京杭运河特大桥桥梁洪评报告812

宿新高速公路京杭运河特大桥 防洪评价报告

设计证章：水利行业甲级 证章号：110006-sj 中水淮河规划设计研究有限公司 （中水淮河工程有限责任公司） 二○○八年六月

宿新高速公路京杭运河特大桥 防洪评价报告

设计证章：水利行业甲级 证章号：110006-sj 中水淮河规划设计研究有限公司 （中水淮河工程有限责任公司）

批准：章 敏 审定：张少华

审核：马瑞峰

校核：王永峰 胡魏耿

编制：王永峰 杨安邦 胡魏耿 ：胡魏耿 王永峰

主要参加人员：王永峰 杨安邦 王 宇 徐 峰 胡魏耿 马瑞峰 目录

1 概述 3

1.1 项目背景 3 1.2 评价依据 5

1.3 技术路线及工作内容 6 2 基本情况 8

2.1 建设项目概况 8 2.2 桥梁设计 12 2.3 河道基本情况 14

2.4 现有水利工程及其他设施情况 18 2.5 水利规划及实施安排 19 3 河道演变 21 3.1 废黄河 21 3.2 京杭运河 23 4 防洪评价计算 26 4.1 水文分析计算 26 4.2 壅水分析 28 4.3 冲刷分析 30 5 防洪综合评价 36

5.1 与现有水利规划的关系与影响分析 36

5.2 与现有防洪标准和有关技术、管理要求的适应性分析5.3 对行洪安全的影响分析 38 5.4 对河势稳定的影响分析 39

5.5 对现有防洪工程及其他水利工程与设施影响分析 39 5.6 对防汛交通、抢险的影响分析 40 5.7 对第三人合法水事权益的影响分析 41 5.8 洪水对桥梁的影响分析 41 6 防治与补救措施 42 6.1 废黄河 42 6.2 京杭运河 45 7 结论与建议 46 7.1 结论 46 7.2 建议 47

36 1 概述

1.1 项目背景

宿迁至新沂高速公路位于江苏省宿迁市、新沂市境内，起点接宁宿徐高速公路，终点与京沪高速公路相连。宿新高速公路的建设对加强宿迁与连云港地区的联系，增强宿迁和新沂的南北向交通区位优势，完善江苏省及国家南北向运输通道在区域内的路网布局结构，分担京沪高速公路的交通流量，具有十分重要的意义。项目地理位置见附图1。

根据宿迁至新沂高速公路工程可行性研究的主要成果，路线起自宁宿徐高速公路宿迁南枢纽，向东北向跨越船行干渠，沿宿迁城市规划建设区的外侧，在申湾附近跨越废黄河和325省道及京杭运河，经陆集镇折向北与宿迁南环线（规划的新325省道线位）相交，向北经过规划建设的宿迁张家港工业园区东侧，在曹集北跨越规划的徐宿连运河，经过宿迁经济技术开发区化工园区，在窑庄跨越新沂河后进入新沂境内，在新民附近跨越沭河，经踢球山在郭庄西跨越徐连高速公路后，利用新沂无锡工业园规划预留的线位穿越园区，在仲庄跨越323省道、新长铁路及规划的205国道改线线位，路线终点在大佃户东与京沪高速公路衔接。项目路线全长68.08km(工可报告)，设置何庄枢纽、宿迁南互通、宿迁北互通、新沂河互通、王庄互通、北沟枢纽及仲庄互通、段宅枢纽等8处互通式立交，设置曹集服务区1处，全线共设置主线特大、大桥5568.7m/8座，中小桥1018.6m/21座，主线上跨分离立交4401.0m/6座，支线上跨分离立交9座。宿迁至新沂高速公路工程规模见表1.1。

宿迁至新沂高速公路总体近南北走向，线路示意见附图2。附图2中，AK方案为推荐线路，CK方案、DK方案、EK方案、HK方案为AK方案比选线路。

本线路跨越的主要河流有西民便河、废黄河、京杭运河、马河、总六塘河、徐宿连运河、新沂河、沭河等。根据《中华人民共和国防洪法》的要求，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；河道、湖泊管理范围内的土地和岸线的利用，应当符合行洪、输水的要求。禁止在河道、湖泊管理范围内建设妨碍行洪的建筑物、构筑物，倾倒垃圾、渣土，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。在洪泛区、蓄滞洪区内建设非防洪建设项目，应当就洪水对建设项目可能产生的影响和建设项目对防洪可能产生的影响作出评价，编制洪水影响评价报告，提出防御措施。建设项目可行性研究报告按照国家规定的基本建设程序报请批准前，应当附具有关水行政主管部门审查批准的防洪评价报告。 表1.1 宿新高速公路工程规模一览表 序号 工程项目 单位 工程数量 1

路线里程 km 68.08 2

路基土石方（断面方） 万m3

533.61 3

沥青混凝土路面 万m2 159.54 4

特殊路基处理 km 14.32 5

主线跨河桥梁 特大、大桥 m/座 5568.7/8

中、小桥 m/座

1018.6/21 6

互通式立交 处 8 7

主线上跨分离立交 m/座 4401.0/6 8

支线上跨分离式立交 处 9 9 通道 道 80 10 涵洞 道 188 11 服务区 处 1 12

交通工程及沿线设施 km 68.08 13

公路用地 亩 7961 14

拆迁建筑物 万m2 17.225

为此，江苏省交通科学研究院委托我公司承担宿新高速公路水文分析及防洪评价工作。根据合同，对上述8条主要河道上的跨河桥梁进行防洪评价。本报告为京杭运河特大桥防洪评价（京杭运河特大桥跨越废黄河、京杭运河2条河道）。根据江苏省交通科学研究院（委托方）和中水淮河规划设计研究有限责任公司（承接方）所签定的技术咨询合同书的要求，本项目的主要咨询任务如下：

1、项目建设与有关规划的关系及影响分析；

2、项目建设是否符合防洪标准、有关技术和管理要求； 3、项目建设对河道泄洪、排涝的影响分析； 4、项目建设对河势影响分析；

5、项目建设对堤防、护岸及其他水利工程和设施的影响分析； 6、项目建设对防汛抢险的影响分析；

7、项目建设防御洪涝的设防标准与措施是否得当； 8、项目建设对第三人合法水事权益的影响分析； 9、建设项目施工期对防洪工程的影响；

10、针对建设项目产生的防洪影响提出防治与补救措施。 本报告采用的高程系统除特别说明外，为85国家高程系统。 1.2 评价依据

1.2.1 法律法规及规范性文件 （1）《中华人民共和国水法》（2002年8月29日中华人民共和国第九届全国人民代表大会第29次会议通过）； （2）《中华人民共和国防洪法》（1997年8月29日中华人民共和国第八届全国人民代表大会常务委员会第27次会议通过）； （3）《中华人民共和国河道管理条例》(1988年6月10日国务院第3号令)； （4）水利部、国家计委关于颁发《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》的通知（1992年4月3日水利部、国家计委水政[1992]07号）；

（5）水利部淮委关于实施河道管理范围内建设项目审查的通知（1993年4月24日淮委水政资[1993]06号）； （6）《江苏省河道管理范围内建设项目管理规定》（2004年7月5日修订，江苏省水利厅）； （7）《江苏省河道管理实施办法》（1996年8月23日江苏省人民政府第80号令发布）。 1.2.2 规范规程 （1）《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-93）； （2）《堤防工程设计规范》（GB50286-98）；

（3）《堤防工程管理设计规范》（SL171-96）； （4）《公路桥位勘测设计规范》（JTJ062-91）； （5）《内河通航标准》（GB50139-2004）； （6）《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则（试行）》（水利部办建管［2004］109号）。

1.2.3 有关规划、参考资料 （1）《沂沭泗河洪水东调南下续建工程实施规划（修订）》（中水淮河工程有限责任公司，2003年9月）； （2）《南水北调东线第一期工程可行性研究报告》（中水淮河工程有限责任公司、中水北方勘测设计研究院有限责任公司，2005年3月）； （3）《江苏省宿迁市城市防洪排涝规划》（淮安市水利勘测设计研究院，宿迁市水利勘测设计研究院，2002年12月）； （4）《江苏省水文手册》（江苏省水文总站，1976.1）； （5）《江苏省暴雨洪水图集》（江苏省水文总站，1984.1） （6）《宿迁市水务手册》； （7）《沂沭泗河道志》（水利部淮河水利委员会沂沭泗水利管理局）。 1.2.4 合同书以及委托方提供的有关资料

（1）江苏省交通科学研究院与中水淮河规划设计研究有限责任公司签订的《宿新高速公路水文分析及防洪评价技术咨询合同》（2008年2月）；

（2）委托方提供的有关桥梁设计报告、图纸、地质资料和其他资料。 1.3 技术路线及工作内容 （1）资料收集

收集评价河道有关水文资料，桥址处河道历史、现状、规划治理等资料；委托方提供工程设计相关图纸、地质勘探资料以及相关资料。 （2）计算方法

水文分析依据《宿新高速公路水文分析报告》（中水淮河工程有限责任公司，2008.1）计算成果。 壅水、冲刷计算主要依据《公路桥位勘测设计规范》（JTJ062－91）提供的方法进行计算。 （3）防洪评价

根据《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则（试行）》（水利部办建管［2004］109号）、《堤防工程设计规范》（GB50286-98）、《堤防工程管理设计规范》（SL171-96）等规程、规范对桥梁进行防洪影响评价。评价内容主要包括对河道行洪安全的影响，对河势稳定的影响，对防汛交通、抢险的影响，对通航的影响以及洪水对桥梁的影响等。 2 基本情况

2.1 建设项目概况 2.1.1 地理位置

宿新高速公路位于江苏省宿迁市、新沂市境内。本桥位于宿迁境内。宿迁市位于江苏省北部，介于北纬33°8'—34°25'，东经117°56'—119°10'之间，西邻徐州，东连淮安，北接连云港。拟建的京杭运河特大桥于船行村申湾组跨越废黄河、京杭运河，线路中心桩号AK8+819。桥梁位置示意图见图2.1。

图2.1 京杭运河特大桥位置示意图 2.1.2 线路走向

宿新高速公路起点接宁宿徐高速公路，经宿迁市三棵树镇、陆集镇、顺河镇、曹集镇、

侍岭镇，于宿迁湖滨开发区东侧跨越新沂河进入新沂境内，经过新沂市邵店镇、唐店镇、北沟镇终点与京沪高速公路相接。

京杭运河特大桥穿越处京杭运河河道桩号13+360（河道桩号起点位置宿迁闸，桩号0+000），穿越处废黄河河道桩号40+200（河道桩号起点位置徐洪河口，桩号0+000）。 2.1.3 工程技术指标

根据宿迁至新沂高速公路工程可行性研究成果，推荐采用路基宽度为28m的四车道高速公路标准，设计速度120km/h，其主要技术控制指标见表2.1。 表2.1 宿新高速公路主要技术指标控制表 指标名称 单位 指标 公路等级

高速公路 设计速度 km/h 120

路基宽度 m 28

路面结构

沥青混凝土 设计荷载

公路-Ⅰ级 设计洪水频率

特大桥1/300；其他结构物1/100 桥梁宽度 m

与路基同宽

2.1.4 地形地貌

线路经过地段地貌类型以冲积平原、堆积波状平原为主，零星分布剥蚀残丘。地形总趋势是由南向北地面逐渐抬高。

京杭运河特大桥桥位区属堆积冲积平原区地貌单元，废黄河河底宽50m，底高18.4m左右；两侧滩面高程22.6m左右，宽20m；两侧堤顶高24.5～24.7m；河堤边坡均为1:3。京杭运河河宽约300m，水面宽约200m，河堤处地面标高21.1m左右。 2.1.5 工程地质

1、断裂构造与地震

根据江苏省交通科学研究院提供的资料，线路区地质构造主要为古东北向构造郯庐断裂带。拟建宿新高速公路工程位于该断裂附近，线路与该断裂带近乎平行。 根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及《宿迁至新沂高速公路工程场地地震

安全性评价报告》，桥位区地震基本烈度Ⅷ度，地震动峰值加速度为0.318g，抗震设计分组为第一组，属建筑抗震不利地段。 2、桥址处地层情况

桥位区地貌单元单一，岩土层类别较多，层厚变化比较大。根据土层沉积时代、韵律、颜色和颗粒粗细，在钻探深度内共划分为12个工程地质层，17个亚层。表层为素填土，其下为新近沉积（Q4al）的亚粘土、淤泥质粘土、粘土、细砂、中砂、粗砂，中部为上更新统（Q3al）沉积的粘土，中粗砂，底部为（Q1－2al）沉积的粘土，亚粘土，中粗砂，粉砂。现将土层岩性及分布特征概述如下： 1层素填土（Q4al）：灰黄色，稍湿，软塑。以亚砂土、亚粘土为主。主要分布于岸堤处。 21层亚粘土（Q4al）：灰黄色，软塑。厚度3.50m，顶板标高19.80m，推荐容许承载力[б0]=120kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi=35kPa。 22层亚砂土（Q4al）：灰黄色，饱和，硬塑，含云母碎片。局部夹灰褐色淤泥质透晶体薄层，厚度2.70～11.70m，顶板埋深0.00～1.80m，顶板标高2.70～11.70m，推荐容许承载力[б0]=100kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi=38kPa。 32层粘土、淤泥质粘土（Q4al）：灰褐色、灰黑色，流塑，局部粉质含量较高。夹少量亚砂土薄层，厚度5.95～7.00m，顶板埋深2.70～3.50m，顶板标高5.95～7.00m，推荐容许承载力[б0]=60～100kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi=20～30kPa。 33层粘土（Q4al）：灰黄色，硬塑。厚度1.80～4.40m，顶板埋深8.00～13.50m，顶板标高9.30～13.50m，推荐容许承载力[б0]=130～140kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi=35～40kPa。

34层亚砂土（Q4al）：灰色、灰黄色，软塑。厚度3.10～16.10m，顶板埋深5.10～15.30m，顶板标高4.90～17.70m，推荐容许承载力[б0]=150kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi=40kPa。

35层细砂、中砂（Q4al）：灰色，松散。厚度2.20～4.50m，顶板埋深18.00～22.00m，顶板标高-1.10～1.80m，推荐容许承载力[б0]=150kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi=40kPa。 37层，中砂、粗砂（Q4al）：灰色-灰黄色，中密-密实。局部为砾砂。厚度3.90～9.80m，顶板埋深20.30～24.20m，顶板标高-3.30～6.70m，推荐容许承载力[б0]=250～300kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi=50～60kPa。 4层粘土（Q3al）：灰黄色为主，硬塑。厚度较大，含铁锰质结核及钙质结核，局部富集，间夹亚砂土、亚粘土薄层。厚度8.80～33.20m，顶板埋深9.00～32.80m，顶板标高-12.20～9.50m，推荐容许承载力[б0]=220～360kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi=55～80kPa。 5层中砂、粗砂（Q3al）：灰黄色为主，饱和，密实，级配较差，主要矿物成份：石英、长石、云母等。局部为细砂。厚度1.10～5.65m，顶板埋深37.40～48.70m，顶板标高-25.90～-18.20m，推荐容许承载力[б0]=250～400kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi=55～100kPa。 6层粘土（Q3al）:灰黄色、灰白色、褐红色，硬塑。厚度3.70～9.90m，顶板埋深40.20～45.80m，顶板标高-24.90～-21.70m，推荐容许承载力[б0]=300～360kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi=70～80kPa。

7层中砂、粗砂（Q1－2al）：灰白色、紫红色，饱和，密实，分选性一般，含少量角砾。厚度2.80～24.0m，顶板埋深47.90～50.30m，顶板标高-29.40～-28.20m，推荐容许承载力[б0]=350～400kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi=60～100kPa。 8层粘土（Q1－2al）：褐黄色、灰黄色、灰绿色，硬塑。局部混中粗砂颗粒。厚度3.30～9.30m，顶板埋深50.70～74.30m，顶板标高-53.40～-32.20m，推荐容许承载力[б0]=330～360kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi=75～80kPa。 9层中砂、粗砂（Q1－2al）：灰白色、浅黄色，饱和，密实，分选性一般，主要矿物成

分为石英、长石等。厚度3.35～4.50m，顶板埋深57.30～83.60m，顶板标高-62.70～-38.80m，推荐容许承载力[б0]=350～400kPa，钻孔桩桩周土极限摩阻力τi=60～100kPa。 京杭运河特大桥工程地质纵断面图见附图3，钻孔柱状图见附图4。 2.2 桥梁设计 2.2.1 技术标准

本项目采用高速公路标准建设，设计时速120km/h，路基宽度28m，桥梁与路基同宽。桥梁设计荷载公路-Ⅰ级。

本桥设计洪水频率为300年一遇。

2.2.2 桥梁设计

京杭运河特大桥是左、右幅两座并列的桥梁，单幅净宽12m，两幅桥间距0.7m。全桥桥跨布置为：22×30m（部分预应力砼组合箱梁）+(76m+120m+72m)（现浇预应力砼变截面连续箱梁）+12×30（部分预应力砼组合箱梁）m，桥梁全长1295.2m。主桥跨径为（76+120+72）m现浇预应力砼变截面连续箱梁，引桥采用30m装配式预应力砼组合箱梁，下部采用肋板台、柱式墩、钻孔灌注桩基础。主桥平面位于直线上，纵向位于i1=1.57%，i2=-2.5%，R=20000m，T=406.77m，E=4.137m的凸曲线上，变坡点桩号AK8+865，变坡点高程39.573m。全桥纵断面高程由航道净空控制。主桥两端过渡墩上设D240型钢组合伸缩缝,引桥设D160型钢组合伸缩缝。桥台设D80型钢组合伸缩缝。桥梁跨越废黄河，中心桩号为AK8+273。桥梁第10孔跨越徐淮公路（现S325），路面宽18m，净高5m，中心桩号为AK8+460。利用桥孔设4×2.7m机耕通道，中心桩号分别为AK8+190、AK8+340、AK8+550、AK8+705、AK8+792。利用桥孔设6×3.5m汽车通道（规划金沙江路），中心桩号AK9+420。

京杭运河特大桥共有桥墩38座。3＃、4＃墩布置在废黄河主槽内，1#墩布置在废黄河右堤背水坡，5#墩布置在废黄河左堤堤顶。桥墩布置与水流方向呈22°夹角。桥墩采用1.4m直径圆柱墩。

23＃、24＃墩布置在京杭运河主槽内，桥墩布置与水流方向呈0°夹角。26#和27#桥墩布置在京杭运河左堤迎水坡脚和背水坡脚。桥墩采用1.4m直径圆柱墩，过渡墩采用2.0m双柱式圆柱墩，主墩采用宽3.6m实体墩。

桥梁参数见表2.2，桥位平面图见附图5，桥型布置图见附图6。

表2.2 桥梁参数表 单位：m 桥长 桥跨布置 左岸梁底高程 右岸梁底高程 防汛通道 机耕通道 1295.2

22×30m+(76m+120m+72m) +12×30m 29.23（废黄河） 27.52（京杭运河） 27.50（废黄河） 31.55（京杭运河） 6×4.5

（京杭运河左岸）

4×2.7 （废黄河）

2.2.3 施工组织设计

京杭运河特大桥主桥上部为120m变截面预应力连续梁，下部为薄壁墩，分离式承台，180cm钻孔灌注桩基础。引桥为30m组合箱梁，下部为130cm柱，150cm钻孔灌注桩基础，桩柱式台。

1）主桥下部结构施工

由于主墩位于河道内，水中钻孔灌注桩采用搭设水中固定平台施工方案，水中平台采用Ф800mm钢管桩、入土深度控制在4-6m。钢管桩利用振动锤打桩，每个管桩顶放置贝雷梁。形成施工平台。

水下承台、墩柱（身）采用钢板桩围堰施工方案，单侧主墩围堰尺寸为15m×28m。钢板桩顶标高为最高通航水位以上21.0m，底低标高为6.0。钢板桩围堰施工顺序为：测量放线→插打定位钢板桩→设置导桩框架→清理钢板桩→插打钢板桩→吸泥→水下砼封底→设置内支撑→抽水堵漏→承台和墩身施工→拆除内支撑→拔除钢板桩。 从钻孔灌注桩施工至钢板桩围堰施工完成约5~6个月。 2）主桥上部结构施工

主桥上部结构施工采用悬臂浇注施工方法，施工时对航道基本无影响。施工顺序为： 在主墩上安装支座，搭设支架浇筑0#、1#块，设置墩顶梁固结措施，固结措施采用临时墩、墩顶临时支座，及预埋于承台及临时墩中的张接钢筋等； 张拉0#、1#块内纵横预应力钢束，注浆，安装挂篮就位；

悬浇2#块，并张拉相应纵向预应力束，张拉部分桥面横向预应力束；

利用挂蓝浇筑至12#块，当悬臂浇筑至12#梁段时，搭设支架，浇筑边跨14#现浇段； 对称拆除边跨挂篮，浇筑边跨合龙段（浇筑过程中边浇筑砼边减轻压重，使合龙段处于平衡加载过程中），张拉边跨合龙段钢束。拆除一个中跨挂篮，并将另一个中跨挂篮前移，准备中跨合龙；

拆除主墩处的临时支墩和边跨的施工支架，解除主墩处临时固结。中跨两悬臂端各加中跨合龙段重量的一半压重，安装中跨合龙段劲性骨架，浇筑中跨合龙梁段（浇筑过程中，边浇筑砼边减轻压重，使合龙段处于平衡加载过程中）。张拉中跨合龙预应力束，拆除中跨挂篮； 桥面系施工，全桥竣工。预计施工工期11个月。 3）引桥下部结构施工

引桥采用桩柱式墩，先进行钻孔灌注桩施工：搭设水中施工平台，测量放样，埋设钢护筒，钢护筒内径比桩径稍大20~40cm。护筒顶端高出地下水位或孔外水位2m以上。护筒底端埋设深度：2~4m。循环钻机钻孔。桩基施工计划在4个月内完成。立柱采用定型钢模，泵送砼。预计施工工期4个月。 4）引桥上部结构施工

引桥上部结构为30m组合箱梁，采用线外场地预制，利用龙门架及架桥机逐孔架设安装。预计施工工期9个月。

京杭运河特大桥主桥施工方案示意图见附图7。 2.3 河道基本情况 2.3.1 流域概况

本线路所处流域属淮河流域沂沭泗水系。沂沭泗水系位于淮河流域北部。东临黄海，北至沂蒙山分水岭、大汶河流域、黄河，西南部以废黄河为界。流域面积78900km2，山区31%，平原占67%，湖泊占2%。

沂沭泗水系发源于沂蒙山区，由沂河、沭河、泗河组成。沂河、沭河自沂蒙山区平行南

中泓，两侧筑圩堤，圩内低地挖鱼塘，高地或栽果树，或种农作物。整治后的中泓底宽：皂河桥以上为60m，皂河桥至宿迁桥为80m，宿迁桥至洋河桥为100m，洋河桥以下为120m；中泓底高程，起点王集段24m，终点宿泗交界处19m。共建70多个开垦圩区。圩堤顶宽4m，顶高超过1974年洪水位1m。新增农田2.60万余亩。完成土方400多万m3。并建排灌站15处，连滩地原有农田6.40万亩，都改善了排涝灌溉条件，做到旱涝保收，稳产高产，水稻亩产500kg以上。1981-1990年，按照综合开发的方针，重点发展养鱼、种植果树。废黄河滩已变成粮食、水产和果类的生产基地。 3.1.3 河道演变趋势分析

根据京杭运河特大桥平面布置图，桥址处河段河道顺直，基本不存在水流的弯曲顶冲和横向环流作用，自然状态下河床较稳定。

3.2 京杭运河

3.2.1 河道历史演变

京杭运河起源于春秋时期吴国开凿的邗沟，迄今已近2500年的历史。它北起北京，南迄杭州，纵贯北京、天津、河北、山东、江苏、浙江4省2市，沟通海河，黄河，淮河，长江，钱塘江五大水系，全长1800km。其开凿之早，里程之长，在世界运河史上位列前茅。

运河畅通与否，与封建王朝的兴衰息息相关，从唐宋至明清，历代王朝鼎盛时期，运河开发治理与作用的发挥，均卓有成效，反之，王朝处于动乱崩溃之时，运河也随之失修或堙废。唐代从安史之乱后，将近30年间，运河时通时阻，唐王朝岌岌可危，从兴元元年(784年)打通汴河水路，至唐宋农民起义前，一百多年中运河一直疏通，江南财赋通过运河转输长安，支撑着唐王朝度过一个世纪之久。宋代前期，在开凿沙河、洪泽河、龟山运河及斗门船闸等方面，其成就远超前代，年漕运量最高时达800万石，国力呈上升趋势。金兵入侵后，宋室南迁临安，偏安东南，汴河湮废，南宋王朝终为元朝所取代。元代建都大都(现北京)，运河改线，遂成今日之走向。 康熙二十五年（1686年），河道总督靳辅加筑黄河北岸遥堤后又提出开中河方案。利用宿迁以下遥、缕二堤之间取土塘开的运料小河，再浚深拓宽，新开河道广八、九丈余，从宿迁至清河仲庄，计180里，形成中河运道，于二十七年正月竣工(即现在的中运河)。中河上接张庄运口，引骆马湖之清水济运，下于清河县仲庄建石闸一座，仲庄以下与盐河沟通，至三阳、安东（今涟水）入平旺河以达于海。仲庄至平旺河段，又称下运河，可分泄中河之洪水，中河开成后，既可泄沂、沭之水，运舟从此通行，也可避黄河200里之险。抵通(州)之期较历年提前一月有余，从此，不再由黄河通漕。

中河建成后，清代曾作过两次大的修改：一是河道，一是运口。 康熙三十八年（1699年），总河于成龙以中河堤临近黄河，地势低下，子堤不能久立，乃自桃源盛家道口下至清河，弃中河下段，改凿60里，以旧河北堤为南堤，添筑北纤堤，名新中河。三十九年，总河张鹏翮又以新中河敝坏已极，河道弯曲，不利行船；切三义坝以上30余里，河身浅狭，湖水骤涨，难以容纳。旧中河河首至三义坝32里，河身深广，胜似新河，三义坝以下至仲庄闸25里，河身较浅，加之南岸湖水散漫，难筑子堤，兼距黄河岸近，防守不易。故在三义坝筑拦河坝，截旧中河改入新中河，三义坝以下用新中河之半，三义坝以上用旧中河之半重如挑浚，合为一河。

中河未凿之先，无仲庄运口。自中河开通后，来往船只由仲庄进出口。仲庄运口在清口上游，有助黄抑清之患，曾筑坝以收其势。而从运北上，仍须启闸通流。当春夏之交，水势渐旺，逼黄南趋，运道深受影响。 康熙四十二年（1703年），于陶庄以下杨家庄大清河故道开引河，使中河于此出口，后名杨庄运口。运口内添建草坝3座，名头、二、三坝，三坝内设闸１座，时名双闸，亦称杨

庄闸，以调蓄中运河水，不使骤泄。五十五年，于杨庄运口双闸南，挑越河205丈，漕船俱由越河行走，闸遂废。

中河开通后，自杨庄至张庄口为中河；张庄运口至猫儿窝为皂河；猫儿窝以上至夏镇为迦河，其走向大体上与现在的中运河至山东鲁南运河相似。 清咸丰五年(1855年)，黄河北徒，山东运河淤塞。 3.2.2 河道近期演变

新中国建立后，在京杭运河苏北段的建设过程中，江苏省人民政府坚持水利与交通统一规划，综合利用，统筹兼顾，共同发展的指导思想，在导沂整沭、治理淮河时兼顾运河航运发展。1958年～1961年运河扩建和1982年～1988年续建工程亦结合水利建设，最大限度地综合利用水资源，使航运、防洪、灌溉、供水、旅游等方面均取得巨大效益。

从中运河历史变迁可以看出运河河势变化的特点，古老的京杭运河自黄河夺淮后深受黄河泥沙之害，河势变化多因淤积而变。随黄河北徙后河势相对稳定，河道淤积情况依然严重，而由于当时政府腐败，对河道疏于管理和整治。新中国建立后，通过扩建和续建两次整治，中运河现在是河势稳定，泄洪无阻，航道通畅，水利设施完善，管理有序，呈现一派蓬勃生机。

3.2.3 河道演变趋势分析

根据《沂沭泗洪水调度方案》，中运河宿迁段规划不作为主要行洪河道，一般洪水年此段中运河行洪几率较小，故存在冲刷的可能性较小，如遇特殊洪水，中运河行洪，由于河段处于骆马湖下游，洪水经过骆马湖的调蓄，含沙量已大大减小，故产生淤积的可能性也较小。南水北调水源来自于长江或洪泽湖，水源自身基本没有含沙量，而输水流速较小，形不成冲刷，因此，该河段在输水期间基本不存在淤积的可能。没有大的冲淤变化，表明河势稳定。 根据京杭运河特大桥平面布置图，桥址处河段河道顺直，基本不存在水流的弯曲顶冲和横向环流作用，自然状态下河床较稳定。

4 防洪评价计算 4.1 水文分析计算 4.1.1 废黄河

根据《江苏省废黄河治理工程规划》（江苏省水利勘测设计研究院，1999.10）废黄河杨庄以上采用梯级控制，分段分洪。即分为徐州以上、徐州至峰山、峰山至徐洪河、徐洪河至洋河、洋河至泗阳、泗阳至杨庄六段。徐州市以下按10年一遇除涝，20年一遇防洪筑堤。 徐洪河至杨庄全长133.98km，汇水面积324.11km2。按照分段治理，就地拦蓄的治理原则，全线分为3个拦蓄段：徐洪河至洋河段，洋河至泗阳段，泗阳至杨庄段。本桥位于徐洪河至洋河段。

徐洪河至洋河段，河道长51.83km，汇水面积111.63km2。经计算20年一遇3天洪水总量0.17亿m3，10年一遇3天洪水总量0.13亿m3。经调节计算，10年一遇防洪流量63m3/s。20年一遇防洪流量为88 m3/s。本段下排出路规划集中入西民便河分洪方案。 徐洪河至洋河段控制点设计流量、水位见表4.1。

表4.1 废黄河徐洪河至洋河段控制点水位、流量成果 控制位置 上下游 20年一遇 10年一遇 备注

水位(m) 流量(m3/s) 分洪(m3/s) 水位(m) 流量(m3/s) 分洪(m3/s)

徐洪河分洪 上 28.41 50 50 26.31 36 36

魏工分洪，入徐洪河 下 25.30 0

24.30 0

宿泗坝 上 22.31 88 88 21.81 63 63 下 20.84 0

19.35 0

根据规划流量、水位成果推求本桥址处水位，见表4.2。 根据《江苏省宿迁市城市防洪除涝规划》，废黄河城区段设计百年一遇洪水位23.91m。为安全考虑，本桥百年一遇洪水位采用城区段洪水成果。

表4.2 废黄河桥址处设计流量、水位成果 桥名 桩号 洪水标准

设计流量（m3/s） 设计水位（m）

京杭运河特大桥（废黄河） 40+200 10年一遇 63 22.15

20年一遇 88 22.65

100年一遇

23.91

4.1.2 京杭运河

项目选址处位于中运河宿迁闸～刘老涧闸段，距离宿迁闸约13.36km，距离刘老涧闸约13.34km。河段的水情完全由人工调度和工程控制，其水文特性已非自然状况，设计水位、流量不宜采用频率分析方法。本次依据该段河道防洪设计水位和沂沭泗洪水调度方案宿迁闸控制泄洪流量，综合分析计算桥址处的设计水位及中运河的流量。 根据国家防总[2005]8号《沂沭泗河洪水调度方案》，骆马湖洪水按如下方案调度（此方案中高程系为废黄河高程系）：

1、当骆马湖水位（洋河滩站水位，下同）达22.5米并继续上涨时，嶂山闸泄洪，或相机利用皂河闸、宿迁闸泄洪；如预报骆马湖水位不超过23.5米，照顾黄墩湖地区排涝。 2、预报骆马湖水位超过23.5米，骆马湖提前预泄。预报骆马湖水位不超过24.5米，嶂山闸泄洪控制新沂河沭阳站洪峰流量不超过5000立方米每秒，同时相机利用皂河闸、宿迁闸泄洪。

3、预报骆马湖水位超过24.5米，嶂山闸泄洪控制新沂河沭阳站洪峰流量不超过6000立方米每秒；同时相机利用皂河闸、宿迁闸泄洪。

4、当骆马湖水位超过24.5米并预报继续上涨时，退守宿迁大控制；嶂山闸泄洪控制新

沂河沭阳站洪峰流量不超过7000立方米每秒；视下游水情，控制宿迁闸泄洪不超过1000立方米每秒；徐洪河相机分洪。

5、如预报骆马湖水位超过26.0米，当骆马湖水位达到25.5米时，启用黄墩湖滞洪区滞洪，确保宿迁大控制安全。

根据调度方案，退守宿迁大控制时，视下游水情，控制宿迁闸泄洪不超过1000 m3/s，历史上宿迁闸最大泄洪流量为1040m3/s（1974年8月17日），由此确定项目所在中运河段设计流量为1000m3/s。宿迁闸下防洪设计水位20.71m，刘老涧闸上防洪设计水位19.81m，相应桥址处防洪设计水位为20.26m。

中运河是南水北调工程的主要输水干线，根据《南水北调东线工程规划》（水利部淮河、水利部海河水利委员会，2001.10），南水北调东线工程一期规划利用中运河输水230m3/s～175m3/s；南水北调东线工程二期规划不增加中运河输水量；南水北调东线工程三期规划入骆马湖525m3/s，将中运河的输水规模增大至405m3/s～350m3/s；水位基本控制在17.31m～19.31m。

根据交通部交工发［1993］1277号文关于江苏省京杭运河等技术等级的批复精神，宿迁闸至刘老涧闸之间为Ⅱ级航道，设计最低通航水位为17.81m，设计最高通航水位为19.31m。

4.2 壅水分析

新建桥梁部分桥墩布置在河道的主槽和滩地上，桥梁建成后桥墩减少了河道过水面积，引起阻水，桥墩挡水时水流受到压缩，引起水流的能量损失，使得桥前水位升高而引起壅水。本次计算各桥梁设计洪水时的壅水。 根据《公路桥位勘测设计规范》，桥前最大壅水高度采用下式计算： △Z=η(VM2－V02)

式中：△Z—最大壅水高度（m）； η—系数；

V0—断面平均流速，m/s； VM—大桥处平均流速，m/s；

Q—设计流量，m3/s；

A0—天然状态设计水位下过水面积，m2；

Am=A0-An

An—桥下设计水位下阻水面积，m2； B1—桥墩计算宽度，m；

H—设计水位下桥墩高度，m；

α—水流方向与桥轴法线间的夹角（°）； L—桥墩长度，m； b—桥墩宽度，m。

壅水曲线全长采用下式计算： L=2△Z/I

式中：L—壅水曲线全长，m； I—水面比降。

根据《公路桥位勘测设计规范》，η取值见表4.3。

表4.3 η值表 河滩路堤阻断流量与设计流量的比值（％） <10 11~30 31~50 >50 η 0.05 0.07 0.1 0.15

壅水计算参数见表4.4。

桥梁的最大壅水高度和壅水曲线全长与桥梁处河道设计流量、工程前河道断面面积、桥墩的阻水面积以及水面比降有关。各桥桥墩阻水面积统计见表4.5。

根据计算结果，桥梁在设计洪水时壅水高度不足0.010m，壅水高度较小。详见表4.6。 表4.4 壅水计算参数 桥梁 设计洪水

河滩路堤阻断流量（m3/s） 设计流量（m3/s） 比值(%) η

京杭运河特大桥（废黄河） 10年一遇 0 63 0 0.05

20年一遇 0 88 0 0.05

京杭运河特大桥（京杭运河） 最大行洪流量 0 1000 0 0.05

表4.5 桥墩阻水面积统计 桥梁 设计洪水

工程前河道断面面积（m2） 桥墩阻水面积（m2）

阻水面积占工程前面积百分比(%) 京杭运河特大桥（废黄河） 10年一遇 227.76 10.70 4.7

20年一遇 264.38 12.43 4.7

京杭运河特大桥（京杭运河） 最大行洪流量 1366.32 11.48 0.84

表4.6 桥梁壅水计算成果表 桥梁 防洪标准

设计流量(m3/s)

桥前最大壅水高度（m） 壅水曲线全长（m）

京杭运河特大桥（废黄河） 10年一遇 63 0.001 20

20年一遇 88 0.001 20

京杭运河特大桥（京杭运河） 最大行洪流量 1000 0.004 46 .

4.3 冲刷分析

一般冲刷是指河流上修建桥梁，桥墩及桥台等结构物侵占过流断面，压缩过流宽度，引起桥下断面水流的单宽流量增大，水流挟沙能力增大，引起桥址断面附近河床垂向冲刷。

局部冲刷是指桥墩周围涡旋流产生的冲刷。水流受到桥墩的阻挡，水面向上弯曲，一定水深以下水流倾斜向下，在床面处形成横轴环状涡旋带，绕墩水流在桥墩两侧形成立轴涡旋。墩周泥沙被涡旋流卷起，由墩侧水流挟带至下游落淤，墩周形成局部冲刷坑。

一般冲刷和局部冲刷的冲刷深度与过流条件、河道断面、河床土壤特性、桥墩阻水几何形状等因素有关。

根据《公路桥位勘测设计规范》推荐的计算公式，对各桥梁设计洪水时引起的一般冲刷、局部冲刷进行分析计算。

桥下冲刷计算分两种计算情况：非粘性土和粘性土，不同的土质采用不同的计算公式。

1、一般冲刷

①、对于非粘性土的桥下一般冲刷，按以下公式计算： a、河槽部分

式中 hp——桥下一般冲刷后的最大水深，m； A——单宽流量集中系数；

Q2——河槽部分通过的设计流量，m3/s； μ——桥墩水流侧向压缩系数；

Bc'——桥下河槽部分桥孔过水净宽，m； hmc——河槽最大水深，m； ——河槽平均水深，m； ——河槽土平均粒径，mm；

E——与汛期含沙量有关的系数； b、河滩及人工渠道部分

式中 Qt?——桥下河滩部分通过的设计流量，m3/s，

hmt——桥下河滩最大水深，m； ——桥下河滩平均水深，m；

VH1——河滩水深1m时非粘性土不冲刷流速，m/s； Bt?——河滩部分桥孔净长，m； 其余符号同前。

②、对于粘性土的桥下一般冲刷，按以下公式计算： a、河槽部分

式中 hp——桥下一般冲刷后的最大水深，m； A——单宽流量集中系数；

Qc——河槽部分通过的设计流量，m3/s； IL——液限指数；

Bc′——桥下河槽部分桥孔过水净宽，m； hmc——河槽最大水深，m； ——河槽平均水深，m； μ——桥墩水流侧向压缩系数。 b、河滩及人工渠道部分

式中 ——河滩部分通过的设计流量，m3/s； Bt′——桥下河滩部分桥孔过水净宽，m； hmt——河滩最大水深，m； ——河滩平均水深，m； 2、局部冲刷

①、对于非粘性土的桥下局部冲刷，按以下公式计算： 当V≤V0 hb=Kζ×Kη×B10.6×(V-V0') 当V＞V0

式中 hb——桥墩局部冲刷坑深度，m； V—— 一般冲刷后墩前行近流速，m/s； V0——河床泥沙起动流速，m/s； Kζ——墩形系数；

Kη——河床颗粒的影响系数； B1——桥墩计算宽度，m；

V0'——墩前泥沙始冲流速，为m/s； n——指数。

②、对于粘性土的桥下局部冲刷，按以下公式计算：

当hp/B1≥2.5 hb=0.83×Kζ×B10.6×IL1.25×v

当hp/B1＜2.5 hb=0.55×Kζ×B10.6×hp0.1×IL1.0×v 式中 Kζ——墩型系数； B1——桥墩计算宽度，m；

v——一般冲刷后墩前行近流速，m/s。

根据江苏省交通科学研究院提供的勘探资料及地质剖面图进行冲刷计算。各桥梁冲刷计算部分参数见表4.7。

综合计算结果，废黄河、京杭运河在设计流量时一般冲刷、局部冲刷不大。 计算成果详见表4.8。

表4.7 各桥梁冲刷计算部分参数 桥梁 洪水频率

最大水深（m） 平均水深（m） 过水净宽（m） 单宽流量集中系数 墩形 系数 液性 指数

河槽泥沙平均粒径（mm） 主槽 滩地

主槽 滩地 主槽 滩地

京杭运河特大桥（废黄河） 10年一遇 4.05 不上滩 3.34 66.9

1.156 1

0.068

20年一遇 4.55 0.15 3.42 0.29 74.72 9.65 1.156 1

0.068

京杭运河特大桥（京杭运河） 最大行洪流量 8.54 3.16 5.87 1

210.04 130.92 1.200 0.98 0.83

表4.8 桥址断面冲刷计算成果 桥梁 洪水频率

行洪流量（m3/s） 水位（m）

主槽河底高程(m) 滩地河底高程(m) 一般冲刷 局部冲刷

冲刷线高程（m） 冲刷深度（m） 冲刷线高程（m） 冲刷深度（m） 主槽 滩地 主槽 滩地 主槽 滩地 主槽 滩地

京杭运河特大桥（废黄河） 10年一遇 63 22.15 18.10 22.50 18.10 不上滩 不冲刷 不上滩

17.57 不上滩 0.53 不上滩

20年一遇 88 22.65 18.10 22.50 18.10 22.50 不冲刷 不冲刷 17.12 22.50 0.98 不冲刷

京杭运河特大桥（京杭运河） 最大行洪 流量 1000 20.26 11.72 17.10 11.72 17.10 不冲刷 不冲刷 10.72 17.00 1.00 0.10

5 防洪综合评价

5.1 与现有水利规划的关系与影响分析

京杭运河特大桥工程涉及的水利规划有《南水北调东线工程规划（2001年修订）》、《江苏省废黄河治理工程规划》、《江苏省宿迁市城市防洪排涝规划》。

南水北调东线第一期工程骆马湖以南中运河输水规模230m3/s，扩建泗阳、刘老涧、皂河三级提水泵站，并进行堤防整治，两岸排涝、截渗等影响处理。京杭运河特大桥位于刘老涧站至皂河站河段区间。南水北调东线第一期工程利用现状京杭运河主槽输水；第二期工程该河段输水规模不变；第三期工程拟疏浚河道扩大输水规模到405m3/s。因京杭运河大桥主桥跨径较大，为（76+120+76）m，桥墩对输水水头损失影响很小，对该河段今后疏浚和其他建设影响很小。因此，京杭运河特大桥的建设对南水北调东线工程规划的实施基本无影响。

京杭运河宿迁城区段主要治理措施为堤防加固、挡洪墙、防汛道路和绿化工程等，由于规划工程位于城区段，拟建京杭运河特大桥位于城南船行村申湾组附近，京杭运河特大桥的建设与规划工程的实施互不影响。 根据《江苏省废黄河治理工程规划》，废黄河徐洪河至洋河段规划集中入西民便河分洪方案。全段分小段建分隔坝和穿坝涵洞，调节控制，由洋北废黄河桥以上经西民便河入成子湖。本规划建分隔坝和穿坝涵洞尚无具体方案，桥梁采取立交方式穿越废黄河，桥梁建设对其影响不大。

5.2 与现有防洪标准和有关技术、管理要求的适应性分析 《堤防工程设计规范》（GB50286-98）第9.3条对跨堤建筑物、构筑物作了以下规定： 1、桥梁、渡槽、管道等跨堤建筑物、构筑物，其支墩不应布置在堤身设计断面以内。当需要布置在堤身背水坡时，必须满足堤身设计抗滑和渗流稳定的要求。

2、跨堤建筑物、构筑物与堤顶之间的净空高度应满足堤防交通、防汛抢险、管理维修等方面的要求。

3、上堤交通坡道和临堤航运码头与堤防连接时，不应降低堤顶高程，不应削弱堤身设计断面。设在临水侧的坡道应与水流方向一致，顺堤轴线方向傍堤坡修筑。上堤的人行或禽、畜坡道可采用砌石阶梯式或土石混合斜坡式，坡道路面应设置排水设施。

以上规定说明为了堤防的稳定和防洪安全运用，并且不影响堤防的加固和扩建，跨堤建筑物的支墩应布置在堤身设计断面之外。由于堤顶、临水坡是堤防工程稳定和管理运用的主要部位，在这些部位布置支墩，支墩与堤防的连接处缩短了渗透路径，增加了堤防发生渗漏、管涌的可能性，支墩的施工直接破坏了堤防，桥梁通车运行时造成的震动对堤防结构产生不利影响，因此，不应在此部位布置支墩等建筑物，避免产生不良影响。

跨堤建筑物、构筑物与堤顶之间的净空高度应满足其本身和堤防的使用要求，并且应考虑堤防长远规划的要求。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坡修筑路堤，以满足堤防交通、防汛抢险、管理维修等方面的要求。对于堤防的交通系统，《堤防工程管理设计规范》（SL171-96）规定应根据工程管理和防汛任务的需要，参照《公路工程技术标准》的有关规定，确定公路等级和其他有关设计参数。 京杭运河特大桥设计按300年一遇的防洪标准，而废黄河规划防洪标准为20年一遇，本段京杭运河按《沂沭泗河洪水调度方案》调度，控制流量不超过1000m3/s。桥梁设计的防洪标准高于河道的防洪标准，符合防洪要求。

根据设计单位的桥梁立面布置图，1#桥墩布置在废黄河现状右堤的背水坡，需采取影响防治措施，以消除对堤身抗滑和渗流稳定的影响。

5#桥墩布置在废黄河左堤堤顶，不符合《堤防工程设计规范》要求。经向设计单位了解，该桥布置综合考虑了水利、航运、交通以及桥梁设计等要求，若调整5#墩位置对桥梁整体结构合理性有影响。此外，根据现场查勘，废黄河和京杭运河之间有徐淮公路，公路走向与两河道基本平行。徐淮公路与废黄河左堤相距135m，中间为鱼塘。徐淮公路标高25.91m，废黄河左堤堤顶标高24.50m，公路高于废黄河左堤堤顶，该堤段破坏影响范围有限。因此，如果5#桥墩位置不调整，则必须进行堤身断面补偿和加固处理措施，确保堤身安全稳定。

26#、27#桥墩布置在京杭运河现状左堤的迎水坡脚和背水坡脚，需采取影响防治措施，以满足防洪安全需要。

根据设计单位提供的桥梁立面布置图，工程采取立交的方式跨越废黄河堤防，堤顶至梁底净高大于2.0m，并在堤防背水侧修建了防汛通道，防汛通道净空高度为右岸4.70m，左岸5.30m，满足防汛交通的要求。

工程采取立交的方式跨越京杭运河堤防，堤顶至梁底净高大于4.5m，满足防汛交通的要求。

京杭运河特大桥同时跨越废黄河和京杭运河，桥墩轴线与京杭运河水流方向基本一致，而与废黄河水流方向夹角为22°。桥墩轴线与水流方向夹角过大不仅减少河道有效过流断面，而且可能导致水流紊乱，影响行洪和河道冲刷。但考虑废黄河不是通航河道，而且桥墩为圆柱墩，如调整废黄河桥墩有难度的话，应采取影响处理措施，即扩大桥梁上下游河道断面以及结合河势稳定补救护坡工程消除对行洪的不利影响。 5.3 对行洪安全的影响分析

5.3.1 壅水对行洪安全的影响分析

京杭运河特大桥建成后由于桥墩阻水，减少了过水面积，桥梁断面平均流速有所增大，压缩水流使桥前水位壅高。废黄河设计洪水时，桥墩占用河道过水断面4.7%，根据壅水计算分析结果，桥前最大壅水高度0.001m，壅水曲线全长20m。

京杭运河最大行洪流量时，桥墩占用京杭运河河道过水断面0.84％。根据壅水计算分析结果，京杭运河最大行洪流量时，最大壅水高度为0.004m，壅水曲线长46m。 本桥梁桥墩阻水作用较小。 5.3.2 桥梁施工对行洪安全的影响

桥梁施工对行洪的影响主要是桥墩施工造成的影响。施工围堰、施工平台将造成壅水和冲刷增大，影响河道行洪。为减小桥梁施工给行洪带来的不利影响，同时避免洪水给桥梁施工带来的不利影响，在主汛期不进行施工。应合理安排施工进度计划，尽量缩短桥墩的施工期，确保在枯水期完成水中墩施工。

桥梁施工特别是桥墩基础施工期间，基坑开挖时尽量减少对基底土的扰动。由于基坑开挖和钻孔挖孔，会产生一些弃土，施工单位应及时将弃土运至河道主管部门指定地点，禁止将弃土堆至迎水侧滩地或直接倾倒河道内。

桥梁施工对堤防及上下堤道路的破坏也将对行洪安全造成不利影响，如为交通便利而采取的破堤施工，在堤基上进行土方开挖、打桩，或者是施工机械、器材对堤防的损害等，直接降低堤防的防洪标准，如不事先采取措施，一旦洪水来临，将造成破口迅速扩大、洪水泛滥的严重后果。桥梁施工期间严禁破堤施工，汛期来临前修复受损堤防。

汛期来临前，施工单位应及时清理河道及滩地施工区一切临时建筑物、施工器材、拆除施工围堰。

5.4 对河势稳定的影响分析

在河流上修建桥梁后，桥下水流受桥墩的阻壅作用，河道中单宽流量增加，局部水面比降和流速加大，导致河床产生一般冲刷；同时由于桥墩阻水，水流结构发生变化，水流受阻后部分动能转化为位能，墩前两侧发生水流集中现象，引起动能增加，导致桥墩周围出现局部冲刷。

综合计算结果，废黄河10年一遇工况时主槽一般冲刷深度为0，局部冲刷深度为0.53m；不上滩。20年一遇工况时主槽一般冲刷深度为0，局部冲刷深度为0.98m；滩地一般冲刷、局部冲刷深度均为0。

京杭运河最大行洪流量时主槽一般冲刷深度为0，局部冲刷深度为1.00m；滩地一般冲刷深度为0，局部冲刷深度为0.10m。

由于一般冲刷、局部冲刷的作用，在桥址附近河床面形成淘刷，且由于水流流态的改变，有效过水面积的减少，桥下流速以及近岸流速的增大，对桥址附近岸坡及堤身也产生冲刷，因此对河势稳定和堤防安全有一定的影响，需对河槽岸坡及堤防稳定进行护砌。 5.5 对现有防洪工程及其他水利工程与设施影响分析 5.5.1 对堤防的影响分析

堤身（包括堤顶、迎水坡、背水坡和堤脚）是堤防工程稳定和管理运用的主要部位，在这些部位布置桥墩，桥墩与堤防的连接处缩短了渗透路径，增加了堤防发生渗漏、管涌的可

能性，桥墩的施工直接破坏了堤防，桥梁通车运行时造成的震动会对堤防结构产生不利影响。 根据桥型布置，京杭运河特大桥1#墩布置在废黄河右堤背水坡，5#墩布置在废黄河左堤堤顶，26#和27#桥墩布置在京杭运河左堤迎水坡脚和背水坡脚。对以上桥墩都比须采取加固治理措施，以消除对堤防安全稳定的影响。

桥梁施工时，不得破坏堤身前后工程保护范围内堤基表层弱透水覆盖层，要确保桥墩周围回填土质量，保证桥墩基础与地基土层接触紧密，不得产生渗流通道。 5.5.2 对其他水利工程与设施的影响分析

其他水利工程与设施包括桥址上、下游的取水设施、泵站、排涝站、涵洞以及公路铁路桥等。

根据现场查勘情况，拟建京杭运河特大桥废黄河桥址处上游100m处有三树废黄河桥，下游450m处为废黄河地涵。由于距离较远，大桥的建设基本不会对其造成影响。 拟建京杭运河特大桥京杭运河桥址处下游约100m处有船行渡口，大桥建设时施工围堰会改变水流流向和速度，对渡口有一定的影响。 5.6 对防汛交通、抢险的影响分析 根据《堤防工程设计规范》（GB50286-98）第9.3.2条规定，跨堤建筑物、构筑物与堤顶之间的净空高度应满足堤防交通、防汛抢险、管理维修等方面的要求。跨堤（坝）建筑物、构筑物与堤（坝）顶之间的净空高度应满足其本身和堤防（坝）的使用要求，并且应考虑堤防（坝）长远规划的要求。为保证防汛车辆的通过，净空高度一般不应低于4.5m。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（坝）背水侧傍堤坡修筑路堤，以满足堤防（坝）交通、防汛抢险、管理维修等方面的要求。

京杭运河特大桥采取立交的方式跨越废黄河堤防，堤顶至梁底净高大于2.0m，并在堤防背水侧修建了防汛通道，防汛通道的净高标为2.7m，梁底到路面的距离为右岸4.70m，左岸5.30m，基本可以满足防汛交通的要求。

京杭运河特大桥与京杭运河堤防立交，右岸无堤，左岸梁底到设计的堤顶净高6.4m，满足防汛交通要求。

桥梁施工应安排在非主汛期进行。主汛期来临时，应清理堤防及上堤道路上一切有碍防汛交通的设备物资。

5.7 对第三人合法水事权益的影响分析

废黄河主要排泄滩地洪涝水，现状和规划均无通航要求。 京杭运河宿迁闸至刘老涧闸之间为Ⅱ级航道。京杭运河特大桥设计通航净宽净高为110m×7m，满足通航要求。 根据现场查勘情况，拟建京杭运河特大桥下游约100m处有船行渡口，大桥建设时施工围堰会改变水流流向和速度，对渡口有一定的影响，建议建设单位与渡口管理单位沟通，商讨解决办法。

5.8 洪水对桥梁的影响分析

5.8.1 桥梁的洪水防御标准是否适当

根据工程设计，特大桥为300年一遇。现状各河道防洪标准一般在10～20年一遇。桥梁防洪标准大于河道防洪标准，洪水防御标准适当。 5.8.2 冲刷对桥梁的影响

根据冲刷分析计算，桥梁建成后，由于桥墩阻水造成的主槽冲刷和局部冲刷，在桥址附近河床面形成冲刷，冲刷可能对桥墩基础有一定的影响，建议设计单位根据本次计算的流量、水位成果重新进行冲刷计算，复核桥梁桩基的承载力和桥墩基底的安全埋深。 6 防治与补救措施

由于一般冲刷和局部冲刷的双重作用，对桥址附近岸坡及堤身产生冲刷，对河势稳定和

堤防安全有一定的影响，对河槽岸坡及堤防稳定不利，需进行护砌，桥址附近岸坡护砌需满足相关规范的要求。部分桥墩布置在堤防断面以内，对堤身抗滑和水流稳定有不利影响，应采取工程措施，确保堤防安全。河槽中布置桥墩，占用河道行洪断面，影响行洪，需进行断面补偿。

根据前述影响分析，本次对废黄河两岸、京杭运河左堤进行护坡，对废黄河左、右堤、京杭运河左堤进行高喷加固，对废黄河河道断面进行补偿。 6.1 废黄河

6.1.1 堤防加固补救

根据桥梁工程设计，京杭运河特大桥1#桥墩布置在废黄河右堤背水坡。本次考虑对1#桥墩采用高喷灌浆造墙的方法补救，以保障堤防稳定安全。1#桥墩补偿方案如下：首先在右岸堤顶中央布置钻孔，钻孔至高程13.00m；然后下喷枪进行高压喷水泥浆，可采用摆喷或定喷方式，在桥址上下游各50m形成一个整体水泥土墙，墙厚不宜小于30cm，水泥浆水灰比可采用1.0～1.5；高喷灌浆应在桥墩施工完成后进行，高喷补救措施示意图见图6.1。估算京杭运河特大桥？高喷灌浆造墙面积约1080m2。？（那几个墩？包括5#墩吗？）

5#桥墩布置在废黄河左堤堤顶，对堤防防渗抗滑稳定有影响，不符合《堤防工程设计规范》要求，需进行断面加宽补偿。废黄河左堤顶宽6.5m，因此，补偿措施为在堤防背水坡一侧将堤防按6.5m加宽培厚，堤防断面补偿示意图见图6.2。加宽堤防与现状堤防堤顶高程相同，范围为桥址中心线上下游各50m，上下游50m处与原堤防自然平缓过渡。根据《堤防工程设计规范》，土堤宜选用亚粘土，堤防回填土压实度不小于0.92。堤防加宽压实土方量约880m3，左堤断面补偿工程布置示意图见图6.3。

图6.1 废黄河右堤加固（高喷）示意图

图6.2 左堤堤防断面补偿示意图

图6.3 左堤断面补偿工程平面布置示意图 6.1.2 河势稳定补救

由于水流流态的改变，有效过水面积的减少，桥下流速以及近岸流速的增大，对桥址附近岸坡及堤身也产生冲刷，因此对河势稳定和堤防安全有一定的影响。

本次对废黄河进行护坡。护坡长度：桥址处上下游各100m。堤防迎水坡护砌高度自坡脚至堤防100年一遇设计洪水位以上1m，护砌边坡同现状边坡，反滤层（混合砂石垫层）厚10cm，浆砌石厚30cm，护坡以下设镇脚，尺寸80cm×100cm，护坡压顶尺寸40cm×60cm。护坡工程量见表6.1。 6.1.3 断面补偿

桥墩轴线与废黄河水流方向夹角为22°，废黄河10年、20年一遇设计洪水时，桥墩占用河道过水断面4.7%。大桥建设对本段河道的行洪有不利影响，应采取断面补偿措施。 根据阻水面积，参照桥址处河道断面，对河道右滩进行切滩补偿，切滩宽度2.7m，底高程18.4m，边坡1：3，切滩面积14.92m2，切滩长度100m（自桥梁中心线上游、下游各50m），切滩口与上下游岸坡、河底应自然平缓过渡。估算工程量1492m3。

6.2 京杭运河

6.2.1 堤防加固补救 根据桥梁工程设计，京杭运河特大桥26#和27#桥墩布置在京杭运河左堤迎水坡脚和背水坡脚，采用高喷灌浆造墙的方法补救，以保障堤防稳定安全。补偿方案如下：首先在左岸堤顶中央布置钻孔，钻孔至高程9.5m（根据钻孔资料，左堤附近高程13.65-15.45m为淤泥层）；然后下喷枪进行高压喷水泥浆，可采用摆喷或定喷方式，在桥址上下游各50m形成一个整体水泥土墙，墙厚不宜小于30cm，水泥浆水灰比可采用1.0～1.5；高喷灌浆应在桥墩施工完成后进行。

估算京杭运河26#和27#桥墩高喷灌浆造墙面积约1640m2。 6.2.2 河势稳定补救

京杭运河现状为土堤，由于最大行洪流量时右堤水不上坡，本次对京杭运河左堤进行护坡。护坡长度：桥址处上下游各100m。堤防迎水坡护砌高度自堤脚至堤防最大行洪流量水位以上1m，护砌边坡同现状边坡，反滤层（混合砂石垫层）厚10cm，浆砌石厚30cm，护坡以下设镇脚，尺寸80cm×100cm，护坡压顶尺寸40cm×60cm。京杭运河护坡工程量见表6.1。 表6.1 护坡工程量估算表 河道 堤防 项目

工程量（m3） 废黄河 左、右堤 浆砌石 1136

砂石垫层 240

京杭运河 左堤 浆砌石 624

砂石垫层 139

7 结论与建议 7.1 结论

宿新高速公路京杭运河特大桥建成后，河道内桥墩、河滩路堤减少有效过水断面，使桥前水位壅高，经计算，本桥阻水作用较小；受桥墩的阻壅作用，河道水流流速加大，产生一般冲刷和局部冲刷。部分桥墩布置在堤身断面内，对堤防稳定安全不利。综合评价结论如下： （1）对行洪安全的影响

大桥部分桥墩布置在河道断面内，造成阻水，对河道局部水流产生一定的影响，有一定的阻水作用，对河道的整体行洪有一定的影响。设计洪水时，桥墩占用废黄河河道过水断面4.7%，占用京杭运河河道过水断面0.84%。

5#桥墩布置在废黄河左堤堤顶，不符合《堤防工程设计规范》要求，但考虑桥梁整体布局的合理性以及废黄河左堤保护范围的实际情况，如不便调整5#桥墩位置，则须进行堤身断面补偿和加固措施，确保堤身安全稳定。

京杭运河特大桥穿越废黄河桥墩轴线与水流方向夹角为22°，可能导致桥下水流紊乱。但废黄河不是通航河道，而且桥墩为圆柱墩，如调整废黄河桥墩有难度的话，应采取断面补偿措施，以消除对行洪的不利影响。

为减小桥梁施工给行洪带来的不利影响，施工期不能安排在主汛期。 （2）对河势稳定的影响

建桥后，由于桥墩压缩河道断面，产生一般冲刷，桥墩周围涡旋流产生局部冲刷。通过冲刷计算和综合分析，本桥对河势稳定有一定影响，需进行护岸或护坡。 （3）与现有水利规划的关系与影响

京杭运河特大桥工程涉及的水利规划有《南水北调东线工程规划（2001年修订）》、《江苏省废黄河治理工程规划》、《江苏省宿迁市城市防洪排涝规划》。南水北调东线第一期工程正在建设。南水北调主要利用京杭运河主河槽输水，因主桥跨径较大，为（76+120+76）m，对输水条件以及对该河段今后疏浚扩建等影响很小。因此，京杭运河特大桥的建设对南水北调东线工程规划的实施基本无影响。

京杭运河宿迁城区段主要治理措施为堤防加固、挡洪墙、防汛道路和绿化工程等，由于规划工程位于城区段，京杭运河特大桥位于城区以外，桥梁的建设与规划工程的实施互不影响。 根据《江苏省废黄河治理工程规划》，废黄河徐洪河至洋河段分小段建分隔坝和穿坝涵洞，调节控制洪水。本规划建分隔坝和穿坝涵洞尚无具体方案，桥梁采取立交方式穿越废黄河，桥梁建设对其影响不大。

（4）对现有防洪工程及其他水利工程与设施的影响

京杭运河特大桥部分桥墩布置在废黄河、京杭运河堤身断面内，在采取一定的工程措施做好基础防渗和堤身加固工程后，对堤防安全的影响较小。 （5）对防汛交通的影响

根据设计单位提供的桥梁立面布置图，本桥满足防汛交通要求。 （6）洪水对桥梁的影响分析

本桥的洪水防御标准为300年一遇。现状河道防洪标准在10～20年一遇。桥梁防洪标准大于河道防洪标准，洪水防御标准适当。 7.2 建议

（1）建议设计单位根据本次计算的流量、水位成果进行冲刷计算，复核桥梁桩基的承载力和桥墩基底的安全埋深。

（2）建议设计单位进一步优化设计，减小桥墩占用河道过流断面面积，从设计上减轻由于桥墩阻水对行洪的不利影响。

（3）拟建桥梁5#桥墩布置在左堤堤顶，不符合相关规范要求，为解决由此产生的堤防安全影响，堤防断面补偿工程至关重要。建设单位应按照《堤防工程设计规范》要求做好补偿工程的设计、施工，确保堤防安全。

II 5

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ioxx.html