第1期 2017年1月 广东水利水电 GUANGD0NG WATER RES0URCES AND HYDROPOWER No.1 Jan.2017 从技术审查角度探讨防洪评价值得注意的几个问题 叶合欣,郭楠鹏,肖素芬 (广东省水利水电技术中心,广东广州510635) 摘要:通过对近年广东省河道管理范围内建设项目防洪评价报告技术审查工作,探讨防洪评价工作中值得注意的几个 问题,为今后类似工作提供参考:①项目业主在选址阶段就应充分考虑建设项目对河道行洪的影响,宜尽早征求水利部 门意见,及时开展防洪评价工作;②桥墩顺水流方向轴线与洪水流向的交角、阻水比、跨堤梁底净空、桥墩与堤防的位 置关系、承台顶高程等主要参数的把握及解决办法;③防洪评价单位应扎实基础工作,依法依规、客观地进行评价,从 而指导工程方案设计;④项目建设地点是可选择的,设计方案也是可调整的,但河道行洪断面是唯一的,一经占用,几 乎是不可逆转的,因此,应珍惜河道,保护河道,共同维护河势稳定、保证河道行洪畅通。 关键词:河道管理;建设项目;防洪评价;阻水比;跨河桥梁 中图分类号:TV87 文献标识码:B 文章编号:1008—0ll2(2017)001—0001—05 1问题的提出 《防洪法》《河道管理条例》《河道管理范围内建设项目 防洪评价编制导则(试行)》《堤防工程设计规范》等, 具体参数控制则体现在DB 44/T 1661—2015《河道管 广东省主要河道、河口管理范围内,新建、扩建 和改造的建设项目,包括跨河、穿河、穿堤、临河的 建筑物,临河公园、绿地、湿地和其他公共设施,以 及航道整治、河道清淤、污染治理等建设行为,均应 理范围内建设项目技术规程》(以下简称《规程》,2015 年12月7日起实施)。立法部门期望通过评价计算、 模拟研究得到重要成果,从而指导主体工程方案的设 计。涉河项目选址、方案设计与优化、相应补救措施 开展防洪评价工作¨J。我国《防洪法》第二十七条: “建设跨河、穿河、穿堤、临河的桥梁、码头、道路、 渡口、管道、缆线、取水、排水等工程设施,应当符 都应以此为依据 。 合防洪标准、岸线规划、航运要求和其他技术要求, 不得危害堤防安全,影响河势稳定、妨碍行洪畅通; 近年,广东省水利厅在审查防洪评价项目过程中, 发现防洪评价工作中存在一些值得注意的共性问题, 如:项目选址、主要参数控制等问题,现进行探讨、 总结,希望对以后的防洪评价工作有所参考。 2项目选址问题 其可行性研究报告按照国家规定的基本建设程序报批 前,其中_T程建设方案应经有关水行政主管部门根据 前述防洪要求审查同意。”然而,相当多的涉河项目在 选址过程中没有征求或尊重水利部门的意见,防洪评 项目选址是一个首要的、根本性的问题。实际工 价工作开展滞后,未能在工程设计时充分考虑堤防安 全、河势稳定、行洪通畅等因素 ,导致项目选址因 严重违法违规而被水利部门否定。目前,具有工程咨 询资质的单位均可承接相应等级的防洪评价报告编制 工作,由于各单位技术力量及经验不同,报告编制质 量也参差不齐。编制单位甚至对明显违反法律法规、 技术规定的评价对象采取回避态度,过多地按照委托 方的意图,避重就轻地进行防洪评价,并向业主传递 作中,防洪评价单位对选址问题避而不谈,认为主体 设计文件中的选址已经定下来就不可更改。从项目业 主随同上报的主体工程设计报告可见,虽然主体设计 经过了多方案比选,比选因素主要有:征地拆迁、文 物保护、预留发展用地、城市规划、线路转弯半径、 桥梁跨度等,却没有1宗项目考虑了工程选址对河道 行洪的影响,更没有征求水利部门的意见。如果项目 选址遭到防洪评价审查审批部门的否定,将对整个建 或承诺防洪评价“一定能通过审批”的误导信息。 当前,广东省防洪评价的主要依据有:《水法》 收稿日期:2016—12—07;修回日期:2016—12—10 设项目产生重大的、甚至是性的影响。《规程》明 确,建设项目不宜布置在河道狭口、险工险段处,不 作者简介:叶合欣(1974),男,博士,教授级高级丁程师,主要从事水利水电T程前期技术审查工作。 2017年1月 第l期 叶合欣,等:从技术审查角度探讨防洪评价值得注意的几个问题 宜布置在水功能保护区内,不宜布置在河道汇流或分 很大的影响,且桥墩沿水流方向的轴线与河道水流夹 汉口处,不宜布置在现有和规划水利工程及其他设施 保护用地范围内等。下面是几个选址不当的工程实例。 实例1:惠州某连接2个镇的跨东江大桥,设计 行车速度为60 km/h,全长为2.7 km,桥梁布置于东 角很大,因此,A11线优于K线。但防洪评价报告却 没有评价线路选址对河道行洪的不利影响,也没有评 价桥墩沿水流方向的轴线与河道水流夹角(最大达 66。)、分流比变化对河势稳定的影响等。显然,推荐 江某河段大转弯处,紧临支流河道汇流口下游,且大 桥轴线过度弯曲,占用了大片河滩地(网1)。主体工 程设计报告经过方案比选后认为大桥选址唯一,但比 选因素中没有考虑对河道行洪的影响,防洪评价报告 对大桥选址也没有进行任何评价。 《规程》规定,“桥位宜选在河道顺直,河势稳定, 河岸、河床地质条件良好的河段。”审查认为:该桥梁 布置于东江干流近I80。大转弯处,一级支流公庄河也 由此汇入东江,河道在此位置演变非常复杂,两岸冲 於十分严重,同时大桥轴线过度弯曲,占用了大片河 滩地,对河道行洪以及河势稳定相当不利,因此应对 大桥另行选址,提出了防洪评价报告不满足审查要求 的技术意见,广东省水利厅依法出具了不予水行政许 可决定书。 图1跨东江大桥轴线布置示意 实例2:粤东某高速公路,设计行车速度为 100 km/h,工程线路跨韩江东溪河道,大桥位于东溪 河道左右分汊位置(图2)。大桥共有23组桥墩位于河 道内,其中左汉主槽内有4组桥墩,右汊主河槽内3 组主墩,涉河段桥梁长为1 325 m。项目设计单位比选 了2条线路(A1 1线与K线),结合路线里程、工程规 模、线形指标、占用土地、实施难度、沿线居民及地 方意见等因素,推荐采用K线方案,且认为该路 线方案唯一,却根本没有考虑对河道防洪安全影响。 如果从防洪评价角度考虑这2条线路,A11线与河道 基本正交,距上游分汉口较K线远,K线对河道行洪 安全、稳定中心洲及两侧河道分流比、稳定河势均有 ・,・ 线路明显违反了《规程》等相关条文规定。 图2跨韩江东溪大桥线路比选示意图(K线与All线) 实例3:珠江三角洲某集装箱办理站项目(图3), 南面靠近东江北干流,占用大片东江河滩地,拟铺设 铁轨,建设办公房屋,项目所处位置属于河道管理范 围,占用河滩地宽度(垂直水流方向)120 m。 图3项目位置示意 根据《防洪法》等规定,河道管理范围为两岸堤防 之间的水域、沙洲、滩地、行洪区和堤防及护堤地。 《水法》规定,禁止在河道管理范围内建设妨碍行洪的 建筑物、构筑物以及从事影响河势稳定、危害河岸堤 防安全和其他妨碍河道行洪的活动。 防洪评价单位对这一严重违反法律法规、技术规 程的选址采取回避态度,仅评价其他方面的影响因素, 得出对河道行洪等影响不大的结论。当地水行政主管 部门的初审意见也采取了回避态度。 对该项目进行技术审查时发现,该项目_丁程建设方 案占用堤防长160 1TI,占用东江河滩地宽120 m、面积 136 075 m ,占用行洪通道面积32 078 m,并将在河 2017年1月 第1期 广东水利水电 No.1 Jan.2017 道管理范围内布置永久建筑物、永久堆场等。该项目 的实施,将破坏增博大围的闭合性,危害堤围内人民 群众生命财产安全;将改变部分排涝系统,影响地区 排涝功能;将减少河道行洪断面,影响河槽稳定,严 重影响防洪安全。 以跨河桥梁为例对主要控制参数进行讨论。 3.1桥墩轴线 《规程》规定,桥墩顺水流方向轴线宜与洪水流向 基本一致,两者交角不宜超过5。,以减少桥墩有效阻 水面积。当大桥轴线与河道水流方向非正交且夹角较 小时,可考虑通过旋转桥墩,使其顺水流方向轴线与 大桥轴线非正交来处理,即斜桥斜做。这里需要注意 2个问题:洪水流向与桥墩轴线。 3.1.1洪水流向 实例4:珠江i角洲某高速公路(图4),跨越河 道后,以实体路基形式沿荷塘围外侧布置,路基宽为 30.5~33.5 m,占河道可岸堤外河滩地长2 483 m(顺水 流向)。设计报告中捕述选线主要受地方土地资源使 用(地方用地规划)和现有厂房征地拆迁难度的制约, 同样没有考虑对河道行洪的影响。防洪评价单位也没 有提及违法占滩这一明显事实,还得出工程建设对附 近河道防洪影响较小的结论。审查认为该项目明显违 反了相关法律法规,不具备技术审查条件。目前仍处 于停工状态。 肝^▲ … I Ⅲ 图4高速公路平面布置示意 以上4个工程实例的选址均出现不符合法律法规、 规程规范的情况,最终被水行政主管部门否定,对整 个项目将产生重大的影响。由此可见,项目前期选址 至关重要。防洪评价报告应在项目建议书或预可行性 研究报告审批后,可行性研究报告审查批准前编制。 但许多报告都是在项目初步设计甚至是施工图阶段才 进行防洪评价,实例3、4就是如此。从更深层次来 看,是参建各方忽视了省级水利部门依法行政的决心。 各方均没有履行好自己的责任。项目设计单位在选线 选址上根本没有考虑工程建成后对河道行洪安全的影 响,建设单位没有在可行性研究阶段及时开展防洪评 价工作,防洪评价单位没有依法依规、实事求是地进 行防洪评价,县地级水行政主管部门采取回避、上交 矛盾的态度,导致项目前期工作进退维谷,浪费了各 部门大量的人力、物力与财力。 3主要参数的把握问题 跨河建设项目是常见的防洪评价对象,主要有跨 河公路桥梁、铁路桥梁。评价的主要参数有:桥墩顺 水流方向轴线与洪水流向的交角、阻水比、跨堤梁底 净空、桥墩与堤防的位置关系、承台顶高程等。以下 洪水流向与洪水位、洪水频率密切相关,一般地, 可取两岸堤防规划防洪标准所对应的洪水频率下的洪 水流向。河道主槽流向与滩地流向往往不一致,特别 是主槽弯曲,一侧深槽迫岸而另一侧河滩相对较宽的 情况。这也体现出流态复杂,河势不稳。因此,《规 程》规定不宜在这些河段选址,应尽量避开。 3.1.2桥墩轴线 对于沿水流方向为流线形的桥墩,其轴线是明确 的,唯一的,但对于圆形桥墩,由于网具有无数条对 称轴,总有1条轴线是与水流方向平行的。然而, 《规程》规定,“桥墩应采用流线型设计”。相同条件 下,圆型桥墩阻水面积比流线形要来得大。 实例5:珠江三角洲某铁路桥,桥轴线与河道洪 水流向成76。夹角。主墩采用流线型墩时,横截面设 计尺寸为长10.0 m,宽4.0 m,斜桥斜做时桥墩阻水 宽4.0 m;当采用斜桥正做时桥墩阻水宽5.3 In,增加 了32.5%;当采用圆墩时,桥墩阻水宽6.0 m,阻水 宽增加了50%。 当桥墩长轴方向(正做时的桥轴线法向)与水流方 向交角较大时,为了减小阻水比,减小桥墩对水流的 阻水截面积防止墩柱导流引起流态紊乱及冲刷堤 岸 J,水利部门通常要求斜桥斜做,即大桥轴线与桥 墩轴线斜交,使阻水墩柱的轴线方向与水流方向一致。 否则,若斜桥正做,将会引起局部挑流或导流,可能 引起河势动荡 。上述实例2中,二者夹角40。~ 66。,严重违反相关规定。对于较窄河道,也可尽量采 取一跨跨越的方式,这样就不存在夹角受限问题了。 3.2阻水比 《规程》要求,“在最大壅水高度满足规定要求的 前提下,跨越1、2级堤防桥梁的阻水比不宜超过 7%;跨越3级堤防以及无堤防河道的不宜超过8%。” 阻水比对桥墩轴线布置具有补充作用。阻水比计 算应包括建筑物运用期和施工期两类,阻水比计算中 如果断面概化、边界约束条件不统一,计算值相差较 ・3・ 2017年1月 第1期 叶合欣,等:从技术审查角度探讨防洪评价值得注意的几个问题 No.1 Jan.2017 大,应予以重视 。《规程》中阻水比的定义为:设计 洪水位下,建设项目阻水结构在工程断面垂直于洪水 流向上的投影面积与工程建设前同一过水断面过流面 积的比率。对于河道顺直段,且大桥轴线基本垂直于 注意规范用语,这里是“不应”,语气严格,表明在正 常情况下均应这样做的。我省技术审查中基本上是按 照桥墩“不得”落在堤身上来把控的。 需要指出的是,堤身设计断面,不仅指现状,亦 包括规划防洪标准的设计断面,堤前抛石体也是设计 断面的一部分。对于尚未开展加固设计的堤防,设计 断面型式~般也尚未确定,因此,为了今后堤防施工 安全、管护、抢险方便,桥墩应远离堤脚,应留有足 够的安全距离。但各种规范均没有明确这个安全距离 河道的桥梁,洪水流向与桥墩轴线基本一致,投影面 积与过流面积均容易计算,不会引起岐义。如果大桥 轴线为曲线,计算阻水比时就应注意,计算断面不能 直接取桥轴线断面,否则,阻水比计算结果严重偏小, 就不能反映实际情况了。如上述实例1,防洪评价单 位以大桥轴线(曲线)立面为投影面,计算的阻水比为 3.83%一5.02%,平均4.40%,严重偏小,明显不符 合实际。此外,阻水比应计及桥墩防撞防冲措施的阻 水面积。 当阻水比不满足要求时,可采取调整大桥轴线、 增加桥跨减少桥墩、减小桥墩尺寸、减小桥墩顺水流 方向轴线与洪水流向夹角等办法来满足要求。 3.3跨堤梁底净空 《规程》明确,桥梁跨越堤防应首选立交方式。梁 底净空是针对规划堤顶高程的,而不是仅指现状。梁 底净空应按所在堤防的管理办法要求执行,无管理办 法的,对于1~2级堤防,净空不得小于5.5 m,对于 3~4级,不得小于5 m,对于5级,不得小于4.5 m。 当立交确实难以实现的,也可采取平交方式。同时也 规定,在桥梁施工前,建设单位应对受影响的堤段按 规划标准完成达标加固建设,并确保平交道路上下游 防汛通道的畅通。但对于采取立交方式但梁底净空又 不能满足要求的,《规程》没有明确规定如何处理。 实例6:粤东某道路工程跨越韩江北溪,桥长 1 160 m,桥面宽32 m。大桥跨右岸堤防有2个方案: 方案1为立交,但梁顶净空仅为1.4~1.7 m,如果增 加净空则需要将路面全线抬高,难以实现或成本增加 很多;方案2为平交,在堤后新建防汛道路。 根据《规程》,如果方案1难以实现,可采取方案 2,别无选择。笔者认为,不宜完全拘泥于《规程》, 可采取方案1与方案2相结合,即,梁底净空虽达不 到规定要求,但桥底有一定的净空总是优于没有净空 的。这一点也是有规范可依的,根据《堤防工程设计 规范》,如果净空高度不能满足要求,则应采取其他 有效措施,例如可在堤防背水侧傍堤修筑路堤,以满 足堤防交通、防汛抢险、管理维修等方面的要求。 3.4桥墩与堤防的位置关系 《规程》规定,“桥墩不应布置在堤身设计断面以 内”。《堤防工程设计规范》也有类似规定。这里需要 .4. 是多少。将斜坡式土堤改为陡墙式以增大桥墩与堤脚 之间的距离的想法是不可取的。由于设计采用垂直防 护而希望紧贴堤脚也是偏于不安全的。需要注意的是, 桥墩与四周地基的接触带对于渗透稳定而言属于软弱 部位,尤其是运行中的桥墩,当桩基穿过地基中的强 透水层时,桥墩振动产生的危害不容小觑,易破坏堤 防的渗控措施,减少渗径,形成渗漏通道,严重时将 危及堤防安全。此外,当临水侧桥墩靠近堤防布置时, 墩堤问流速增大,近堤水流流向发生改变Ⅲ8 J,将增加 对堤岸冲刷作用。因此,桥墩应尽量远离堤脚,在地 质条件不利、河势不稳河段更应如此,具体的安全距 离应结合堤基渗透稳定分析综合确定。笔者结合相关 研究成果,考虑到各方面的影响因素,无论如何,综 合分析确定的桥墩距堤脚不宜小于10 m 。 3.5承台顶高程 《规程》要求,“承台顶高程应在河床边滩冲刷线 以下”。对于重要河段或险工险段,河床冲刷深度宜 通过数学模型计算或物理模型试验确定。以前的技术 审查中,对承台顶高程没有严格,而设计单位一 般是主动将承台埋入河床的。但在施工阶段,由于施 工难度、进度要求,部分业主上报设计变更后的防洪 评价报告,要求将承台抬高甚至全部出露于河床。 《规程》实施后,这一做法是不被允许的。如:粤东某 高速公路韩江特大桥承台抬高方案防洪评价报告就没 有通过省水利厅的技术审查。目前的技术审查把握的 尺度是,承台顶高程必须位于河床以下。 4其他应注意的问题 此外,开展防洪评价工作还应注意: ①加强现场调查研究工作(部分评价单位对现场 不够熟悉,甚至审查时找不到工程现场); ②重视基础资料特别是近期地形、地质资料的收 集工作(部分评价单位采用10 a前的河道地形图作为 最新地形,缺乏有效的、具有参考利用价值的地质资 料); 2017年1月第1期 广东水利水电 No.1 Jan.2017 ③准确界定河道管理范围(因范围界定错误造成 评价对象错漏时有发生); 严格按照法律法规、规程规范,各司其责,共同确保 堤防安全、维护河势稳定、保证行洪畅通。 参考文献: ④加强河道冲刷与淤积计算分析能力(需要对成 果进行合理性检验); [1]河道管理范围内建设项目技术规程:DB 44/T 1661— 2015[S].2015:1—9. [2] 马进荣,李宗骏.铁路跨河桥梁工程防洪评价常见问题探 讨[J].水利水运工程学报,2015(6):76—81. [3] 水利部.河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导 则(试行):办建管[2004]109号[A]. [4] 李广阔,任玲.河道管理范围内建设项目防洪评价审查 要点分析[J].人民珠江,2007(6):83—84,111. [5] 邵旭东,顾安邦.桥梁工程[M].北京:人民交通出版 社,2005:18—103. ⑤加强网河区涉河建筑物沿程叠加效应的影响 研究: ⑥重视防治与补救措施设计(需匡算投资); ⑦提出主体方案设计合理化建议,真正站在第三 方的立场,严格依法依规、客观地对涉河建筑物进行 防洪评价。 5 结语 对河道管理范围内建设项目进行管理,编制防洪 评价报告,是水法、防洪法、河道管理条例的要求, [6] 刘智光,吴飞.桥墩组与水流方向夹角较大对河道水流 影响的数值模拟研究[J].吉林水利,2009(12):21—24. [7] 钟鸣辉.河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制若 也是为确保江河防洪安全,保障人民群众生命财产安 全和经济建设顺利进行的必然要求。项目建设地点是 可选择的,设计方案也是可调整的,但河道行洪断面 是唯一的,一经占用,几乎是不可逆转的,因此,都 应珍惜河道,保护河道。项目业主宜在选址阶段征求 水利部门的意见,及时开展防洪评价工作,力争少走 干问题探讨[J].中国水利,2013(6):40—42. [8] 陈景开,袁鹏,,等.桥梁工程跨堤布置与防洪影 响研究[J].水电能源科学,2013(2):70—73. [9]徐林春,郑国栋,黄东,等.桥梁工程阻水比与河道水 位关系初探[J].中国农村水利水电,2011(4):45—49. 弯路。设计单位、防洪评价单位、县地级水务局、各 流域管理局均应高度重视涉河建筑物的防洪评价工作, (本文责任编辑王瑞兰) Issues Related to Flood Control Assessment from Perspective of Technical Review YE Hexin,GUO Nanpeng,XIAO Sufen (Guangdong Technology Center of Water Resources and Hydropower,Guangzhou 5 1 0635,China) Abstract:According to the work summa ̄of technical review about lfood control assessment report in project construction within the management scope of fiver in Guangdong Province in recent years,several issues related to flood control assessment are discussed, which will provide valuable reference to similar work in the future.Firstly,project owner should fully consider the influence of constuctrion projects for lfood discharge in river courses on the sitting stage,and should solicit opinions from the water conservancy department as early as possible for carrying out the work of lood contfrol assessment in time.Secondly,the method to control the key parameters is proposed,such as area block—water ratio,the angle between pier axis and the flow of water,vertical clearance from levee crown to beam bottom,relative positions between bridge piers and embankment,and the elevation of pile cap.Thirdly,flood control assessment company should objectively carry out the evaluation according to relevant laws and regulations,SO as to guide the engineering design.Finally,project construction site is optional,design scheme is also adjustable,but flood discharge in river section is the only,once occupied almost is irreversible.Therefore,what should do is that to cherish and protect the river,maintain the stability of river regime,and ensure smooth flood discharge in river courses. Key words:fiver course management;constuctrion project;flood control assessment;area block—water ratio;river bridge ・5・