂河河道的冲淤主要受制于水砂状态和边界条件。边界条件包括河床形态、颗粒组成和局部侵蚀基面等。沂河上游部分地段岸边基岩出露,滩地岸坡较为稳定,同时加之该河道上游控制枢纽较少,平常下泄水流均为下游灌溉和城市用水,用水量较小,水流流量较小。河道仅在沂河出现大洪水时才泄洪,行洪时间较短。因此评价认为河床和主流是比较稳定的,不会发生较大的变迁;该河段河势稳定性较好,在近期不会发生大的变化。

2 工程设计

2.1 设计标准

桥梁等级为大桥,设计标准按公路Ⅰ级设计。防洪标准为100年一遇,相应洪峰流量为8000m3/s,相应水位113.11m。施工期洪水标准为10年一遇,相应洪峰流量为100m3/s,相应水位107.79m。地震设防烈度为该地区地震基本烈度Ⅷ度。

2.2 桥梁结构

拟建大桥工程横跨沂河,全桥总长为787m,桥面横向按2%坡度自道路中心线向两侧放坡,由箱梁顶面形成;桥面最低高程为116.129m,梁底最低高程为114.2m。

1)桥梁上部结构:大桥上部为装配式预应力混凝土箱梁,箱梁、横梁、现浇接头、湿接缝、调平层为C50混凝土;预制预应力空心板、封锚端、铰缝、调平层为C50混凝土;护栏为C30混凝土;桥面铺装为9cm沥青混凝土。

2)桥梁下部结构:盖梁(墩、台帽)为C30混凝土,桥墩墩身(含系梁)为C30混凝土,桥台耳背墙、桥头搭板为C30混凝土,支座垫石为C30混凝土,承台为C25混凝土,桩基础为C25混凝土。

3)桥址位置。河道左岸为滨河防洪路堤,路堤顶宽15m,其中行车道宽12m,两侧各设1.5m宽路肩,边坡临水坡 1∶3.0,背水坡 1∶2.5。 大桥设计左岸采用放坡加高的方式与现状堤防或坡道平交相接。设计左堤位置路顶高程为115.51m,大桥设计按2%坡度与桥址左岸上游匝道和下游现状左堤平交相接,上下游放坡段坡长分别为310m和170m。拟建大桥左岸桥下匝道路面顶高程基本平滩地高程109.3m,左岸匝道位置桥下净空为5.2m。大桥右岸现状无堤防,大桥设计拟按2%的坡度放坡加高并与拟建大桥平交相接。拟建大桥左岸桥台距离左堤内堤脚45m,右岸桥台距离规划右堤内堤脚15m。

3 工程影响防治措施

3.1 防冲措施

建桥后,由于桥墩阻水,改变了水流流态,减少了有效过水断面面积,增大了桥下流速,对河床、岸坡将产生冲刷,并且大桥施工扰动将可能对两岸岸坡造成破坏,因此应做好两岸护坡、护岸工程。建议大桥设计完建后对桥址处左岸堤防采用M10浆砌片石进行护坡。护坡范围:桥址上、下游100m的左右岸堤防,护坡厚0.3m,下铺0.1m厚碎石垫层,护坡顶高程同堤顶高程,护坡顶宽0.6m,基础埋深2.0m,护岸坡比采用1∶3.0。对滩地岸坡采用M10浆砌石进行防护。护砌范围:大桥桥址左右岸上下游各100m相应的滩地岸坡,护砌厚度0.3m,下铺0.1m厚碎石垫层,护岸顶高程平滩地高程,基础埋深1.5m。工程量估算:经计算基础开挖120m3,M10浆砌片石护坡3800m3,浆砌块石基础1110m3,碎石垫层1250m3,基础开挖土方量1830m3。

3.2 道路防护

现状左岸滨河下穿路在拟建大桥11~12跨穿过,大桥施工将不可避免地对下穿路造成破坏,施工过程中应采取一定措施以保证上下游道路通畅。建桥后,由于大桥桥面高程较高,阻断了河道两岸上下游通道,影响河道防汛抢险及河道日常管理,为保证堤防上下游防汛道路连接通畅,堤防和大桥采用平交方式连接,在桥头两端分别设坡道连接桥面和上下游防汛通道,设引路与两岸地面连接。

3.3 废弃物处理

新桥施工前应及时拆除老桥及阻水路基,并全部运至堤外侧,减少废弃物对河道的阻水影响。工程施工完毕清除河道和滩地上的弃土弃渣,并全部运至堤外侧,以恢复原河道行洪条件,防止施工废弃物阻水对河道行洪造成不利影响。工程竣工验收前,防汛部门应会同河道主管部门,对工程竣工清理进行检查验收,竣工清理达不到规定要求,不得进行主体工程验收。

4 工程建后效益

苏村沂河大桥工程于2010年开始实施,2013年竣工通车。工程建成后,不仅使车辆通行流量增加了2倍,而且河道过水条件也有所改善,防洪标准由20年一遇提高到100年一遇,对河道行洪安全、现有水利工程、防汛抢险等方面起到了积极影响,保障和促进了两岸社会经济的发展。

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