北京至珠海国道主干线XX段高速公路XX合同段XX桥
栈桥施工防洪措施
目 录
一.河道基本情况 二.工程概况
三.施工度汛方案制定的原则和依据 四.施工度汛洪水标准和施工方案确定 五.工程施工对黄河洪水位的影响和相应措施 六.下部基础施工对黄河河势的影响 七.施工中防洪问题及措施 八.施工度汛的组织实施
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一.河道基本情况
拟建的XX段高速公路XX桥，是国家规划的“两纵两横”之一的南北交通运输大动脉京珠国道主干线的控制性工程，该桥建设对于促进国家经济建设和黄河两岸的经济发展意义重大。该桥桥址位于黄河花园口水文站下游17.5km处,桥位河段地处黄河下游的首端,系典型的游荡性河段,河段南岸为XX区,北岸为XX县。
桥位河段北岸为黄河1855年铜瓦厢决口后溯源冲刷形成的高滩，宽约5km，随着黄河下游河道整治工程的兴建，特别是1973年以来桥位上游花园口险工东大坝和双井工程的兴建，桥位河段的河势逐步得到控制，80年代中后期以来，主流基本稳定在南岸约2km的范围内,在南岸主流和北岸高滩之间，为黄河中常洪水冲积形成的二滩,目前，该河段二滩平滩流量约3500 m3/s～4000 m3/s。桥位河段纵比降约1.9‰，主槽宽约1000m，由于80年代中后期以来进入黄河下游的水量减少，河槽淤积萎缩严重，一般洪水不上高滩。因此，桥位河段形成了槽高、滩低、堤根洼的不利局面，滩唇以外河道横比降约3.5‰。桥位河段系粉细沙河床，主槽内床沙中值粒径约0.08mm，滩地淤积物中数粒径约0.03mm 。
由于黄河下游河道高悬于两岸地面以上，加之游荡性河段主流多变，因此，防洪问题十分突出，桥位河段南岸的马渡险工，历来是黄河下游防汛的险点要点，工程施工中应确保其防洪安全。
二.工程概况
郑州XX二桥南岸自马渡险工63号护岸与号坝之间跨越黄河大堤，此处堤顶高程为96.22m,大堤桩号为26+110m,主桥基本垂直黄河主流向北跨越
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黄河，至北岸大堤桩号110+824m处跨越北岸黄河大堤。自南至北依次为8孔单跨100m下承式钢管砼系杆拱桥段、81孔单跨50m预应力T型梁桥段和127孔单跨35mT型梁桥段，全长9848m。
XX标段与黄河防洪相关的工程为南岸8×100m下承式钢管混凝土系杆拱主桥段，按目前确定的施工方案，208～210号墩采用旱地筑岛施工，211～216号墩采用主桥上、下游的双侧栈桥施工。
三.施工度汛方案制定的原则和依据
XX程大部分位于黄河主河槽内，由于施工工期27个月，于2004年7月工程结束。因此必须做好施工度汛方案编制工作，周密细致地安排好施工防洪，从确保黄河防洪安全、保证工程施工安全和进度两方面的要求出发，确定施工度汛的原则如下：
施工度汛严格遵照国家及各级和主管部门发布的有关法律法规、管理条例和管理办法。根据现行的法律/法规、黄河防洪和河道内建设项目的管理条例及工程施工安排，依据上述原则，确定本标段施工度汛方案制定的依据如下：
（1）《中华人民共和国水法》，1988年1月21日第六届全国常委会第24次会议通过，1988年1月21日第61号令公布；
（2）《中华人民共和国河道管理条例》，1997年8月27日第八届全国常委会第27次会议通过第88号令公布；
（3）《中华人民共和国河道管理条例》，1988年6月3日第7次常务会议通过，1988年6月10日第3号令发布施行；
（4）《防洪标准》（GB56201-94），1995年1月1日，国家技术监督局、
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中华人民共和国建设部；
（5）《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》，水利部、国家计委水政[1992]7号文发布；
（6）《黄河流域河道管理范围内建设项目管理实施办法》，1993年11月29日黄水政[1993]35号颁发；
（7）《河南省黄河河道管理办法》，1992年7月21日省第21次常务会议审议通过，1992年8月3日河南省预政[1992]号；
（8）《河南省黄河工程管理条例》，1982年6月26日河南省五届常委会第16次会议通过；
（9）工程施工设计文件； （10）其它相关规定。
四.施工度汛洪水标准和施工方案确定
河南黄河勘测设计研究院提出的《黄河二桥河势及水文计算分析》河址处2050年10年一遇洪峰流量10400m3/s，相应洪水位93.65m；100年一遇洪峰流量15700m3/s，相应洪水位94.14m。现状（2001年）洪水位分别为91.25m和91.74m。来潼寨桥位断面主流摆动幅度不大，深槽位置相对稳定，应着重考虑主流持续顶冲的影响。根据国家《防洪标准》（GB50201-94）施工期临时建筑物为4级，设计洪水标准10年一遇。
施工方案的确定，要遵循对黄河的行洪河势不产生较大影响为原则，经过施工方案比较和黄河下游采用“双侧栈桥+龙门吊机”的施工方案。
双侧栈桥，每侧长780m，从南岸护堤至208号墩以北约17m处（里程K53＋441.77）。栈桥下弦标高93.5m，桥面标高95.5m，上、下游侧栈桥中线距
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主桥中线均为31m，每侧栈桥主桁宽6m，布置龙门吊机走道、运输轨道及水和电管路等。水中栈桥主梁由万能杆件组拼而成，跨度14m。基础采用φ40cm和φ55cm（钢管桩＋预应力砼管桩），每墩设单排桩3根，桩顶设分配梁与栈桥主梁连接。
桥墩处施工平台由（军用梁＋箱梁）组成，采用φ40cm（钢管桩+预应力混凝土管桩）基础，每墩24根。施工时用墩旁吊机或龙门吊机施工。上铺钻机走道布设钻机进行钻孔桩施工，钻孔桩施工完工后在平台上拼装围堰进行承台施工。根据各墩地面标高与承台的关系，合理采用钢板桩围堰、套箱围堰和吊箱围堰施工。
栈桥由南向北施工。施工时先在大堤上用轮胎吊机或塔吊拼装一跨栈桥，然后在已施工完成的栈桥的伸臂端安装导向架，用DZ-60振动打桩机在RD-100型履带吊机的协助下逐根插打φ40cm和φ55cm钢管桩和混凝土的管桩，并悬臂分块拼装栈桥万能杆件主梁。栈桥共分为三联，每联设制动墩一个，联与联之间设伸缩缝。栈桥梁段在岸边分块拼装，运输到前端安装就位。
桥上部结构施工，采用600KN龙门吊机2台，其中不包括钢管拱预拼场1台。600KN龙门吊机计算跨度66m，净跨m，净高45m，立柱呈倒梯形，走行轮中心距58m。龙门吊机均在黄河南岸大堤上拼装，须经验收并试吊后，方可投入使用。
主桥的主要施工步骤：测量放样—修建栈桥—修建墩旁施工平台—混凝土灌注桩施工—混凝土承台和墩身施工—现浇端横梁和拱脚段拱肋—安装系杆梁—张拉部分预应力—安装拱肋及横撑形成钢管拱、泵注混凝土—安装吊杆及横梁，二次张拉系杆梁预应力—吊装桥面板，第三次张拉系杆梁预应力
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—现浇桥面混凝土安装护栏等，第四次张拉系杆梁预应力并封锚等。
五.工程施工对黄河洪水位的影响和相应措施
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桥建成后对黄河300年一遇洪水位的影响，《京珠国道主干线XX段高
速公路黄河大桥对河床演变及行洪影响的研究》报告（以下简称“研究报告”）中，清华大学根据数学模型计算和河床物理模型试验成果综合分析，确定为桥前400m处洪水位最大壅高0.33m，上游壅水范围为4km 。本标段主桥采用栈桥法施工，栈桥桩径分为Ø40cm、Ø55cm两种，单跨14m，考虑栈桥阻水，初步计算，10年一遇施工标准情况下，洪水位壅高约0.45m，向上游影响约5.5km，即回水末端约在双井控导工程25坝附近。由于施工期内采用的洪水位为10年一遇，即91.25m，现有大堤堤顶高程为96m，考虑洪水壅高0.45m后，大堤仍有较大的抵御洪水的能力。另外，小浪底水利工程建成后，对河床的冲刷带来一定的影响，对降低洪水水位有一定的好处。关于施工栈桥主梁阻水的问题，由于施工期考虑10年一遇的洪水水位为91.25m，加上壅高0.45m后水位为91.7m，栈桥下弦标高为93.5m，且栈桥主梁为空腹结构，因此施工期间栈桥不会对河道行洪产生影响。
六.下部基础施工对黄河河势的影响
XX桥主桥宽46m，按施工设计文件，上、下游侧施工栈桥宽均为6 m，桥长780m，下部为桩基础，桩径50cm左右，沿水流方向，桩径仅为桥宽的1/6，沿河宽方向，阻水部分仅为桥孔中心跨的1/14。根据黄河下游游荡性河段已建过河电缆等工程的资料分析，尺寸如此小的桩基对黄河河势不会产生明显影响。
主桥桥墩沿河宽方向尺寸为5m ，其承台底面高程.42m，宽11.86 m，
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厚3.5m，承台下为8根直径Ø2.0m的摩擦桩，按“研究报告”中的研究成果和评审验收意见，建桥后对长河段河道冲淤、行洪和河势演变影响不大。
按设计的施工方案，主河槽北侧208至210号墩采用旱地施工，需修建施工围堰和临时运输便道。该处三个主墩河槽床面高程分别为90.5m、90.3m、.7m，其中210号墩中心线以北17m河床面高程90.1m。根据水利部黄河水利委员会2000年4月21日发布实施的《工程管理设计若干规定》第三章3.5.2条的规定，道路路面高度不得高出滩面0.5m，因此，施工便道的设计高度小于0.5m，即便道顶高程≤91m。另外，210号墩筑岛范围为墩中心线以南25m，墩中心线以北17m，顺河槽方向58m的范围，岛面高程90.6m，其占用的河道范围与板桩围堰（或套箱围堰）占用的范围基本一致，但岛面高程远低于板桩围堰或套箱围堰顶面的高程，因此，不会对河道行洪构成影响。
主桥和施工栈桥下部基础建成后，由于桥上游壅水对黄河河势带来的影响，有以下三种情况。
（1）黄河流量在3500 m3/s以下，水流不出槽时，主河槽平均流速一般小于2.5m/s，壅水影响范围在双井控导工程以下，在这种情况下不影响双井工程和滩坎及马渡险工的导流作用，因此，基本不会对桥位河段的河势产生影响。
（2）一般漫滩洪水条件下，壅水影响在双井工程末端即行消失，基本不影响工程导流，此时，虽然和无工程条件下相比，漫滩水流比例会略有增加，仍不致改变主流流向，因此也不会对黄河河势产生明显影响。
（3）流量超过10000m3/s的大漫滩洪水，虽然壅水影响至双井工程出溜坝段，但由于“大水趋直”的作用，与中常洪水相比，工程前主流外移，工
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程导流作用已减弱，下游马渡险工前情况也与此类似，因此，也不会对黄河河势产生大的影响，“研究报告”通过300年一遇动床物理模型试验也证明了这一点。
通过以上分析可以看出，本标段工程下部基础施工不会对黄河大范围的河势产生明显影响。
七.施工中防洪问题及措施
在黄河二桥施工中涉及到施工栈桥、墩旁平台、施工道路、生产生活区布置等临时建筑物，根据工程的具体情况，设定栈桥、围堰、墩旁吊机及吊机等重要结构的防洪标准为10年一遇洪水位，即91.25m。南岸为主要的生产、生活区，位于南岸大堤淤背区，洪水不会构成影响。北岸滩地的生产生活临时设施防洪标准为91.0m水位，一旦水位超过90.5m，及时撤出场内施工机械、人员、设备及临建，工程暂停施工。
1.栈桥桩基承载力、南岸栈桥桥台稳定及防洪
施工栈桥是工程施工的关键性的大临设施。施工栈桥必须有足够的强度、刚度，特别是支撑栈桥的钢管桩应有足够的承载能力。根据清华大学“研究报告”及参考郑州黄河一桥、开封黄河大桥等桥的建桥经验，本工程栈桥桩基的冲刷深度按5m考虑。本桥栈桥桩基平均桩长25m，入土深度最小16m。桩侧土的极限摩阻力45KN/m²，考虑冲刷后单桩竖向极限承载力855KN，桩身弯矩最大61.3KN-m（水平力60KN考虑），Ø55桩抗裂弯矩125KN-m，施工过程中单桩最大反力565KN，施工安全系数1.51，桩基的设计满足使用要求。
为确保栈桥使用过程中的安全，派专人经常观测栈桥桩基的冲刷深度，一旦遇到高洪水位或桩基冲刷深度大于5m时，工程暂停施工，龙门吊机或栈
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桥上的其它设备退回南岸大堤以外的安全地带。
南岸栈桥桥台采用混凝土扩大基础，位于黄河大堤堤脚处。基础底面高程90.875m，高水位时会对基础的稳定性造成一定影响。为确保施工安全，派人经常观测基础的沉降情况，当沉降超过设计允许范围（20mm）时及时支顶栈桥，用钢板填塞缝隙。
2.钢围堰深度及施工平台高程
在桥桩基和承台的施工中采用墩位施工平台及钢围堰等临时设施。墩位施工平台基础为Ø40预应力混凝土管桩，上部为军用梁。墩位施工平台顶面高程与栈桥一致，设防水位按10年一遇考虑。桩基入土深度也与栈桥桩基本一致，水流冲刷及桩基承载力均满足设计要求。考虑到黄河洪水的局部冲刷、风浪壅高及水流冲击爬高的影响，围堰顶的设防高程按92m考虑（10年一遇高程91.25m），底面入土深度按高程80m考虑。
3.主桥208—210号墩施工防洪问题
施工设计中，208—210号桥墩采用干地施工方案，而该桥墩位于主河槽边缘，208号、209号墩滩面高程90.5m，210号墩滩面高程.7m。208号、209号墩采用原地面整平，稍加填筑、硬化，就地施工的方案；210号墩采用筑岛施工的方案。由于该处滩面高程较低，高水位时会对施工造成影响，因此，施工过程中要及时了解水情预报，遇到洪水上涨到90.5m水位况时及时撤离。210号墩筑岛临水面采取袋装砂土堆砌的防护措施，防止洪水冲刷。
八.施工度汛的组织实施
（1）项目部在进场前制定详细的防汛抢险规定，工程施工期间，严禁损坏一切河道工程和防洪、通讯设施。
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（2）组建防汛抢险领导小组，专人负责汛期日常防洪工作的调度指挥，并成立机动抢险队伍，备足抢险物资，如铅丝笼、块石、沙袋、橡皮艇、救生衣等。
（3）在黄河南岸设立防洪物资临时存放基地，便于防洪人员及设备的快速安全撤退。
（4）在黄河防汛期间，一切服从黄河防汛大局，听从防汛指挥部门的统一调度，积极配合防汛部门做好相关工作。
（5）在马渡险工、双井工程等处派专人或委托当地河务部门密切观测河势变化动态，及时请有关专家会商，若确认由于工程施工使黄河河势发生一定变化，及时向防汛主管部门汇报，在防汛主管部门统一指挥下，制定应急方案，全力予以消除，确保不因工程施工对黄河河势产生不利影响。 （6）在黄河汛期7～10月设专人观测洪水位变化，与水文预报部门及时沟通，密切关注黄河水情变化动态，当预报黄河出现编号洪峰时，做好一切防洪准备，必要时暂时停工，全员投入防洪。
（7）桥位河段为典型的游荡性河道，洪水过程中主流仍有一定的摆动幅度，为保证施工本身的安全，施工期间对本标段北岸生产、生活区采取切实的防护措施，保证其安全。
（8）施工过程中严禁向河道内倾倒废碴，严禁向河道内排放生产生活污水，保证河道行洪通畅。
（9）施工完成后，彻底拆除一切施工设施，如施工栈桥、北岸生产、生活区等，恢复施工前河道自然面貌，交由河道主管部门验收合格后，方可撤离现场。
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