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天水市秦州区罗峪河人行桥工程防洪影响评价

2021-01-24徐淑君

科技创新与应用 2021年4期
关键词:秦州人行冲刷

徐淑君

(天水市水利水电勘测设计院,甘肃 天水 741000)

1 概述

天水市秦州区罗峪河人行桥位于秦州区东方红小区西侧的罗峪河上,桥位跨越断面在罗峪河与藉河交汇口处上游50m,连接东西现状亲水平台。

罗峪河是藉河左岸的一级支流,渭河的二级支流,其自藉河左岸汇入藉河。罗峪河流域地处秦州区北部,位于东经 105°30′~105°45′,北纬 34°34′~34°40′之间,发源于麦积区新阳乡凤凰山南麓五眼泉处,于秦州区东关注入藉河,流域面积78.1km2,全长25.3km,主河道平均比降12.0‰。涉及秦州区的玉泉、中梁及麦积区的新阳、渭南、花牛等乡镇。属藉河北岸黄土沟壑地貌,处于温带半湿润与半干旱气候的过渡地带,年平均气温10.7℃。

桥梁桥面布置为0.25m(花槽)+0.25m(栏杆)+5.0m(人行道)+0.25m(栏杆)+0.25m(花槽)=6.00m;主梁设计为20+20+20m 三跨等截面连续单箱双室钢箱梁,梁高为1.0m,采用直腹板形式。悬挑翼缘长度为1m,采用铝塑板进行包裹装饰。装饰斜拉桥的塔墩采用1.0m 直径的圆柱墩;桥台采用桩柱式轻型桥台;基础均采用钻孔灌注桩基础。

2 防洪评价计算

2.1 水文水力计算

罗峪河人行桥桥梁等级为大桥,防洪标准为100年一遇,罗峪河的防洪标准为100年一遇,故此次防洪评价的防洪标准为100年一遇。桥址处100年一遇防洪标准下设计洪水流量为630m3/s,设计洪水位为14.05m。

2.2 壅水计算

上游桥前壅水高度和长度计算公式如下:

式中:ΔZm为桥前最大壅水高度,m;Ly为桥前最大壅水长度,m;η 为阻水系数,查表为 η=0.05为断面平均流速,m/s为桥下平均流速,m/s;I0为桥址河段天然水面比降,桥位河段取12.6‰。

经计算,100年一遇防洪标准下的桥前壅水高度为0.25m,壅水长度为39.23m。

2.3 冲刷分析计算

(1)一般冲刷计算

一般冲刷深度计算如下:

式中:hp-河槽一般冲刷后最大水深(m);Q2-河槽部分通过的设计流量(m3/s);当桥下河槽扩宽至全桥时,Q2=Q;Bcj-河槽部分过水净宽(m);当桥下河槽扩宽至全桥时,Bcj即为全桥桥孔过水净宽;μ-水流侧向压缩系数,μ=1-0.375Vs/l0,其中 Vs为设计流速(m/s),一般采用河槽的天然评价流速,l0为主河槽宽度;hcm-天然情况下河槽最大水深(m)天然情况下河槽平均水深(m)河槽泥沙平均粒径(mm);E-与汛期含沙量有关的系数;Ad-单宽流量集中系数,可采用如下公式计算:

式中:B、H 分别为造床流量下平滩水位时河槽宽度和河槽平均水深。

将桥位断面及桥梁的有关参数代入上式,求得在设计流量下的最大冲刷水深hp为8.82m。

(2)局部冲刷计算

局部冲刷计算公式如下:

式中:Kζ-墩形系数;Kη1-河床颗粒影响系数;B1-桥墩计算宽度(m)河床泥沙平均粒径(m);hp-桥下一般冲刷后的最大水深(m);v-一般冲刷后墩前行进流速(m/s);v0-河床泥沙启动流速(m/s)墩前泥沙始冲流速(m/s);n1-指数。

将桥位断面及桥梁的有关参数代入上式,求得在设计流量下的局部冲刷水深hp为4.67m。

3 防洪影响评价

3.1 项目建设与有关规划的关系及影响分析

天水市秦州区罗峪河人行桥工程所在河段有关规划主要有2009年1月甘肃省水利厅以甘水发(2009)26 号文批复的《甘肃省天水城区堤防规划》。罗峪河人行桥桥位处河段断面现状宽60m,大桥桥墩侵占河道宽度4.0m,根据《甘肃省天水城区堤防规划》罗峪河治导线宽度为45m,故人行桥建成后河道宽度仍满足河道治理河宽要求。

3.2 项目建设是否符合防洪防凌标准、有关技术和管理要求

罗峪河人行桥设计防洪标准为100年一遇,与罗峪河河道防洪标准相同,符合国家《防洪标准》(GB50201-2014)有关规定及相关管理要求。

按照已批复文件《甘肃省天水城区堤防规划》,罗峪河堤防设计标准为100年一遇洪水,相应洪峰流量588m3/s。本次复核拟建罗峪河人行桥防洪标准为100年一遇,相应洪峰流量630m3/s,大于该河段原堤防设计洪峰流量,是属偏安全的。

人行桥桥位处没有防凌任务。

3.3 项目建设对河道泄洪的影响分析

罗峪河人行桥桥墩对河道行洪断面面积有影响,在100年一遇洪水标准下,虑桥梁波浪、净空等,满足行洪要求的设计桥梁下弦高程比复核桥梁下弦高程要高,满足河道泄洪要求。

3.4 项目建设对河势稳定影响分析

根据河势演变分析,工程河段近年来河势变化不大,受两岸堤防控制,未来河势发生较大变化的可能性较小,罗峪河人行桥的建设压缩了行洪断面,桥梁会造成桥墩间水流流速增大、上游水位壅高、桥下及桥墩附近冲刷加剧,并且使局部水流流态发生变化,会对桥位河段河势造成一定的影响,但影响不大。

3.5 对现有防洪工程、河道整治工程及其它水利工程与设施影响分析

罗峪河人行桥建设使得桥位上游水位壅高,最大壅水高度0.25m,最大壅水长度39.23m。经复核计算,在100年一遇洪水防洪标准下,罗峪河人行桥桥位处、罗峪河桥桥位处、罗峪河人行桥上游100m 处堤顶高程均满足设计堤顶要求。

由于桥墩缩窄河道,使局部水流流态发生变化,会增大对左右岸堤防的冲刷。

3.6 项目建设对防汛抢险影响分析

工程施工期间主要利用工程区附近的市政道路作为工程施工对外交通运输的主要方式,施工时也可能影响防汛抢险车辆、物资及人员的正常通行,会对防汛抢险产生一定的影响。工程施工期间一定要有施工方案和工期安排计划,不得对沿河交通造成堵塞和拥挤,更不能影响防汛抢险车辆、物资及人员的正常通行。

3.7 对第三人合法水事权益的影响分析

罗峪河人行桥建成后,不消耗水资源,对区域水资源量无影响。桥位断面上游无引、取水工程,不会发生水事权益纠纷。但在大桥修建过程中应注意对供水、供热、通讯、电力、排污等管网、线路及其他设施合理处理,尽量不要影响两岸居民的供电、供热、通讯等正常进行。

罗峪河人行桥右侧坡道的建设不会对亲水平台上的泵房造成影响。施工过程中应取得藉河生态环境综合治理一期续建工程管理单位同意,注意对泵房的保护。

4 防治与补救措施

4.1 工程施工对防洪影响的防治措施

(1)施工期内施工单位及人行桥建设单位应与当地河道主管部门密切配合,制定出一套切实可行的施工度汛方案,根据洪水预报和防汛主管部门的指令,及时采取措施,确保罗峪河防洪安全。

(2)施工过程中,两岸边坡、高坎、滩地内开挖的土方,要及时清理,避免影响行洪。

(3)施工期间各项临建工程应尽量减小对河道的阻水、壅水、挑流作用;尽量减少对藉河北路等正常运营的影响。

(4)各施工实施如堆场、料场、混凝土搅拌站等,尽量设置在河道之外。

(5)河道内修筑的施工道路,路面高程尽量与滩面齐平,如确实需要抬高时,高出滩面部分应控制在0.5m 以下。

(6)施工结束后,应彻底清除弃土弃渣,及时拆除阻水建筑物和临时设施,恢复河道原貌,并由河道主管部门验收。

4.2 项目建设对环境影响的防治措施

工程施工期间河道内有施工临时建筑,施工单位应加强管理,合理组织施工,减小工程施工对河道周围环境的破坏和影响,严禁施工过程中的生产、生活废水和污水向河道内排放。施工结束后,施工临时工程必须拆除干净,废弃的油污及施工留下的各种废弃物要全部运走,场地要清理干净,加强施工期间桥位周边地区环境保护,将施工期内对生态的损坏做相应的恢复,确保工程施工对周边生态环境及水土保持的不利影响降到最低。施工期及项目建成后弃渣的处理方案应根据地方相关政府部门规划,在指定地点进行弃渣堆放、掩埋,弃渣堆放到指定的堆渣场时,要做好相应的水土保护措施,以免造成水土流失,破坏环境。

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