第二节 津浦鉄路25孔桥分洪

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内容出处: 《天津市防汛技术资料》 图书
唯一号: 020020020230025787
颗粒名称: 第二节 津浦鉄路25孔桥分洪
分类号: TV872
页数: 10
页码: 90-99
摘要: 本文记述了津浦铁路25孔桥分洪的情况。其中包括基本情况、分洪过程、分洪效果、几项技术问题等。
关键词: 天津市 津浦铁路 孔桥分洪

内容

一、基本情况
  賈口洼为南运河、子牙河相夹的一片洼地,西依文安洼、东临团泊洼,下游頊端为南运、子牙、大淸三河交汇之东淀。洼地地形南高北低,在靜海王口之間有埝为界,平常在埝北范围內存蓄积水。
  25孔桥以东为菩提洼、楊庄戶洼,过津盐公路为团泊洼。洼內坑塘很多,一般地面高程在3.0米左右,最低在2.0米以下。有津德、津盐公路、运东的西进干渠及东排干渠、生产河、团泊引水河、新生农場排于渠等灌溉秉統,纵橫洼內。其中津德公路,运东的西进干渠及东排干渠三处堤埝高程均在5.5—7.0米之間,阻碍行洪。
  根据向当地老鉄路工人和老农調查,1939年洪水时期,子牙河在八堡曾决口灌入賈口洼。其后南运河决口五处(王家营、王庄子对开口門两处,陆家村左堤单开口門一处,郭家庄右堤单口門一处,靠近靜海县的韓家口决口一处),日寇炸开口門两处。賈口洼洪水直灌团泊洼,首先将独流車站至王庄子泵站鉄路专用綫冲断200米,后又将津浦鉄路38+900(現25孔桥第二孔处),31+300,31+600(現独流减河34孔桥处)、35+500、39+900、141+500及142+600等处冲断为八段,口門长度除27+100处較长約200~300米外,其他均为100~200米。鉄路路基有的地段被浸泡,一般水位与路基齐平。津浦鉄路停車,直至冬季結冰后才修筑木便桥通車。当时的危害程度如此严重,但賈口洼水位尚在8米以下。(見图4-1)
  1939年洪水过后,津浦鉄路修筑了現独流减河上的34孔桥和25孔桥。做在25孔桥上下游修筑了部分南北导流堤洩洪工程,但半途停止,亦未經洪水考驗。
  25孔桥即津浦鉄路16号桥,位于独流車站以南39+199处。桥樑結构是20米跨径上承板樑,桥墩为深20米直径5米的沉箱。全桥长518.40米,每孔20.45米。軌頂高程11米,樑底高程8.42米,沉井頂部高程4.13米。1959年鉄路局曾計划拆除此桥,修筑复綫,幷已挖掘了导流堤土方8万余立米,塡于桥下,修筑了大半复綫土方,以后半途停止。
  二、分洪过程
  今年汛期在25孔桥处进行分洪,必須整修导流堤和淸除全部桥下土方。但由于运距远达500米以上,不能以挖作塡,只能就地取土就地堆土,仅此一項土方即达10万多立米。又由于南运河在分洪口門处河道寬度平均达170米,堤頂高程9米,河滩高程7米,每百米寬口門即需挖运土方4万余立米。这样多的土方要在七天內完成,任务非常艰巨。为了和洪水搶时間,在領导、技术人員、群众三結合下,經过調查研究,采取了有效的技术措施,立即投入了日夜奋战。如桥下土方及河滩土方量共10余万立米,劳动量約需20万工日。为解决工作面受地形限制的重大困难,爭取在七天內完成,采取了在河滩处間隔挖沟和在沟內松散炸破的方法,把南运河河滩上的硬粘土炸松。估計口門过水后流速很大,可以借水力将滩上的松土冲掉。又如桥下堆土很高,采取了先用人工挖掘部分豁口,然后把推土机开进去继續扩大豁口的办法,把松土向上下游滩平,最后将豁口打通,这种疏松的土在桥下束流处很易被冲走。經分洪后測量証明,桥下土方已全部刷掉,河滩土方比原估計冲刷深度大。由于采取了以上这一系列有效措施,不但爭取了时間,而且节省了大量劳动力,保証分洪按期实現。
  8月20日分洪后,团泊洼水位迅即涨达6米以上,8月23日水位达7米。这时发生了洪水溢流現象,津浦鉄路路基的碴石层处又出現渗流冲刷,造成路基坍塌,独流車站进水。严重处路基塌至鋼軌以內。津浦鉄路一度被迫停車搶修,在鉄路东側搶作子埝高出路基1—1.5米,坍方处大量拋石加戧,幷作部分反滤层后,于9月7日恢复通車。
  在25孔桥口門分洪以后,行洪道上又作了如下工程:
  (一)团泊洼內的津德公路、运东西进干渠和东排干渠等儿处道路、河堤,原已爆破疏通,由于时間紧迫,东排干渠堤埝由人工挖掘的豁口不够彻底。洪水流入团泊洼时,东排干渠堤埝发生阻流,堤埝前后水位差达1米以上。經調查找出洪水主流位置,乘船在水面上进行了炸破疏通,之后洪水便順利通过。
  (二)分洪后賈口洼水位继續上涨,南运河左堤在十一堡上游改道舳閘处决口,洪水幷向右堤漫溢,严重处已达堤頂中部。經搶修子埝,才阻隹了洪水。
  (三)津浦鉄路以东洪水,經良王庄旧路基豁口、灌溉渠道,窜流入鉄路西側。路边水沟猛涨,倒灌南运河旧道,又发生了险情。經三天三夜筑成大垻一处和小垻四处后,才将洪水截住。 (四)洪水水位在25孔桥以西超过了原估計水位1米以上,使南运河右堤及导流堤堤身安全受到严重威胁,于是又在此7公里全綫搶修了后戧。同时又由于洩洪道流速高达2.5—3.0米/秒,造成冲刷十分严重,因此又在南北导流堤全面作了拋石防护。
  (五)口門被洪水冲刷不断扩大,流量不断增加,导致下游水位过高。此时便对尚未作防护的口門进行了固定工作,使口門不再扩大,从而控制了流量。
  (六)洪水水位高,持續时間长,洼內水面寬、风浪大,是一个很大的威胁。因此,在高水位持久期間,对南运河左右堤采取了防风浪的措施。这些措施,包括在南运河右堤陡坎处打桩幷加寬了堤頂;在背水坡渗漏处作了导渗工程做对过堤的涵閘等建筑物作了必要的防护;在片石护坡残缺处亦作了塡补。
  在25孔桥洩洪道全部工程及南运河堤防(25孔桥至十一堡船閘段)防护加固工程中,共完成土方211,028立米,拋石及石籠5,987.5立米,长短桩4,008根,防风桩3,701根,草袋护坡10,729平米,挂蓆挂柳1,960米,导渗設施820米,共使用人工201,544工日。
  三、分洪效果
  为了对分洪效果进行周密的覌察,临时組織了水文覌測站,进行水位覌測、流速流量測定和冲刷情况的覌測。又在分洪前設置水尺4处,幷測量了桥下断面。分洪后每小时覌測水位一次。在开始时因漂浮物过多,測流速历时不能太长,采用30秒。以后逐漸增加至60秒,一直到符合規范規定的100秒。开始时只測0.6水深处的一点流速,以后改为0.2、0.6、0.8水深三点法測定。測流位置以25孔桥为基本施測断面,做利用第3、8、13、18、25各孔中間的鉄路安全台施測。
  根据实測,开始放流流量即达2,040秒立米。8月31日測得流量高达3,131秒立米。(是用流速仪一点法实測得数值,与报汛改正数值有出入)随后流量稳定在2,300至2,800秒立米之間,当賈口洼水位下降到8.0米以下时,流量减少到2,000秒立米以下。25孔桥口門8月份共洩出洪水20.5亿立米,9月份共洩出42.8亿立米,共63.3亿立米(見图4—2、桥下冲刷的覌測在放水过程中每天进行1~2次,覌測方法采用鉛魚測深錘測深。桥下滩地随放水冲刷而加深,放水前桥下滩地高程在4.5~6.5米之間,冲刷后平均高程約降为4米,平均刷深0.5~2米,口門冲刷特別显著,一般刷深4~5米(見图4—5)。
  分洪开始时桥下最大流速达3.23米/秒,以后逐漸稳定在2.0~2.5米/秒。9月8日以后流速逐漸减低,分洪口門由于水流湍急,限于条件无法施測。根据电信工人搶险时在洩洪道激流中三分钟漂流800米的情况估計,洩洪道平均流速在4~5米/秒,口門主流流速估計在6米/秒以上。25孔桥下流速分布亦不一致,北端几孔流速最高,南端流速較低,其中第10孔最低(見图4—6、图4—7)。
  四、几項技术問題
  (一)改变流向 根据对1939年洪水情况的调查,在25孔桥对岸的王家营村中間有一口門,王家营村以南的苟家营中間有一口門,南运河东岸两导堤間有两条水坑,上端西岸的两处口門,下端相交于25孔桥的北桥台处。看来这大致是1939年行洪道的主流位置。此外洩洪道正处南运河道中心幷靠近桥的北側。因此今年在扒口时,如洪水仍沿1939年旧道,就会直冲桥台,危及津浦鉄路安全,甚至冲毀路基,造成更加严重的損失。为了改变洪水流向,考虑了三个方案:第一方案計划把东西两对开口門放正,使口門中心綫垂直桥樑,而不垂直河道。爆破口門时尽量炸深,挖通浅滩,形成50米长的导流墙,以减少河道对流向的影响。第二方案是爭取通过更大流量,为后期低水位排水創造条件,計划将口門位置选择在北側地形低洼处(王家营中間的洼地及运河西岸的大坑)。这一段堤身比較单薄易于炸开,但口門寬度仅30米,还須在村南扩大70米口門。但这样东堤口門将受大坑影响位置固定不易变动,使村南水流通过口門时将向北偏斜,从而冲刷桥台。因此,尚須在村北选择备用口門一处增加一股水流向南頂托,使水流的合力方向維持正溜。第三方案是将王家营村中与村南两口門靠攏在一起,以减小村南水流的影响。最后决定采用第三方案。
  放流后村南流量較大,但村北水流虽小,却具有很大的偏角,結果水流方向仍能調正,垂直穿过25孔桥。看来,第三方案是合理的,亦是有效的(見图4~8)。
  (二)分洪流量 原計划东西口門对开,寬度各为250米,底高程5.5米。当賈口洼水位7.8米,团泊洼水位6米时,根据堰流公式估算过流量为1,280秒立米。但实际分洪时,賈口洼水位已达8.7米,团泊洼及洩洪道中尚无水,地面高程約3~4米。因此,开始分洪肘,形成很大的水头差,出現很高流速。在25孔桥下流速为3米/秒以上,口門处則达6米/秒以上。于是,东堤口門被迅速刷深,流量不断增大,西堤口門因未作保护,进口寬度亦迅速扩大到360米,王家营后原堵口的月堤亦被刷通,形成了三条共100米寬的深槽,大大增加了流量。(見图4—9)
  現将桥下实測流量与东堤、西堤二处口門的計算流量比較如下:
  1. 25孔桥測流結果:
  时間 8月27日~9月30日
  水位 賈口洼8.4米 南运河7.95米
  流量 2,560~3,080秒立米(用流速仪一点測定,未作校正,与报汛資料有出入)
  2.西堤口門处用水工公式核算流量,将口門分成三部分:
  (1)堰流部分根据水流情况分析属于淹沒堰,計算結果流量为1,760秒立米;
  (2)深槽部分,由于河槽較窄、水深較大,按三角形河槽計算,流量为1,290秒立米;
  (3)南运河来水按一般梯形渠道公式計算流量为62秒立米。則西堤口門总进水流量为3,112秒立米。
  3.东堤口門計算方法与西堤相仿,計算結果流量为2,730秒立米。
  以上推算結果可見,当賈口洼水位为8.4米时,西堤和南运河总进水量为3,112秒立米,东堤过流2,730秒立米,桥下測流在2,560至3,080之間,三者相差都在10%左右,說明推算与实測結果大致相符。由此証明了流量所以增大是西堤口門扩大,东堤刷深的緣故。
  (三)口門控制 分洪前根据口門設計寬度250米的要求,在东堤打桩鋪石籠构筑了临时性裹头,西堤未設裹头,只用爆破口控制。口門寬度是按垂直桥樑的水流寬度計算。8月20日分洪时东堤先爆开90米,随后又爆开30米,共120米。西堤于王家营中間爆开90米,当夜又将村北备用口門爆开60米,共計150米。爆破次序是先用松散爆破方法爆破河滩,随后炸开东堤,最后爆破西堤放流。西堤口門因未作保护設施,被迅速刷寬,流量继續增加。于是在东堤口門拋石籠,将口門寬度固定在182米不再扩大,才使流量稳定下来,但是該处刷深則始終未能控制。
  根据以上情况分析,为严格控制口門流量,对口門两側均須构筑裹头保护,幷应考虑口門中間分段作临时裹头,才能調整流量。欲控制刷深,可在放洪过程中拋石籠作护底,但傚起来有很大困难。
  (四)导流堤保护 洩洪道导流堤长700多米,有小半堤身是新塡土。由于水中取土,土壤含水量很大(見表4—1),施工时用人工踩夯,曾发現回弹及反浆現象。为此便在迎水坡鋪草袋和塡草袋土,然后拋石保护。分洪后期經潜水員勘查,只有两处2~3平米范围,因冲刷的結果在拋石后面有20厘米小坑,他处幷无严重冲刷,全部导流堤未发生較大渗漏現象。

知识出处

天津市防汛技术资料

《天津市防汛技术资料》

本文记述了天津市防汛技术资料的情况。其中包括庆祝抗洪斗爭的伟大胜利、海河流域概况、1963年雨情水情、堤防加固及辅助工程、尾闾分洪、海河洩洪及冲淤、市区护岸、碼头及桥梁的防护、市区排水、西河闸、海河闸汛期运用施工经验和护堤抢险等。

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