渡口改公路橋工程涉河建設(shè)方案探討

錢(qián) 力,王敏鑒

（四川公路工程咨詢(xún)監(jiān)理有限公司,四川 成都 610041）

0 引言

涉河建設(shè)項(xiàng)目作為河道管理的一個(gè)重要方面，事關(guān)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全局，事關(guān)防洪安全保障，事關(guān)水資源環(huán)境保護(hù)，事關(guān)水利行業(yè)的社會(huì)管理和公共服務(wù)，因此做好涉河建設(shè)方案對(duì)保證防洪安全、河勢(shì)穩(wěn)定、生態(tài)安全及維護(hù)第三者水事權(quán)益具有重要意義。

1 概述

該項(xiàng)目位于四川省廣安市境內(nèi)，屬于嘉陵江中游下段。新建橋梁跨越嘉陵江，橋梁總長(zhǎng)448.6 m，主橋采用（76+142+76）m 連續(xù)剛構(gòu)。江底地形起伏不大，較平坦，常水位期間江面寬約147 m，最大水深約15 m。橋址處海拔從255.30 m 降到江底最深處207.38 m，左岸平均坡度為1 ∶1.78，右岸坡度較緩，兩岸地勢(shì)有一定起伏，整體地形變化不大，地貌屬淺丘陵。

涉河建設(shè)方案報(bào)告編制深度應(yīng)滿(mǎn)足國(guó)家或者建設(shè)項(xiàng)目所屬行業(yè)工程可行性研究報(bào)告編制規(guī)程的相關(guān)要求，重點(diǎn)反映建設(shè)項(xiàng)目與河道及防洪管理有關(guān)的內(nèi)容。主要包括：①概況；②水文；③工程地質(zhì)；④項(xiàng)目建設(shè)的必要性；⑤建設(shè)項(xiàng)目方案比選、工程布置及主要建筑物；⑥施工組織設(shè)計(jì)。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，該工程涉河建設(shè)方案研究新增了防治及補(bǔ)救措施章節(jié)。

2 水文及工程地質(zhì)

2.1 水文

項(xiàng)目位于已建成的東西關(guān)電站出水口上游約115 m，屬于桐子壕樞紐庫(kù)尾河段，橋位距下游桐子壕樞紐壩址約42.4 km、距上游東西關(guān)樞紐壩址20 km。

2.1.1 東西關(guān)樞紐的運(yùn)行方式

枯水期（12 月—次年4 月）水庫(kù)水位在正常蓄水位248.50 m 運(yùn)行。

汛期（5—11 月），通過(guò)電站調(diào)節(jié)，仍保持水庫(kù)水位在正常蓄水位248.50 m 運(yùn)行。

2.1.2 桐子壕樞紐的運(yùn)行方式

枯水期，水庫(kù)按正常蓄水位224.00 m 運(yùn)行，最大消落深度0.4 m。

當(dāng)入庫(kù)流量小于等于3 000 m3/s 時(shí)，水庫(kù)按正常蓄水位224 m 運(yùn)行。

2.2 工程地質(zhì)

項(xiàng)目場(chǎng)地屬中丘窄谷和階地地貌，江左岸基巖裸露，出露侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組（J2S）泥巖、砂質(zhì)泥巖及泥質(zhì)粉砂巖地層；江右岸為河漫灘卵石地層。場(chǎng)區(qū)內(nèi)無(wú)滑坡、泥石流、崩塌、地下采空區(qū)、地面沉降等不良地質(zhì)作用。

需注意的是河流左岸分布有厚度4 m 左右填土層，是附近工程修建棄土堆積，主要由泥巖、砂巖巖塊及建筑垃圾組成，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的河流沖刷，導(dǎo)致此處回填土出現(xiàn)緩慢塌陷剝蝕情況，在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)重點(diǎn)對(duì)此處岸坡穩(wěn)定情況分析計(jì)算，采取必要的工程措施。

3 項(xiàng)目方案比選、工程布置及主要構(gòu)造物

3.1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）橋梁設(shè)計(jì)荷載：公路-Ⅰ級(jí)，人群荷載3.0 kN/m2。

（2）橋面凈寬：凈7.5 m 行車(chē)道+2×2.25 m 人行道。

（3）設(shè)計(jì)使用年限：100 年。

（4）設(shè)計(jì)洪水頻率：橋梁P=1/100，路基1/25。

（5）地震抗震等級(jí)：地震設(shè)防烈度Ⅵ度，地震動(dòng)峰值加速度0.05 g。

3.2 工程布置原則

3.2.1 橋位布置原則

（1）滿(mǎn)足兩岸群眾出行最便捷

（2）橋位順接兩岸現(xiàn)狀公路，交通最為直接、順暢。

（3）橋位處河道順直穩(wěn)定、河床地質(zhì)良好，無(wú)急彎、碼頭作業(yè)區(qū)等，適宜大橋的修建。

（4）橋位與河道基本正交，橋梁的修建對(duì)河道通航、行洪能力影響最小。

3.2.2 橋梁總體布置原則

切實(shí)貫徹“不破壞即是最好的保護(hù)”的設(shè)計(jì)理念。孔跨布置首先應(yīng)滿(mǎn)足通航、行洪要求，盡可能在江中少設(shè)墩柱減少阻水面積；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盡量減少施工過(guò)程中和建成后對(duì)環(huán)境造成的不利影響；盡可能減小工程規(guī)模，降低工程造價(jià)等。

3.2.3 橋梁橫斷面設(shè)計(jì)原則

渡改橋工程應(yīng)充分考慮建成后人行需求，以及建成后交通量誘增因素，可適度超前考慮，橋梁寬度由摸底調(diào)查的7 m 調(diào)整為12 m，兩側(cè)增設(shè)人行道。

3.2.4 橋梁縱斷面設(shè)計(jì)原則

橋梁縱斷面主要考慮通航、行洪及水庫(kù)校核水位的影響，順接兩岸現(xiàn)狀公路，還應(yīng)充分考慮人行的舒適度[1]。

3.3 橋位的選擇

根據(jù)相關(guān)部門(mén)的意見(jiàn)，立足于綜合交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的合理布局，解決兩岸的交通往來(lái)等功能性需求，橋位的選擇不宜距離原渡口太遠(yuǎn)。

3.4 工程方案

3.4.1 橋位布置

該項(xiàng)目距離現(xiàn)狀渡口下游約175 m 處（如圖1 所示），起點(diǎn)位于東西關(guān)水電站南側(cè)，與現(xiàn)狀沿江路（X021）順接，終點(diǎn)與右岸越江村現(xiàn)狀路順接。0 號(hào)橋臺(tái)修建在西岸岸坡上，1 號(hào)墩距離岸坡邊緣較近，此處地質(zhì)穩(wěn)定，主要以基巖為主，無(wú)滑坡等不良地質(zhì)情況，2 號(hào)墩位于東岸淺灘處。其中1 號(hào)和2 號(hào)橋墩均未在河谷中央最深處，3 號(hào)墩為主橋邊墩，位于淺灘干處。在實(shí)際工程中應(yīng)列出推薦方案各墩臺(tái)的主要控制點(diǎn)坐標(biāo)表（采用北京坐標(biāo)系統(tǒng)）。

圖1 橋位平面圖

3.4.2 橋型布置

主橋一跨跨越正常蓄水水位，因此，主橋跨徑組合為76+142+76=294 m，跨度滿(mǎn)足通航和行洪要求；引橋橋跨組合為5×30 m=150 m（如圖2 所示）。

圖2 橋梁立面圖（m）

主橋上部結(jié)構(gòu)為單箱單室的箱型斷面，頂寬12 m，底寬7.0 m，箱底保持水平。主橋墩采用雙肢薄壁墩，壁厚為1.7 m，橫橋?qū)?.0 m，基礎(chǔ)采用灌注樁接承臺(tái)。

引橋上部采用預(yù)制T 梁，標(biāo)準(zhǔn)跨徑30 m，下部采用樁柱式結(jié)構(gòu)，樁徑1.8 m，墩身直徑1.6 m，橋臺(tái)采用肋板式橋臺(tái)。實(shí)際工程中應(yīng)將每個(gè)墩臺(tái)的各部尺寸、標(biāo)高列表。

3.5 岸坡穩(wěn)定性分析及措施

左岸地層由人工填土及裸露基巖組成，為土質(zhì)+巖質(zhì)邊坡（如圖3 所示），在河流影響下表現(xiàn)為凹岸侵蝕，經(jīng)多年河水漲落穩(wěn)定性均良好。1#主墩承臺(tái)施工過(guò)程中需要開(kāi)挖現(xiàn)狀岸坡，可能會(huì)改變岸坡的滲流運(yùn)動(dòng)規(guī)律[2]，從而影響岸坡的穩(wěn)定性。

圖3 岸坡地質(zhì)斷面

岸坡穩(wěn)定分析：根據(jù)承臺(tái)開(kāi)挖標(biāo)高進(jìn)行控制，利用地勘提供的物理力學(xué)參數(shù)，按照1 ∶2 清方后建立計(jì)算模型，采用簡(jiǎn)布條分法對(duì)邊坡進(jìn)行安全系數(shù)計(jì)算（如表1所示）。

表1 模型計(jì)算結(jié)果表

由模型計(jì)算結(jié)果可以看出，采用1 ∶2 坡率放坡后，未漲水工況下，斜坡安全系數(shù)為1.87，安全系數(shù)大于1.3；最不利漲水后工況下，岸坡穩(wěn)定系數(shù)為1.59，仍然較為穩(wěn)定，參考《水利工程岸坡設(shè)計(jì)規(guī)范》，可以判定該區(qū)總體穩(wěn)定性較好。

4 施工組織設(shè)計(jì)

施工組織設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括為工期安排、施工組織設(shè)想、施工場(chǎng)地布置[3]、實(shí)施順序、主要施工方案等，該文針對(duì)施工順序、主要施工方案、棄渣處治措施進(jìn)行簡(jiǎn)要敘述。

4.1 施工順序

（1）采用圍堰形成施工平臺(tái)后，進(jìn)行主橋橋墩施工。

（2）安裝0 號(hào)梁段現(xiàn)澆托架，立模、綁扎鋼筋，澆筑0 號(hào)梁段。

（3）架立1 號(hào)梁段模板，掛籃前移，拆除0 號(hào)梁段托架，綁扎鋼筋，施工1 號(hào)梁段。

（4）掛籃前移，澆筑其他梁段，并張拉相應(yīng)段的鋼束。

（5）掛籃前移形成吊籃施工邊跨現(xiàn)澆段。

（6）邊、中跨合龍；吊裝引橋T 梁。

（7）澆筑橋面系，成橋運(yùn)營(yíng)。

4.2 主要施工方案

4.2.1 施工便橋

橋梁上部結(jié)構(gòu)采用懸臂澆筑施工，主墩基礎(chǔ)采用鋼板樁支護(hù)圍堰施工，主墩與河岸之間采用船只形成浮橋或者設(shè)置鋼便橋，作為材料、設(shè)備及人員通道。

4.2.2 圍堰施工

盡可能在枯水期進(jìn)行基礎(chǔ)施工，基坑支護(hù)體系寬為17.1 m，長(zhǎng)12.6 m，采用鋼板樁+鋼支撐的支護(hù)體系，圍堰施工水位采用東西關(guān)電站滿(mǎn)發(fā)水位226.5 m，圍堰頂面高出施工水位1.5 m。

4.3 棄渣處置措施

施工完成后應(yīng)清除遺留在施工作業(yè)水域的礙航物體、阻水物體等，并申請(qǐng)當(dāng)?shù)睾降拦芾頇C(jī)構(gòu)及水務(wù)部門(mén)驗(yàn)收。

工程棄渣不得倒入河道影響河床及環(huán)境，應(yīng)運(yùn)至指定棄渣場(chǎng)，棄渣場(chǎng)應(yīng)設(shè)置在20 年一遇洪水位以上，同時(shí)棄渣區(qū)域應(yīng)采取排水、綠化等環(huán)境保護(hù)處置；生活垃圾集中處理運(yùn)至垃圾處理廠（站）。

5 防治及補(bǔ)救措施

跨河工程建設(shè)過(guò)程中難免會(huì)對(duì)河道造成一些不良影響，因此，在涉河建設(shè)方案編制過(guò)程中應(yīng)充分考慮各種影響的危害，并提出具體的補(bǔ)救措施，筆者認(rèn)為主要包含以下兩點(diǎn)：

（1）工程施工期間及建成后對(duì)航道、河道的影響及補(bǔ)救措施。

（2）工程建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響及補(bǔ)救措施，主要有水環(huán)境、聲環(huán)境、空氣環(huán)境。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)該項(xiàng)目涉河建設(shè)方案的編制，總結(jié)如下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，以便同仁在類(lèi)似工程中參考：

（1）涉河建設(shè)方案應(yīng)充分考慮行洪和通航需求，確保工程方案的可行性和穩(wěn)定性。

（2）在涉河建設(shè)過(guò)程中，務(wù)必重視水文地質(zhì)條件下的岸坡穩(wěn)定，加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)和質(zhì)量控制，確保工程安全。

（3）施工組織應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)和地域環(huán)境制定，確保施工過(guò)程順利進(jìn)行。