渡口改公路桥工程涉河建设方案探讨

钱 力,王敏鉴

（四川公路工程咨询监理有限公司,四川 成都 610041）

0 引言

涉河建设项目作为河道管理的一个重要方面，事关经济社会发展全局，事关防洪安全保障，事关水资源环境保护，事关水利行业的社会管理和公共服务，因此做好涉河建设方案对保证防洪安全、河势稳定、生态安全及维护第三者水事权益具有重要意义。

1 概述

该项目位于四川省广安市境内，属于嘉陵江中游下段。新建桥梁跨越嘉陵江，桥梁总长448.6 m，主桥采用（76+142+76）m 连续刚构。江底地形起伏不大，较平坦，常水位期间江面宽约147 m，最大水深约15 m。桥址处海拔从255.30 m 降到江底最深处207.38 m，左岸平均坡度为1 ∶1.78，右岸坡度较缓，两岸地势有一定起伏，整体地形变化不大，地貌属浅丘陵。

涉河建设方案报告编制深度应满足国家或者建设项目所属行业工程可行性研究报告编制规程的相关要求，重点反映建设项目与河道及防洪管理有关的内容。主要包括：①概况；②水文；③工程地质；④项目建设的必要性；⑤建设项目方案比选、工程布置及主要建筑物；⑥施工组织设计。根据项目实际情况，该工程涉河建设方案研究新增了防治及补救措施章节。

2 水文及工程地质

2.1 水文

项目位于已建成的东西关电站出水口上游约115 m，属于桐子壕枢纽库尾河段，桥位距下游桐子壕枢纽坝址约42.4 km、距上游东西关枢纽坝址20 km。

2.1.1 东西关枢纽的运行方式

枯水期（12 月—次年4 月）水库水位在正常蓄水位248.50 m 运行。

汛期（5—11 月），通过电站调节，仍保持水库水位在正常蓄水位248.50 m 运行。

2.1.2 桐子壕枢纽的运行方式

枯水期，水库按正常蓄水位224.00 m 运行，最大消落深度0.4 m。

当入库流量小于等于3 000 m3/s 时，水库按正常蓄水位224 m 运行。

2.2 工程地质

项目场地属中丘窄谷和阶地地貌，江左岸基岩裸露，出露侏罗系中统上沙溪庙组（J2S）泥岩、砂质泥岩及泥质粉砂岩地层；江右岸为河漫滩卵石地层。场区内无滑坡、泥石流、崩塌、地下采空区、地面沉降等不良地质作用。

需注意的是河流左岸分布有厚度4 m 左右填土层，是附近工程修建弃土堆积，主要由泥岩、砂岩岩块及建筑垃圾组成，经过长时间的河流冲刷，导致此处回填土出现缓慢塌陷剥蚀情况，在工程设计中，应重点对此处岸坡稳定情况分析计算，采取必要的工程措施。

3 项目方案比选、工程布置及主要构造物

3.1 主要技术标准

（1）桥梁设计荷载：公路-Ⅰ级，人群荷载3.0 kN/m2。

（2）桥面净宽：净7.5 m 行车道+2×2.25 m 人行道。

（3）设计使用年限：100 年。

（4）设计洪水频率：桥梁P=1/100，路基1/25。

（5）地震抗震等级：地震设防烈度Ⅵ度，地震动峰值加速度0.05 g。

3.2 工程布置原则

3.2.1 桥位布置原则

（1）满足两岸群众出行最便捷

（2）桥位顺接两岸现状公路，交通最为直接、顺畅。

（3）桥位处河道顺直稳定、河床地质良好，无急弯、码头作业区等，适宜大桥的修建。

（4）桥位与河道基本正交，桥梁的修建对河道通航、行洪能力影响最小。

3.2.2 桥梁总体布置原则

切实贯彻“不破坏即是最好的保护”的设计理念。孔跨布置首先应满足通航、行洪要求，尽可能在江中少设墩柱减少阻水面积；结构设计尽量减少施工过程中和建成后对环境造成的不利影响；尽可能减小工程规模，降低工程造价等。

3.2.3 桥梁横断面设计原则

渡改桥工程应充分考虑建成后人行需求，以及建成后交通量诱增因素，可适度超前考虑，桥梁宽度由摸底调查的7 m 调整为12 m，两侧增设人行道。

3.2.4 桥梁纵断面设计原则

桥梁纵断面主要考虑通航、行洪及水库校核水位的影响，顺接两岸现状公路，还应充分考虑人行的舒适度[1]。

3.3 桥位的选择

根据相关部门的意见，立足于综合交通运输网络的合理布局，解决两岸的交通往来等功能性需求，桥位的选择不宜距离原渡口太远。

3.4 工程方案

3.4.1 桥位布置

该项目距离现状渡口下游约175 m 处（如图1 所示），起点位于东西关水电站南侧，与现状沿江路（X021）顺接，终点与右岸越江村现状路顺接。0 号桥台修建在西岸岸坡上，1 号墩距离岸坡边缘较近，此处地质稳定，主要以基岩为主，无滑坡等不良地质情况，2 号墩位于东岸浅滩处。其中1 号和2 号桥墩均未在河谷中央最深处，3 号墩为主桥边墩，位于浅滩干处。在实际工程中应列出推荐方案各墩台的主要控制点坐标表（采用北京坐标系统）。

图1 桥位平面图

3.4.2 桥型布置

主桥一跨跨越正常蓄水水位，因此，主桥跨径组合为76+142+76=294 m，跨度满足通航和行洪要求；引桥桥跨组合为5×30 m=150 m（如图2 所示）。

图2 桥梁立面图（m）

主桥上部结构为单箱单室的箱型断面，顶宽12 m，底宽7.0 m，箱底保持水平。主桥墩采用双肢薄壁墩，壁厚为1.7 m，横桥宽7.0 m，基础采用灌注桩接承台。

引桥上部采用预制T 梁，标准跨径30 m，下部采用桩柱式结构，桩径1.8 m，墩身直径1.6 m，桥台采用肋板式桥台。实际工程中应将每个墩台的各部尺寸、标高列表。

3.5 岸坡稳定性分析及措施

左岸地层由人工填土及裸露基岩组成，为土质+岩质边坡（如图3 所示），在河流影响下表现为凹岸侵蚀，经多年河水涨落稳定性均良好。1#主墩承台施工过程中需要开挖现状岸坡，可能会改变岸坡的渗流运动规律[2]，从而影响岸坡的稳定性。

图3 岸坡地质断面

岸坡稳定分析：根据承台开挖标高进行控制，利用地勘提供的物理力学参数，按照1 ∶2 清方后建立计算模型，采用简布条分法对边坡进行安全系数计算（如表1所示）。

表1 模型计算结果表

由模型计算结果可以看出，采用1 ∶2 坡率放坡后，未涨水工况下，斜坡安全系数为1.87，安全系数大于1.3；最不利涨水后工况下，岸坡稳定系数为1.59，仍然较为稳定，参考《水利工程岸坡设计规范》，可以判定该区总体稳定性较好。

4 施工组织设计

施工组织设计的主要内容包括为工期安排、施工组织设想、施工场地布置[3]、实施顺序、主要施工方案等，该文针对施工顺序、主要施工方案、弃渣处治措施进行简要叙述。

4.1 施工顺序

（1）采用围堰形成施工平台后，进行主桥桥墩施工。

（2）安装0 号梁段现浇托架，立模、绑扎钢筋，浇筑0 号梁段。

（3）架立1 号梁段模板，挂篮前移，拆除0 号梁段托架，绑扎钢筋，施工1 号梁段。

（4）挂篮前移，浇筑其他梁段，并张拉相应段的钢束。

（5）挂篮前移形成吊篮施工边跨现浇段。

（6）边、中跨合龙；吊装引桥T 梁。

（7）浇筑桥面系，成桥运营。

4.2 主要施工方案

4.2.1 施工便桥

桥梁上部结构采用悬臂浇筑施工，主墩基础采用钢板桩支护围堰施工，主墩与河岸之间采用船只形成浮桥或者设置钢便桥，作为材料、设备及人员通道。

4.2.2 围堰施工

尽可能在枯水期进行基础施工，基坑支护体系宽为17.1 m，长12.6 m，采用钢板桩+钢支撑的支护体系，围堰施工水位采用东西关电站满发水位226.5 m，围堰顶面高出施工水位1.5 m。

4.3 弃渣处置措施

施工完成后应清除遗留在施工作业水域的碍航物体、阻水物体等，并申请当地航道管理机构及水务部门验收。

工程弃渣不得倒入河道影响河床及环境，应运至指定弃渣场，弃渣场应设置在20 年一遇洪水位以上，同时弃渣区域应采取排水、绿化等环境保护处置；生活垃圾集中处理运至垃圾处理厂（站）。

5 防治及补救措施

跨河工程建设过程中难免会对河道造成一些不良影响，因此，在涉河建设方案编制过程中应充分考虑各种影响的危害，并提出具体的补救措施，笔者认为主要包含以下两点：

（1）工程施工期间及建成后对航道、河道的影响及补救措施。

（2）工程建设对环境的影响及补救措施，主要有水环境、声环境、空气环境。

6 结语

通过该项目涉河建设方案的编制，总结如下几点经验，以便同仁在类似工程中参考：

（1）涉河建设方案应充分考虑行洪和通航需求，确保工程方案的可行性和稳定性。

（2）在涉河建设过程中，务必重视水文地质条件下的岸坡稳定，加强施工监测和质量控制，确保工程安全。

（3）施工组织应根据工程特点和地域环境制定，确保施工过程顺利进行。