防洪影响评价报告 -...

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资质证号:工咨乙 11220070021 甬金高速溪口东至甬台温高速姜山连接线 一期工程跨剡江大桥施工钢栈桥 防洪影响评价报告 委托单位:宁波宁南贸易物流区开发投资有限公司 编制单位:湖州南太湖水利水电勘测设计院有限公司 二零一六年十一月

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资质证号:工咨乙 11220070021

甬金高速溪口东至甬台温高速姜山连接线

一期工程跨剡江大桥施工钢栈桥

防洪影响评价报告

委托单位:宁波宁南贸易物流区开发投资有限公司

编制单位:湖州南太湖水利水电勘测设计院有限公司

二零一六年十一月

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资质证号:工咨乙 11220070021

甬金高速溪口东至甬台温高速姜山连接线

一期工程跨剡江大桥施工钢栈桥 防洪影响评价报告

核 定:郁建红

审 查:曹 英

校 核:丁建强

项目负责:朱兴军

编写人员:朱兴军 王建群

竺雷杰 仲崇新

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目 录

目 录 ............................................................................................................................. I

第一章 概述 ................................................................................................................. 1

1.1 建设项目背景.................................................................................................. 1

1.2 防洪影响评价依据.......................................................................................... 2

1.3 评价范围.......................................................................................................... 5

1.4 技术路线及评价内容...................................................................................... 5

第二章 建设项目基本情况 ......................................................................................... 7

2.1建设项目概况................................................................................................... 7

2.2工程地质......................................................................................................... 17

2.3 建设项目施工方案........................................................................................ 18

第三章 洪水影响分析计算 ....................................................................................... 31

3.1 建设项目对防洪的影响分析计算................................................................ 31

3.2 洪水对建设项目的影响分析计算................................................................ 46

第五章 建设项目对防洪的影响评价 ....................................................................... 47

5.1 与法规规划适应性的评价............................................................................ 47

5.2 河道行洪影响评价........................................................................................ 48

5.3 河势稳定影响评价........................................................................................ 49

5.4 防汛抢险影响评价........................................................................................ 49

5.5 占用水域影响评价........................................................................................ 49

第六章 洪水对建设项目的影响评价 ....................................................................... 50

6.1 建设项目防御洪涝标准与措施分析............................................................ 50

6.2 淹没影响评价................................................................................................ 50

6.3 冲刷与淤积影响评价.................................................................................... 50

第七章 消除和减轻防洪影响的措施 ....................................................................... 51

7.1 法律法规依据................................................................................................ 51

7.2 补救措施方案................................................................................................ 51

第八章 结论和建议 ................................................................................................... 53

8.1 结论................................................................................................................ 53

8.2 建议................................................................................................................ 55

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II

附件:

附件 01:市发展改革委关于甬金高速溪口东至甬台温高速姜山连接线一期

工程可行性研究报告的批复(甬发改审批【2014】475号

附件 02:甬金高速溪口东至甬台温高速姜山连接线一期工程剡江大桥栈桥

施工专项方案专家组评审意见

附图:

附图 01:工程地理位置图

附图 02:奉化水系及测站分布图

附图 03~04:剡江河道地形堤线图(1/2)~剡江河道地形堤线图(2/2)

附图 05:剡江大桥总平面布置图

附图 06~08:剡江大桥平面布置图(1/3)~剡江大桥平面布置图(3/3)

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第一章 概述

1.1 建设项目背景

甬金高速溪口东至甬台温高速姜山连接线工程主线起点位于甬金

高速溪口东出口,沿已经建成的四明路而行,至县江西侧折向北,沿

规划的汇诚北路而行,至规划的儒江路,沿儒江路向东,至规划的高

速公路朝阳连接线向北,至规划高压路,沿高压路向东,与甬台温高

速姜山出口(明州大道与姜茅公路立交处)相接,主线全长 23.593km。

本段路线在跨越剡江时采用桥梁建筑物,桥梁横跨剡江,北侧为

鄞州界,南侧为奉化界。桥位在服从路线总体走向的前提下,根据实

际地形、水文、通航要求、农田、水利、路基和交叉工程等因素综合

考虑,跨剡江大桥工程位于剡江河道方桥三江口上游 900m 处。剡江

大桥全长 781m,其中 3跨主桥采用 75m+125m+75m预应力混凝土变

截面连续箱梁,位于剡江江面上,且 10#主桥墩位于距离剡江南岸河

岸线约 60m处的浅滩中;其余 17跨引桥采用 30m装配式预应力小箱

梁,位于剡江南北两岸,其中南岸 9跨、北岸 8跨。

由于主要临时设施(项目驻地、混凝土搅拌站、钢筋加工棚)以

及施工桥梁所用原材料、成品、半成品都位于剡江南岸,鄞州段无施

工场地,而且鄞州段现无施工进场道路,主要施工材料、施工机械等

如果均无法绕行城市道路去施工北岸的 8跨引桥,且沿途不可控因素

也较多。因此剡江大桥工程项目部本着经济、合理以及工地标准化原

则,在与建设单位、港航部门、海事部门多次沟通后,拟定横跨剡江

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搭设施工钢栈桥。栈桥施工计划 2016年 8月 15日至 2016年 9月 31

日完成,历时 1个半月;栈桥使用时间:2016年 9月 31日—2017年

12月 31日;栈桥拆除时间:2018年 1月 1日—2018年 1月 31日。

建设施工钢栈桥需要在江道中布设桥墩,因桥墩占用过水面积,

将改变桥位附近的水流状况,引起桥址处上下游的水位壅高和桥位附

近的滩槽冲刷,影响河势稳定、江道行洪和两岸堤防的安全,给防洪

排涝及城市防洪带来不利影响。

2015年 3月,受宁波宁南贸易物流区开发投资有限公司委托,我

公司编制完成《甬金高速溪口东至甬台温高速姜山连接线一期工程(跨

剡江大桥)防洪影响评价报告》。编制时,工程未有钢栈桥方案,本次

由于增加了钢栈桥,防洪评价时应将钢栈桥考虑进去,本次针对增加

钢栈桥情况,进行重新分析计算,分析增加栈桥后桥梁洪水影响情况。

1.2 防洪影响评价依据

1.2.1 法律、法规

1、《中华人民共和国水法》(2002);

2、《中华人民共和国防洪法》(1998);

3、《中华人民共和国行政许可法》(2003);

4、《中华人民共和国河道管理条例》(1988);

5、《浙江省实施<中华人民共和国水法>办法》;

6、水利部、国家计委水政[1992]7号《河道管理范围内建设项

目管理的有关规定》;

7、浙江省实施《中华人民共和国河道管理条例》办法(1992 年

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12月 1日);

8、《浙江省水利工程安全管理条例》(2008 年 11 月 28 日浙

江省第十一届人民代表大会常务委员会第七次会议通过);

9、《浙江省建设项目占用水域管理办法》(浙江省人民政府令第

214号,自 2006年 5月 1日起施行);

10、《关于重新核定建设项目占用水域补偿费标准的复函》(浙

江省物价局、财政厅[浙价费(2011)331号])。

1.2.2 技术标准、规范

1、《防洪标准》(GB50201-2014);

2、《水位观测标准》(GB/T50138-2010);

3、《河流流量测验规范》(GB50179-93);

4、《水利工程水利计算规范》(SL104-95);

5、《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-2006);

6、《堤防工程设计规范》(GB50286-2013);

7、《洪水影响评价报告编制导则》(SL520-2014);

8、《浙江省涉河桥梁水利技术规定》(试行)(浙江省水利厅浙

江省发展和改革委员会二ΟО八年一月);

9、《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》(试行)

(办建管[2004]109号);

10、《浙江省建设项目占用水域影响评价报告编制导则》(试行)

(浙江省水利厅二ΟО七年六月)。

1.2.3 相关规划、技术文件

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1、《甬江流域综合规划》(浙江省水利水电勘测设计院,1998

年);

2、《甬江流域防洪治涝规划》(宁波市水利水电规划设计研究院,

2011年);

3、《奉化市县江防洪工程(一期、二期、三期)初步设计报告》

(宁波市水利水电规划设计研究院,1999~2011年);

4、《甬江防洪工程东江、剡江奉化段堤防整治工程初步设计报告

(报批稿)》(宁波市水利水电规划设计研究院, 2011年 9月);

5、《鄞州区剡江维修加固工程(Ⅱ标)施工图》(宁波市水利水

电规划设计研究院,2014年 6月);

6、《宁波市鄞州区奉化江堤防谢家堍应急抢修工程(施工图)》

(宁波市水利水电规划设计研究院,2014年 3月);

5、《奉化市城区河道综合治理规划》(浙江省水利水电勘测设计

院,2014年 4月);

6、《甬金高速溪口东至甬台温高速姜山连接线一期工程可行性研

究报告》,(宁波市交通规划设计研究院有限公司,2014年 5月);

7、《甬金高速溪口东至甬台温高速姜山连接线一期工程施工组织

设计》;

8、《甬金高速溪口东至甬台温高速姜山连接线一期工程(跨剡江

大桥)防洪影响评价报告》;

9、《宁波宁南贸易物流区甬金高速溪口东至甬台温高速姜山连接

线一期工程剡江大桥钢栈桥施工安全专项方案及施工钢栈桥通航孔布

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置方案》。

1.3 评价范围

本报告论证的施工钢栈桥工程建设项目位于剡江河道方桥三江口

上游 900m 处的跨剡江大桥工程上游一侧,距离较近,防洪影响评价

范围一致,防洪影响计算范围扩展到整个奉化平原,平原面积 325km2,

流域面积 1122km2。

故剡江大桥工程施工钢栈桥建设项目的防洪影响水利计算应首先

建立奉化平原一维河网水力学计算模型,然后从一维模型截取大桥上

下游的水力要素边界。

1.4 技术路线及评价内容

防洪影响评价内容包括桥梁的阻水、壅水分析,流态、流速及河

势影响分析,相关法规协调影响分析、防洪抢险等影响分析。

1.4.1 技术路线

本报告根据建设项目防洪评价报告书编制要求,对甬金高速溪口

东至甬台温高速姜山连接线一期工程跨剡江大桥施工钢栈桥进行现场

勘察、调查,重点收集有关河道、堤防、大桥区域附近水利设施及其

他有关工程和水文资料;水文分析计算,确定跨剡江大桥工程位置所

在河道断面设计洪水;采用经验公式法、水面曲线法进行项目阻水壅

高计算,分析和评价工程建设对工程所在河道行洪影响的大小及范围;

对剡江大桥工程防洪影响问题作出综合评价,并提出相应补救工程措

施。

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1.4.2 主要工作内容

(1)收集施工钢栈桥工程区域河道地形、水利设施及规划、水文

资料等,为工程防洪评价提供依据。

(2)水文分析计算,确定跨剡江大桥工程施工钢栈桥位置所在河

道断面设计洪水。

(3)采用水面曲线法进行项目阻水壅高计算,分析和评价工程建

设对工程所在河道行洪影响的大小及范围。

(4)评价剡江大桥施工钢栈桥工程建设对现有水利工程规划的关

系与影响分析、河道行洪影响分析、河势的影响分析、建桥后对堤防

及防护工程安全的影响、占用水域影响分析等。

(6)评价洪水对建设项目的影响。

(7)提出消除和减轻防洪影响的措施。

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第二章 建设项目基本情况

2.1建设项目概况

2.1.1 工程方案

拟建的甬金高速溪口东至甬台温高速姜山连接线工程主线起点位

于甬金高速溪口东出口,沿已经建成的四明路而行,至县江西侧折向

北,沿规划的汇诚北路而行,至规划的儒江路,沿儒江路向东,至规

划的高速公路朝阳连接线向北,至规划高压路,沿高压路向东,与甬

台温高速姜山出口(明州大道与姜茅公路立交处)相接,主线全长

23.593km。

图 2.1.1-1 剡江大桥工程建设项目位置

剡江大桥工程建设项目位于剡江河道方桥三江口上游 900m 处,

横跨剡江,北侧位于鄞州地界,南侧位于奉化地界。本报告论证的施

工钢栈桥工程建设项目位于剡江河道方桥三江口上游 900m 处的跨剡

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江大桥工程上游一侧,纵向钢栈桥距离桥梁投影边线外侧 3米,横向

钢栈桥距离承台外边线 4米。

根据宁波市交通规划设计研究有限公司编制的《甬金高速溪口东

至甬台温高速姜山连接线一期工程可行性研究报告》,本工程跨剡江大

桥有 20孔。主桥采用 75m+125m+75m预应力混凝土变截面连续箱梁,

主跨 125m跨越剡江航道,其中一墩(10#桥墩)置于江中浅滩处;两

侧引桥采用预应力混凝土先简支后连续小箱梁,奉化侧引桥布跨为 5

×30m+(26.5+3×27)m,鄞州侧引桥布跨为 4×30m+4×30m;大桥

桥跨全长 772.5m。桥宽 2×18.0m,分左右两幅布置。

剡江大桥主桥上部结构采用预应力混凝土变截面连续箱梁,箱梁

根部中心梁高 7.2m,跨中中心梁高 3.0m,顶板设 2%横坡,底板水平。

梁高及底板竖直厚度采用 1.7 次抛物线变化。全断面采用双幅分离箱

梁布置,单幅箱梁采用单箱双室结构,顶宽 17.7m(预留护栏滴水 2

×0.15m),底宽 11.0m,悬臂长 3.35m。箱梁采用 C55 混凝土,顶板

厚 0.28m,底板厚 0.32m~1.1m,腹板厚度:根部到跨中按 85cm、70cm、

55cm 变化。剡江大桥主墩采用 C40 海工混凝土薄壁实体墩身,外围

尺寸宽 12.4m,厚 3.5m,墩顶设置球型钢支座。主墩分离式承台尺寸

为 18m×8.3m×4.5m,采用 C35 海工混凝土。单幅基础采用 11 根直

径 1.5mC35海工混凝土(水下)钻孔灌注桩群桩基础,桩基嵌入中风

化岩层不小于 2.0D。 过渡墩采用 C40海工混凝土柱式墩。单幅桥设

有三根立柱,立柱断面尺寸 2.0m×2.0m,柱顶盖梁厚度 2.0m。过渡

墩承台尺寸为 14.25m×6.75m×3m,采用 C35海工混凝土。单幅基础

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采用 8根直径 1.5m C35海工混凝土(水下)钻孔灌注桩群桩基础,桩

基嵌入中风化岩层不小于 2.0D。

剡江大桥引桥上部结构采用预应力混凝土先简支后连续小箱梁,

单幅桥桥宽 18m由 6片小箱梁组成,梁距 2.95m,中梁预制宽度 2.4m,

边梁预制宽度 2.675m。单片预制小箱梁中心梁高 1.6m,顶面设 2%横

坡;顶板厚度 20cm;腹板跨中厚度 20cm、支点厚度 30cm,腹板斜率

为 1:4;底板宽度 1.0m,跨中厚度 20cm、支点厚度 30cm。引桥下部

桥墩采用柱式墩,钻孔灌注桩基础,柱径 1.4m,柱顶盖梁厚度 1.6m,

钻孔灌注桩桩径为 1.5m。

剡江大桥工程布置图参见图 2.1、图 2.2,桥梁标准断面图详见附

图 05。

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图 2.1.1-2 剡江大桥工程展开立面和拉直平面图

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图 2.1.1-3 剡江大桥工程桥梁布跨图

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本标段剡江大桥横跨剡江,全长 781m,其中 3 跨主桥采用

75m+125m+75m 预应力混凝土变截面连续箱梁,位于剡江江面上,

且 10#主桥墩位于距离剡江南岸河岸线约 60m 处的浅滩中;其余 17

跨引桥采用 30m 装配式预应力小箱梁,位于剡江南北两岸,其中南

岸 9跨、北岸 8跨。由于我标段主要临时设施(项目驻地、混凝土搅

拌站、钢筋加工棚)以及施工桥梁所用原材料、成品、半成品都位于

剡江南岸,鄞州段无施工场地,而且鄞州段现无施工进场道路,主要

施工材料、施工机械等如果均无法绕行城市道路去施工北岸的 8跨引

桥,且沿途不可控因素也较多。因此我项目部本着经济、合理以及工

地标准化原则,在与建设单位、港航部门、海事部门多次沟通后,拟

定横跨剡江搭设钢栈桥。

结合剡江大桥的平面布置形式和工程现场的地形、地貌,以保证

避免破坏剡江环境和通航为前提条件,考虑到施工工期较长,施工内

容复杂的特点,且由于 10#主桥墩位于距离剡江南岸河岸线约 60m处

的浅滩中,需在 10#主墩前进方向横向搭设码头式便桥,因此本标段

的钢栈桥采用沿路线纵向在桥位左侧搭设纵向栈桥,并通过横向码头

式栈桥与纵向栈桥相连接的方式搭设,纵向钢栈桥距离桥梁投影边线

外侧 3米,横向钢栈桥距离承台外边线 4米。纵向栈桥共分 15跨,

全长 196米(6×12m+9m+20m+20m+9m+5×12m),车道净宽为 4米,

为方便车辆在纵向主便桥与横向便桥连接处转弯,将第 5跨在与 10#

墩之间加宽 2.4m;横向码头式栈桥长 50米,共分 4跨,车道净宽为

6米,均采用上承式结构形式。施工钢栈桥平面布置见图 2.1.1-4。

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图 2.1.1-4 施工钢栈桥平面布置

本段剡江现状为 6级航道,本标段钢栈桥搭设段剡江宽带约 170

米,水深 3-7米,受潮水顶托影响,潮差 2米左右。日常只有少量小

型货船通航,初步估计所有通行船只为 8-10 艘,且比较固定,主要

是剡江上游运输砂场船只,最大船只为宽 7米,长度 40米,吃水 2.2

米,型深为 2.8米,无大型船只通过。为保证剡江的通航条件,在栈

桥中部设计了宽 20米,净高 4米的双向通航孔,通航孔中心线与船舶

通行线平行,双向航道靠通航中心线偏北,北侧为深水区,符合通航

要求,因此钢栈桥通航孔布置比较合理。钢栈桥上游为刚刚完工的徐

家渡桥,下游为方桥,经实地测量,两个桥梁的净空高度与钢栈桥净

空高度一致,且通航孔顶标高均为 7.18m,因此栈桥高度符号通航要

求,方案中所有高程均采用 85国家高程。参见图 2.1.1-5。

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图 2.1.1-5 施工钢栈桥通航孔示意图

2.1.2 主要技术标准

1、计算行车速度 5km/h。

2、设计荷载:80吨。

3、桥跨布置:12m*6+9m+20m+20m+9m+12m*6 连续多跨贝雷

桥。

4、桥面布置:纵向栈桥净宽 4m(第 5跨净宽 6.3m),横向栈桥

净宽 6米。

5、设计行车间距:行车间距大于 50米。

2.1.3 涉河建筑物

2.1.3.1下部结构设计

纵向栈桥采用单排两根Φ530×10mm 钢管桩,主跨(通航孔)

采用两排两根Φ530×10mm钢管桩,其中 4#、13#墩均采用两排两根

Φ530×10mm 钢管桩,两排管桩间距为 3 米,5#、6#墩均采用单排

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三根Φ530×10mm钢管桩,横向栈桥采用单排三根Φ530×10mm钢

管桩;每墩的每排钢管面及两排钢管间露出水面部分均采用[20 号

槽钢水平方向和剪刀方向牢固焊接成整体;主跨、4#、13#墩两排管

桩间露出水面部分均采用[20 号槽钢水平方向和剪刀方向牢固焊接

成整体。桩顶布置双拼 36b工字钢横梁,使钢管立柱形成一座牢固的

排架结构。钢管桩入土深度 8 米以上,最深入土深度为 14.5 米(具

体长度以现场打试桩并结合受力验算为准),钢管桩中轴线斜率<

1%L。

2.1.3.2上部结构设计

上部结构主梁采用装配式 321 型贝雷片,组合形式为单层双排

(主跨单层三排)结构;贝雷片纵向用贝雷销连接,横向用 900型支

撑架连接以保证整体稳定性。贝雷梁与双拼 36b工字钢横梁接触处采

用“U”型螺栓或槽钢进行连接。

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2.1.3.3桥面结构设计

贝雷片上部分配梁采用 25号工字钢,横梁平均间距为 75cm,两

端用“U”型螺栓固定在贝雷梁上,其上部满铺 20号槽钢作为桥面,

槽钢与槽钢之间焊接牢固,形成一个整体。

2.1.3.4防护结构设计

钢栈桥采用上承式结构,桥面两侧设置护栏,护栏立柱采用φ

60*4mm 热轧钢管,钢管长度为 2.0 米,其中 0.8 米伸入贝雷片中,

1.2 米为栈桥钢护栏,下面设置一道横向φ48*3mm 热轧钢管,与立

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柱钢管连接,横向钢管与贝雷片之间用 U 型卡扣固定。护栏扶手采

用φ48*3mm热轧钢管,上端均布 4层,与护栏立柱套管连接,护栏

安装完成后涂饰红白相间油漆,并在护栏上适当位置安装警示灯及安

全警示标志,每个 50m挂一个救生圈。

通航孔两面左右共设置六组护桩,护桩由三根Φ530×10mm 钢

管桩和槽钢焊成一个整体,挂上防护轮胎,贴上反光防护标志,在距

离栈桥 200米的两侧河道上设置安全警示标志,提醒过往船只减速以

确保便桥的安全。

连接钢管示意图

2.2工程地质

本钢栈桥工程为甬金高速溪口东至甬台温高速姜山连接线跨剡

江大桥施工临时栈桥,建设地点位于剡江大桥上游侧,工程地质情况

一致,本次不再描述,具体详见《甬金高速溪口东至甬台温高速姜山

连接线一期工程(跨剡江大桥)防洪影响评价报告》。

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2.3 建设项目施工方案

2.3.1 施工布置情况

钢栈桥搭设从剡江南侧向北侧推进施工,先施工纵向栈桥再施工

横向码头式便桥,其施工方法基本相同:即采用钓鱼法施工。利用履

带吊机和震动锤从桥台起点开始打设第一排便桥钢管桩,安装贝雷梁

主梁,铺设分配梁和桥面板后,吊车前移一孔,继续下一孔栈桥钢管

桩的打设及上构的安装,直至完成全部栈桥的施工。

2.3.2主要施工方法

2.3.2.1施工准备

在钢管桩基础施工前,对工程的测量点测量网进行全面复核。结

合主桥的平面位置,根据栈桥钢管桩布置图计算每根桩的中心坐标,

按施工先后顺序放样钢管桩的位置。

将由专业厂家加工的直径Φ53cm、壁厚 10mm 螺旋焊接的钢管

桩,直接用汽车运至工地即可,根据现场施工进度组织分批运送至工

地,避免钢管桩在施工场地积压。钢管桩运输过程堆放按沉桩顺序可

采用多层叠放,各层垫木位于同一垂直面上。钢栈桥上原则上不堆放

钢管桩,以保证行车及施工人员的安全。钢管桩起吊、运输和堆存过

程中须避免因碰撞等原因而造成管身变形的损伤。注意在钢管桩沉放

前检查管节焊缝。I36b、I25 工字钢、贝雷片、[20b 槽钢等其他材料

根据现场施工进度组织分批运送至工地,避免材料在施工场地积压,

占用施工操作区域,影响施工进度。

2.3.2.2下部结构施工

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(1)钢管桩制作:

① 根据设计本桥施工要求的桩径规格为φ530mm,应符合下列

规定:

钢管桩外形尺寸的允许偏差:

钢管桩的直径:±20mm 壁厚:≥10mm

②钢管桩在制作接长时,应符合下列要求:

a、钢管桩接长时,两桩接头对口应保持在同一轴线上,多节拼

接时应尽量减少累积误差。

b、钢管桩接长时,如管端椭圆度较大时,可利用辅助工具加以

校正,相邻管桩对口板边高差不大于 2mm。

c、钢管桩接长成型后的纵横弯曲矢高允许偏差不应大于桩长的

0.2%。

d、钢管桩的接头,采用对焊焊接接头外加钢板帮焊。(周圈不得

少于 3处)

e、钢管桩接头的焊缝质量,必须能保证抵抗插打时各种荷载产

生的应力及变形。

f、钢管桩在堆放时,堆放形式和层数应安全可靠,避免产生纵

向变形和局部弯曲变形。在起吊、运输过程中尽量避免碰撞引起管身

变形或损伤,并应设防滚措施。

(2)钢管桩打设

钢管桩下沉采用 50 吨履带吊车和 DZJ-90 振动锤进行施打钢管

桩,履带吊吊起钢管桩后测量员复核导向架垂直度和空间位置满足设

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计要求后,吊车配合振动锤打沉钢管桩至设计标高。在打设钢管桩的

过程中要不断的检测桩位与桩的垂直度,发现偏差要及时纠正。每根

桩的振打尽量一气呵成,不宜停顿太长时间,以免桩间土恢复造成二

次振打下沉困难。打桩过程中用测量仪器随时监控垂直度,钢管桩的

垂直度主要以夹具和导向框控制,监测为辅。发现桩发生倾斜,及时

拔出调整垂直度重新打入。

钢管桩如需接长时,在钢管桩打入到桩顶距离水面以上 2米左右

暂停,现场焊接接长以后,继续振打下沉,直到达到设计长度为止,

钢管桩接头要求等强度连接。钢管桩上口和刃脚壁板需贴板加强,防

止振打变形。

钢管桩插打前必须采用无明显缺陷、变形,焊缝饱满,接头良好。

钢管桩接长时必须先将接头切割整齐,管节对口应保持在同一轴线上

进行,保证接口对接完好。然后周边满焊,并在每一接头外贴焊 4块

30*40cm厚 10mm加强钢板。

① 钢管桩的桩位,应根据测量组所放样的中心位置,并保护好

标记。

轴线定位允许偏差:

单桩的纵横轴线位置: ±10cm

两桩之间的中心间距: ±10cm

竖直度: 1%

② 根据现场施工环境,确定钢管桩插打顺序,以施工方便为宜

钢管桩插打以控制贯入度为主,设计深度作为校核。

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a、钢桥钢管桩设计插打:

控制贯入度(cm/min): 2cm/min

采用吊机配备振动沉拔桩锤施工

b、 本桥设计钢管桩桩顶面设计标高不同,具体依据相应标高对

各桩进行接长或切割。

c、 管桩底标高根据各桥单桩承载力验算书进行确定,以打入到

各便桥设计底标高为止。

d、当桩底已达到设计标高,而贯入度仍较大时,应继续插打,

使其贯入度达到控制贯入度。

③ 插打前,每根钢管桩上应作好长度标记线,以便显示桩的入

土深度。

④ 插打前,应检查桩中心与振动设备中心是否一致,桩位、垂

直度是否符合要求。

⑤ 插打前,应严格控制桩位及垂直度,在插打过程中,不得使

用顶、拉桩头办法来纠编,以防接头开裂并增加桩身附加力矩。

⑥ 开始插打时宜用自重下沉,待桩身有足够稳定性后,采用振

动下沉。

⑦ 每根桩的插打作业,应一次性完成,中途停顿不宜过久,以

免土的摩阻力恢复,继续插打困难。

⑧ 在插打过程中,若发生以下情况,应立即暂停。

a、贯入度发生急剧变化;

b、桩身突然倾斜或振动时有严重回弹;

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c、桩周地面有严重隆起或下沉;

d、振动设备振幅有异常现象。

(3)钢管桩间剪刀撑、平联、桩顶横梁施工

栈桥一个墩位处钢管桩施工完成后,立即进行该墩钢管桩间剪刀

撑、平联、牛腿、桩顶分配梁施工。施工时,首先在钢管桩上进行平

联、牛腿位置的测量放样。技术员实测桩间平联长度并在后场下料,

同步进行牛腿加工、焊接及剪刀撑、桩顶分配梁的加工。将配有发电

机、电焊机的船舶装上钢管桩施工所需半成品行至施工栈桥墩位处并

将其拴牢固定在钢管桩侧。用吊装设备悬吊平联、剪刀撑,到位后电

焊工焊接平联、剪刀撑。现场技术员及时检查焊缝质量,合格后进行

桩顶横梁架设。

横梁架设时,吊装设备悬吊横梁到测量放样位置后安装并简易固

定,电焊工按测量放样位置在钢管桩左右两侧焊接Δ300*300*10mm

牛腿钢板,技术员检查合格后,将横梁焊接在牛腿钢板上,所有焊缝

均要满足规范要求。

2.3.2.3贝雷梁安装

(1)贝雷梁组装

贝雷梁拼装在后场进行。将拟安装的贝雷片抬起,放在已装好的

贝雷片后面,并与其成一直线,两人用木棍穿过节点板将贝雷片前端

抬起,下弦销孔对准后,插入销栓,然后再抬起贝雷片后端,插入上

弦销栓并设保险插销,然后安装上、下弦杆(如有需要)。贝雷拼装

按组进行,每组拼装长度以架设跨径为准,每次拼装一组贝雷片(横

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向两排或三排)后,贝雷片间用贝雷花架连接好,以现场完整的一组

贝雷梁。拼装好的贝雷梁通过吊车配合运输车辆运到施工现场。

(2)贝雷梁组装

吊装设备在已架设好的桥面上将拼装好的贝雷梁起吊进行架设,

其施工方法如下:①、在下部结构顶横梁上进行测量放样,定出贝雷

架准确位置;②、将拼装好后的一组贝雷梁装运到吊装设备作业范围

内;③、贝雷每两片分为一组,吊装设备首先安装一组贝雷,准确就

位后先牢固捆绑在横梁上,然后焊接 A、B型限位器,再安装另一组

贝雷,依此类推完成整跨贝雷梁的安装。

2.3.2.4桥面结构安装

贝雷梁安装完成后,用吊装设备按 75cm的间距进行 I25B工字

钢分配梁的安装,分配梁的支点必须放在或靠近贝雷梁竖弦杆或菱形

弦杆的支点位置,以满足受力要求。分配梁与贝雷梁之间以 U型螺

栓连接,且每根分配梁都必须与其下方的贝雷梁连接。

桥面板 20号槽钢纵桥向满铺,吊装到位后与 I25b分配梁接触处

焊接成整体,焊缝厚度满足规范要求。

2.3.2.5护栏安装

钢栈桥采用上承式结构,桥面两侧设置护栏,护栏立柱采用φ

60*4mm热轧钢管,钢管长度为 2.0米,其中 0.8米伸入贝雷片中,

1.2米为栈桥钢护栏,下面设置一道横向φ48*3mm热轧钢管,与立

柱钢管连接,横向钢管与贝雷片之间用 U型卡扣固定。护栏扶手采

用φ48*3mm热轧钢管,上端均布 4层,与护栏立柱套管连接,护栏

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安装完成后涂饰红白相间油漆,并在护栏上适当位置安装警示灯及安

全警示标志,每个 50m挂一个救生圈。

2.3.2.6防撞墩设置

通航孔两面左右共设置六组护桩,护桩由三根Φ530×10mm钢

管桩和槽钢焊成一个整体,钢管桩打设深度按最长入土深度 14.5米

设置,钢管桩顶面标高控制在 6.18m左右(即船舶最高点),钢管桩

外侧挂上防护轮胎,贴上反光防护标志,在防撞墩上安装安全警示灯。

在距离栈桥 200米的两侧河道上设置安全警示标志,提醒过往船只减

速以确保便桥的安全。

2.3.2.7加宽车道

纵向钢栈桥宽度为 4米,横向钢栈桥宽度为 6米,考虑到汽车吊

等机械设备转弯半径比较大,为方便车辆转弯,将纵向钢栈桥第 5跨

在与 10#墩之间加宽 2.4m,使该跨宽度达到 6.4m,则 5#、6#墩下部

结构采用单排 3根Φ530*10mm钢管桩,上部结构采用三条单层双排

贝雷梁。

2.3.3钢栈桥拆除

拆除施工顺序为:桥面系割除→分配梁拆除→钢管桩拔除。钢管

桩拔除采用如下工艺:拆除方向由北岸向南岸逐跨拆除,先拆横向码

头式边桥,再拆纵向栈桥;栈桥拆除顺序由上至下进行,起重设备用

50t履带吊,基础钢管桩拆除采用 90吨双夹振动锤。安装振动锤到钢

管桩顶,待振动锤液压钳夹紧钢管桩后,启动振动锤,钢管桩周边土

质在振动力作用下开始液化,土质对钢管桩的摩阻力将大大减少,此

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时履带吊可缓慢将振动锤及钢管桩往上提动,逐渐将整根钢管桩拔

除。

2.3.4 临时助航标志

2.3.4.1施工警示标志

施工警示标志 4座,分别设于栈桥上、下游处,上下游左右岸距

离栈桥 200m。建议采用双柱式结构、上端固定的一块三角形标志板

(建议位置、标身和今后永久性急弯标志一致)。三角形的边框和图

形符号为黑色,背景为黄色。标志板上提示前方工程施工,注意安全,

并覆盖反光膜。

2.3.4.2施工水域标志

施工水域标 4座,于施工水域上、下游距离栈桥 50米处设置。

形状为黄色柱形,X形顶标。夜间灯质为黄色莫尔斯信号 C,12秒,

射程 3海里。

2.3.4.3防撞墩警示标志

护桩警示标 6座,分别设于栈桥临时防撞设施前,标示防撞设施。

钢管桩在设计低水位以上贴红白相间反光膜,作为安全警示标志。如

果条件允许,尽量采用 LED灯,便于夜间船舶辨识。

2.3.4.4禁止驶入标志

禁止驶入标 2座,分别设于通航孔上、下游非迎船面,提示船舶

禁入,颜色为红底白横杠,灯为上下两盏红色定光灯。

2.3.4.5桥梁警示标

栈桥警示标 2座,形状为红色正方形标牌,表示通航桥孔分别设

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于通航孔上、下游迎船面,标示通航孔及其桥墩位置、便于船舶识别

通航孔、对孔过桥。灯质:通航桥孔为红色单面定光,在通航桥孔迎

船一面两侧防撞护桩桥柱上,各垂直设置绿色单面定光桥柱,灯四盏

高度 2m、4m(最高通航水位下 3.18m),标示桥柱位置。在通航孔中

心迎船面布设信号灯:绿色在上,红灯在下,表示允许下行船通航;

红灯在上、绿灯在下,表示允许上行船通航。

上游200m处

下游200m处

安全警示标志

护桩防撞标志

推荐航路

10#主墩

施工水域标

禁止驶入标

桥梁警示标

通航孔

通航孔

临时助航标志布置图

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最高通航水位3.18m

通航高度4m

护桩

护桩

灯光标示图

2.3.5监测监控及维护

(1)在栈桥上设置观测点,首次使用时必须观测在荷载情况下

的位移情况,超出设计变形量时停止使用,分析原因,必要时采取加

固措施。使用过程中每周一次观测栈桥的水平及位移情况,发现大于

1cm的位移时要分析原因,必要时采取加固措施,确保平台安全。

(2)栈桥使用过程中,每月观测冲刷情况,一旦发现冲刷超过

设计冲刷线时将及时进行防冲刷防护。防护采用抛砂袋与抛块石混合

防护,在墩位一定范围内防护区采用袋装砂护底,再抛投块石护面的

防护体结构,以确保钢管的埋深长度符合设计要求。

(3)栈桥的运行、维护和检修:

栈桥投入使用前,须由技术员进行一次全面检查、发现质量或安

全问题及时组织人员进行补强或其他可靠的纠正措施。

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在维护期,专门成立维护小组,确保栈桥正常运作。每天派专人

对栈桥上、下部结构进行检查,清理杂物,发现问题及时修补,并对

特征墩位处进行河床顶标高的复测,一旦发现冲刷较大,应立即采取

纠正措施,如回填砂袋、在平台外侧插打加强钢管等措施。

栈桥使用期较长,建立健全维护钻孔平台的相关制度,安排专人

负责并做好维护记录。

2.3.6施工期钢栈桥警示灯及防撞灯带

2.3.6.1钢栈桥警示灯及防撞灯如下:

为避免夜间过往船只撞击栈桥,在外侧贝雷架布设临时警戒灯,

在栈桥最外侧及桥面护栏沿栈桥安装警示灯带,灯带亮度应能够被距

栈桥 2海里的船舶清晰可见,所有灯光仅照射施工水域,不能干扰船

舶正常航行灯光。桥面护栏采用红白油漆相间涂刷。

临时警戒图

2.3.6.2柔性防护设施

为防止船舶失控撞击栈桥,建议在防撞墩至左岸设置柔性防护设

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施加以拦截。

2.3.7 施工中注意事项

2.3.7.1、钢管桩施工中的注意事项

钢栈桥前期施工考虑到各个工种对钢栈桥设计结构和设计要求

的熟悉程度,在完成专业培训的同时,可在施工过程中适当摸索出一

套行之有效的方法,随着工人操作的熟练程度,在确保工程质量和安

全的前提下可逐步加快施工进度。

所有钢结构的焊接,包括钢管桩的节段焊接、型钢的焊接以及各

个连接件的焊接都必须在监理及相关质检人员的监督下进行合格检

验,不可麻痹大意。

钢管桩在平面定位时采用全站仪进行,平面位置偏差控制在双排

桩 80mm,单排桩 50mm以内,垂直度控制在 1%以内。

2.3.7.2钢管桩的连接注意事项

为加快施工进度,计划在每步工序投入两个班组不间断进行施

工。钢管桩施打完成后,应立即进行钢管桩的横向连接,焊接剪刀撑

及钢管平联,夜间时应提前进行照明设施的安装,并设置一定数量的

安全警示灯标志,防止过往船只碰撞。

2.3.7.3施工过程中的不可预见因素的应对措施

考虑到施工水域复杂的地质情况,在施工过程中可能会遇到钢管

桩不能顺利振沉、钢管桩已振沉但承载力不够等不可预见的因素。遇

到类似的情况,首先与业主和设计院取得联系,在确保安全的情况下

再采取必要的措施进行施工,决不蛮干、乱干。

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2.3.7.4施工航道的注意事项

随着各个工作面的全面开展,势必会对航道造成影响,为此,计

划与当地的主管部门进行互动沟通,掌握施工水域的相关历史情况,

施工中做好预防措施,并经常与相关部门保持联系,发生意外情况时

果断采取措施进行抢救。

2.3.7.5 其它注意事项

距离栈桥上游 285米处为弯道,因此在上游弯道口设置警示标

志,必要时设置警戒船舶。陆上由专职人员进行值班,并设置值守高

频,保持通讯畅通,对过往船只进行交流警戒。对过往船只预留电话

号码,栈桥施工时及时通知船老大注意安全,熟悉栈桥通航孔位置。

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第三章 洪水影响分析计算

3.1 建设项目对防洪的影响分析计算

3.1.1 区域防洪基本情况及水文分析计算

本钢栈桥工程为甬金高速溪口东至甬台温高速姜山连接线跨剡

江大桥施工临时栈桥,建设地点位于剡江大桥上游侧 20 余米,区域

防洪基本情况及水文计算情况一致,本次不再描述和计算,具体详见

《甬金高速溪口东至甬台温高速姜山连接线一期工程(跨剡江大桥)

防洪影响评价报告》。

综合考虑工程所处的地理位置,本工程防洪影响评价按 20年一

遇防洪标准进行评价。

工程区域河段设计洪水情况详见表 3-1。

表 3-1 钢栈桥河段设计洪水

频率

(%)

上1000m处设计洪峰水位

(m)

下800m处设计洪峰水位

(m)

钢栈桥中轴处

设计洪峰水位

(m)

钢栈桥中轴处设

计洪峰流量

(m3/s)

5 4.59 4.29 4.43 1380

3.1.2 壅水分析计算

天然河道中水流呈自然流态,涉河建筑物的修建,无疑将对河道

水流产生一定的影响。壅水分析计算是根据工程断面处设计洪峰流量

和相应水位、工程前后的有关水力要素及影响河段内若干断面的测量

资料,通过计算推求影响河段内工程前后的设计洪水水面线,从而求

得工程前后的水位壅高变化和壅水长度,以便研究相应的补救措施。

目前所采用的主要计算方法有水面曲线法(即通过工程前后水面线的

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比较,计算壅水高度和壅水长度)、经验公式法。本项目阻水壅高计

算主要采用水面曲线方法。根据工程需要,本次的设计洪水采用频率

为5%。

3.1.2.1 工程阻水面积计算

根据本次设计院提供的剡江大桥施工钢栈桥的设计图纸和建桥

方案,计算各设计频率水位下桥墩的阻水面积。根据实测河道断面,

结合河段上下游地形,确定不同频率洪水位的过水面积及水面宽,得

到工程前后的过水面积、水面宽,计算成果见表 3-2,过水面积变化

见表 3-3。

表 3-2 剡江大桥施工钢栈桥桥墩阻水面积要素统计表

断面 名称

频率 (%)

水位 (85黄海)

流量 (m3/s)

建桥前 桥墩阻水 面积 (m2)

建桥后 过水 面积 (m2)

河宽 (m)

过水 面积 (m2)

桥墩 总宽 (m)

过水 净宽 (m)

钢栈桥 P=5% 4.43 1380 835.58 158.75 57.60 777.98 11.66 147.09 钢栈桥及 10#桥墩 P=5% 4.43 1380 835.58 158.75 85.46 750.12 19.13 139.62

表 3-3 剡江大桥施工钢栈桥建桥前后过水面积变化

断面 名称 频率 建桥前

(m2) 建桥后 (m2)

减少面积 (m2)

减少百分比 (%)

钢栈桥 P=5% 835.58 777.98 57.60 6.9

钢 栈 桥 及

10#桥墩 P=5% 835.58 750.12 85.46 10.2

根据《浙江省涉河桥梁水利技术规定》,“跨越Ⅰ、Ⅱ级堤防桥梁

的阻水面积百分比不宜大于5%,不得超过7%;跨越Ⅲ级及以下堤防

以及无堤防河道的桥梁的阻水面积百分比不宜大于6%,不得过8%”。

施工钢栈桥工程桥梁阻水面积百分比满足限值要求,但当施工钢栈桥

工程和剡江大桥工程同时存在时,工程桥梁阻水面积较大,超过了

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7%。

4.1.2.2 水面曲线法壅高计算

天然河道蜿蜒曲折,过水断面很不规则,断面形状、粗糙程度及

河道底坡沿程都有变化,其水力因素十分复杂。采用水力学中河道水

面线的计算原理和方法计算河道工程的阻水影响。首先假定发生设计

洪水时,河道水流属恒定非均匀流,水面线计算采用天然河道水位沿

流变化的伯努利能量方程式:

hhZZ efg

VgV

+++=+22

22

21 下

aa (3.1.2-1)

式中:

hf、he:分别为沿程损失项和局部损失项;

Z:水位;

V:断面平均流速;

g:重力加速度9.81;

对于沿程损失项,一般采用下述公式求解:

2

22

KNLQh f

´´= (3.1.2-2)

式中:K=(K上+K下)/2;

K上=R上2/3A上;

K下=R下2/3A下;

R上、R下:分别为上断面水力半径和下断面水力半径;

A上、A下:分别为上断面面积和下断面面积;

Q:河道流量;

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L:上下断面间距;

N:上下断面间河道平均糙率。

而对于局部损失项,本次天然河道局部损失的计算方法采用下式

计算:

gVV

he 2

22上下 -

´= z (3.1.2-3)

式中:ζ:局部水头损失系数,其余参数含义同上。

对于河道的局部水头损失,一般对逐渐收缩的流段,局部损失很

小,可以忽略不计。对于扩散的河段,局部损失系数可取-0.3~-1之

间,视扩散的急剧程度不同来选择。扩散角较小者可取-0.3,突然扩

散可取-1。系数前面加个负号的目的在于始终保持局部水头损失为正

值。

在剡江大桥施工钢栈桥工程所在河段布置了22个断面,其中上边

界断面为剡江大桥中轴线上1000m处,下边界断面为剡江大桥中轴线

下边界800m处。河道断面采用奉化市河道整治规划报告中规划断面

成果。河道纵断面图见图3.1.2-1。

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图3.1.2-1 剡江大桥和施工钢栈桥工程所在河段断面布置

采用公式(3.1.2-1)计算建桥前水面线,上边界采用流量边界,

下边界采用水位边界,边界条件从一维河道水力学计算模型中截取,

见表3-4;采用表3-4中的水位上边界率定水面线计算模型,河道糙率

试算确定为n=0.020~0.022,计算结果见表3-5。

表 3-4 剡江大桥河段水面线计算边界条件

频率(%) 上边界流量(m3/s) 下边界水位(m)

5 1380 4.29

表 3-5 建桥前水面线计算成果表

断面标号 断面名称 间距(m) P=5%工程前水位

(m) 1 上 1000 0 4.600

2 上 900 100 4.572

3 上 800 100 4.554

4 上 700 100 4.533

5 上 600 100 4.513

6 上 500 100 4.492

7 上 400 100 4.482

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断面标号 断面名称 间距(m) P=5%工程前水位

(m) 8 上 300 100 4.459

9 上 200 100 4.437

10 上 100 100 4.42

11 上 58 42 4.409

12 上 18 40 4.401

13 下 18 36 4.394

14 下 50 32 4.389

15 下 100 50 4.38

16 下 200 100 4.365

17 下 300 100 4.357

18 下 400 100 4.341

19 下 500 100 4.335

20 下 600 100 4.321

21 下 700 100 4.306

22 下 800 100 4.290

采用公式(3.1.2-1)及率定的糙率参数计算建桥后的水面线,推

求了各频率回水水面线,并与建桥前的回水水面线对比,从而求得受

工程建设影响的壅高值及影响范围,见表3-6、表3-7、图3.1.2-2、图

3.1.2-3、。

表 3-6 钢栈桥工程前后水面线计算成果(设计频率 P=5%)

断面标号 断面名称 间距(m) 工程前水位(m) 工程后水位(m) 壅高(m)

1 上 1000 0 4.600 4.600 0

2 上 900 100 4.572 4.582 0.01

3 上 800 100 4.554 4.566 0.012

4 上 700 100 4.533 4.546 0.013

5 上 600 100 4.513 4.526 0.013

6 上 500 100 4.492 4.505 0.013

7 上 400 100 4.482 4.495 0.013

8 上 300 100 4.459 4.473 0.014

9 上 200 100 4.437 4.452 0.015

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断面标号 断面名称 间距(m) 工程前水位(m) 工程后水位(m) 壅高(m)

10 上 100 100 4.420 4.436 0.016

11 上 58 42 4.409 4.423 0.014

12 上 18 40 4.401 4.386 -0.015

13 下 18 36 4.394 4.394 0

14 下 50 32 4.389 4.389 0

15 下 100 50 4.380 4.380 0

16 下 200 100 4.365 4.365 0

17 下 300 100 4.357 4.357 0

18 下 400 100 4.341 4.341 0

19 下 500 100 4.335 4.335 0

20 下 600 100 4.321 4.321 0

21 下 700 100 4.306 4.306 0

22 下 800 100 4.290 4.290 0

表 3-7 剡江大桥和钢栈桥工程前后水面线计算成果(设计频率 P=5%)

断面标号 断面名称 间距(m) 工程前水位(m) 工程后水位(m) 壅高(m)

1 上 1000 0 4.600 4.600 0

2 上 900 100 4.572 4.585 0.013

3 上 800 100 4.554 4.568 0.014

4 上 700 100 4.533 4.548 0.015

5 上 600 100 4.513 4.528 0.015

6 上 500 100 4.492 4.507 0.015

7 上 400 100 4.482 4.497 0.015

8 上 300 100 4.459 4.474 0.015

9 上 200 100 4.437 4.453 0.016

10 上 100 100 4.420 4.437 0.017

11 上 58 42 4.409 4.424 0.015

12 上 18 40 4.401 4.37 -0.031

13 下 18 36 4.394 4.394 0

14 下 50 32 4.389 4.389 0

15 下 100 50 4.380 4.380 0

16 下 200 100 4.365 4.365 0

17 下 300 100 4.357 4.357 0

18 下 400 100 4.341 4.341 0

19 下 500 100 4.335 4.335 0

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断面标号 断面名称 间距(m) 工程前水位(m) 工程后水位(m) 壅高(m)

20 下 600 100 4.321 4.321 0

21 下 700 100 4.306 4.306 0

22 下 800 100 4.290 4.290 0

图 3.1.2-2 钢栈桥桥工程前后水面线图(P=5%)

图 3.1.2-3 钢栈桥及 10#桥墩工程前后水面线图(P=5%)

从上述水面线计算成果表中可知:

(1)由于剡江大桥和施工钢栈桥的修建,减小了过水面积,增

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大了流速,根据能量守恒定律,所以在建桥后,桥断面水位较修建前

水位有所下降,如上图所示。

(2)修建剡江大桥和施工钢栈桥后,在5%频率设计洪水情况下,

水位壅高最大值为0.02m。

建桥后,桥位上游壅高0.01~0.02m,壅水高度满足《浙江省涉河

桥梁水利技术规定》要求“壅水高度不超过安全超高的10%以内”。

3.1.2.3 壅水长度计算

壅水长度主要通过水面线计算方法分析,在资料不足地区,壅水

曲线长度近似估算为:

L= 2ΔZ/S (3.1.2-6)

式中:

L:壅水长度(m)

ΔZ:最大壅水高度(m)

S:桥址河段天然河道水面坡降

由水面线计算成果和经验公式分析计算, 5%频率设计洪水情况

下剡江大桥断面壅水长度均为 1km。

3.1.3 断面流速比较分析

3.1.3.1 断面平均流速计算

河流横断面的流速受到断面形状、糙率、环境、河流弯曲形式、

水位水深及风等因素的影响。由资料可知,河流基本四季畅流。由工

程所在地断面资料知,河道水流的过水断面形式接近 U 型。工程建

设前后,工程断面设计洪水下的断面平均流速详见表 3-8。

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表 3-8 工程断面平均流速变化表

断面 名称

频率 流量

(m3/s)

过流面积(m2) 平均流速(m/s) 流速增加

(m/s) 建设前 建设后 建设前 建设后

钢栈桥 5% 1380 835.58 777.98 1.65 1.77 0.12

钢栈桥及

10#桥墩 5% 1380 835.58 750.12 1.65 1.84 0.19

20 年一遇洪水条件下,施工钢栈桥工程建设前断面平均流速分

别为 1.65m/s,工程建设后断面平均流速分别为 1.77m/s,工程前后增

加了 0.12m/s;施工钢栈桥和 10#桥墩工程建设前断面平均流速分别

为 1.65m/s,工程建设后断面平均流速分别为 1.84m/s,工程前后增加

了 0.19m/s。

3.1.3.2 断面边坡流速计算

天然河道的流速横向分布与断面的几何形状相似,即最大垂线平

均流速对应于河道断面的深泓位置,而两岸由于水深线,流速随水深

减小而减小。特定河道断面的固定位置垂线平均流速与该断面的平均

流速有一定关系,而近岸部分平均流速与近岸垂线平均流速的关系较

密切,同时岸边流速与河道断面的平均流速有一定关系。

V 岸=αV 平 (3.1.3-1)

式中:

V 岸——近岸部分的平均流速,m/s;

V 平——断面平均流速,m/s;

α——岸边流速系数(取 0.7)。

根据上述原理,计算剡江大桥断面的边坡流速如表3-9。由表可

知,桥断面的水面不宽,修建剡江大桥后,桥墩阻水面积较大,所以

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水流速度增大较大,并且建桥后增加了水流的紊动程度,加大了水流

对河岸堤防和桥墩的冲刷,应根据情况采取一定的防护措施。

表 3-9 工程设计频率洪水位边坡流速分布表

工程断面 设计频率 流量

(m3/s)

平均流速(m/s) 边坡流速(m/s)

建设前 建设后 建设前 建设后

施工钢栈

桥 5% 1380 1.65 1.77 1.16 1.24

施工钢栈

桥及10#桥墩

5% 1380 1.65 1.84 1.16 1.29

3.1.4河床冲淤计算

(1)一般冲刷

由于建桥压缩水流而在桥下全断面内发生的普遍冲刷,称为一般

冲刷。随着一般冲刷的发展,桥下过水断面将逐渐增大,流速逐渐降

低,冲刷速率逐渐减小,当桥下河床达到冲淤平衡时,一般冲刷趋于

停止,一般冲刷的深度达到最大。

对剡江大桥施工钢栈桥建桥后的一般冲刷问题,采用《浙江省涉

河桥梁水利技术规定》中非粘性土河床的一般冲刷公式进行计算。

5

3

6

1

3

5

'

'

úúúúúú

û

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êêêêêê

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÷÷ø

öççè

æ¢

=

c

c

mc

c

c

p

dE

h

h

B

QK

hm (3.1.4-1)

式中: ph —为桥下断面一般冲刷后最大水深(m); 'K —为单宽流量集中系数,计算后取 1.12;

m—桥墩水流侧向压缩系数,查表后取 0.95;

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'cQ —建桥后桥下河槽部分通过的设计流量(m3/s); '

cB —为桥下河槽部分桥孔过水净宽(m);

mch —桥下河槽最大水深(m); ch —桥下河槽平均水深(m);

cd —河槽泥沙平均粒径(mm),取 2.5mm;

E—汛期洪水含沙量系数,取 0.46。

代入上述公式,可得:一般冲刷完成后,最大冲坑深约 0.13m。

(2)局部冲刷

局部冲刷是指桥墩阻水所引起的墩周河床变形。由于桥墩对水流

的干扰作用,墩前及墩侧产生了不利于床面稳定的局部水流,剧烈冲

刷桥墩迎水侧及其周围的泥沙,形成局部的冲刷坑,随着冲刷坑的不

断加深、扩大和粗化,抗冲能力增强,使水流的冲刷作用与床沙的抗

冲作用趋向平衡,冲刷随之停止,局部冲刷坑达到最深。

采用《浙江省涉河桥梁水利技术规定》中非粘性土河床的局部冲

刷公式对剡江大桥施工钢栈桥的局部冲刷深度进行计算。

2)(0

'015.060.0

12n

pb VVVhBKKh -

= hx (3.1.4-2)

24.02.22 375.00023.0 d

dK +=h (3.1.4-3)

5.00 )7.0(28.0 += dV (3.1.4-4)

55.00

' )5.0(12.0 += dV (3.1.4-5)

d

VVn lg19.023.00

2 )( += (3.1.4-6)

式中:hb——桥墩局部冲刷深度(m),为冲刷坑的最大深度;

Kξ——墩形系数;

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B1——桥墩计算宽度(m);

hp——一般冲刷后最大水深(m);

d——河床泥沙平均粒径(mm);

V——一般冲刷后墩前行近流速(m/s); 3/26/1phEdV =

V0——河床泥沙起动流速(m/s);

V0’——墩前泥沙始冲流速(m/s);

2n ——指数。

一般冲刷计算完成后,在一般冲刷的基础上进行墩前局部冲坑深

计算。

经分析计算,剡江大桥施工钢栈桥建设后,引起的河床一般冲刷

深度为 0.13m,局部冲刷深度为 0.07m,桥位断面河床的最大冲刷深

度为 0.20m。

3.1.5 河势变化分析

河床演变的基本原理是输沙平衡的破坏,其影响因素主要有来水

来沙变化、出口控制高程变化、河床周界条件变化等。工程只是改变

了河床周界条件,对来水来沙、出口高程均未有改变,在河中设置桥

墩,束窄河道,必然使上游产生壅水,下游流速增大,产生冲刷,造

成水沙平衡破坏,但由于河流的自动调节作用,又会达到新的平衡状

态。蜿蜒型河段演变理论认为在河流弯道段泥沙异岸输移和同岸输移

以及沿程聚散现象比较严重,根据上述理论分析河势变化。

剡江大桥所在位置,河道堤顶宽 161m;桥位两岸地形基本对称,

左岸为冲刷岸,右岸为堆积区。桥位附近河床由沙质组成,最低河床

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标高-3.6m,河水稍浅。 建桥后,由于桥墩及防撞墩产生壅水,会对

上游水位产生一定的影响。根据冲刷计算结果分析,剡江大桥施工钢

栈桥建设后,桥位断面河床的最大冲刷深度为 0.20m,由一般冲刷

0.13m和局部冲刷 0.07m两部分组成,对现有工程影响不大。

3.1.7 占用水域影响分析

根据《浙江省建设项目占用水域影响评价报告编制导则》(试行),

建设项目占用水域的面积、容积的计算及确定是进行水域功能影响评

价计算的基础,也是确定替代水域工程、采取功能补救措施或缴纳占

用水域补偿费的基础,是占用水域影响评价报告的重要内容之一。所

以需对建设项目占用水域面积及容积进行分析计算。

3.1.7.1占用水域面积计算方法

占用水域面积是指计算水位对应的建设项目实施前后的水域面

积差。

1、水平面积:指涉水建筑物垂直于水平方向上的投影面积之和。

2、占用水域面积:占用水域面积计算范围主要指水平范围。

3、水平范围:

(1)现状有堤防或规划堤防的水域以其管理带外边界为界。

(2)现状及规划无堤防的水域以与相邻地面高程基本一致的岸

边线为界。

(3)水平范围的确定原则适用于水平面积的计算。

3.1.7.2占用水域容积计算方法

占用水域容积是指计算水位对应的建设项目实施前后的水域水

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体容积差。

水域容积计算的边界:

(1)上边界采用计算水位。

(2)下界面应采用建设项目所在水域底高程(已规划设计的采

用设计底高程;无规划设计的采用现状底高程)。

(3)计算容积范围限制在水域岸坡或堤防范围以内,一般不考

虑管理带的占用体积。

3.1.7.3占用水域影响计算结果

剡江大桥位于河道管理范围内的桥墩共三个,分别为9#、10#、

11#。其中9#桥墩位于河道南岸管理范围与保护范围之间;10#桥墩位

于河道南岸浅滩位置,桥墩前后5m处分别布设2个截面积为9.20m2的

防撞墩;11#桥墩位于河道北岸堤防管理带内。9#墩为过渡墩,10#、

11#两个桥墩均为主墩,结构尺寸相同。

剡江大桥施工钢栈桥位于河道管理范围内有21组钢管桩,其中

14#、15#、16#钢管桩位于河道北岸堤岸线之外、堤防管理带内,其

余位于河道堤岸线之内,具体参见2.3节。

根据占用水域面积及容积计算方法,经计算分析,钢栈桥占用水

域面积和容积、钢栈桥及10#桥墩占用水域面积和容积分别见表3-10、

表3-11。

表 3-10 钢栈桥工程建设占用水域分析表

频率 桥断面设计水位

(m) 占用水域面积(m2)

占用水域容积

(m3)

P=5% 4.43 15.21 77.61

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表 3-11 钢栈桥及 10#桥墩工程建设占用水域分析表

频率 桥断面设计水位

(m) 占用水域面积(m2)

占用水域容积

(m3)

P=5% 4.43 321.61 1431.9

3.2 洪水对建设项目的影响分析计算

3.2.1 淹没影响分析计算

由表3-2、表3-8、表3-9知,建桥后桥中轴线上50m范围内20年一

遇最高洪水位4.43m。本段剡江现状为6级航道,本标段钢栈桥搭设段

剡江宽带约170m,水深3-7m。钢栈桥上游为刚刚完工的徐家渡桥,

下游为方桥,经实地测量,钢栈桥净空高度与上述两个桥梁一致,通

航孔顶标高均为7.18m,因此栈桥高度符合通航要求。

钢栈桥南岸与剡江堤防相连,北岸跨越剡江堤防,该位置20年一

遇设计洪水位为4.43m,钢栈桥梁底标高为7.18m,高于20年一遇设计

水位,南岸有部分梁处于20年一遇水位下,但施工钢栈桥为梁底为镂

空结构,不影响过过水,栈桥南岸顶部与堤防顶齐平,因此总体来说,

20年一遇洪水不会对大桥有淹没影响。

3.2.2 冲刷与淤积影响分析计算

根据计算结果,剡江大桥施工钢栈桥建设后,引起的河床一般冲

刷深度为 0.13m,局部冲刷深度为 0.07m,桥位断面河床的最大冲刷

深度为 0.20m,在正常冲淤范围内。

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第四章 建设项目对防洪的影响评价

4.1 与法规规划适应性的评价

4.1.1 法律法规

根据《浙江省水利工程安全管理条例》规定:“一级堤防的管理

范围为堤身和背水坡脚起 20m至 30m内的护堤地,二、三级堤防的

管理范围为堤身和背水坡脚起 10m至 20m内的护堤地,四、五级堤

防的管理范围为堤身和背水坡脚起 5m至 10m内的护堤地(险工地段

可以适当放宽);堤防的保护范围为护堤地以外的 3m至 10m内的地

带。”本工程剡江大桥施工钢栈桥所在江段的堤防防洪标准为 20年一

遇,堤防等级为 3级,因此,施工钢栈桥所在江堤管理范围为堤身和

背水坡脚起 10m~20m。

根据《浙江省水利工程安全管理条例》,堤防管理范围内禁止“建

设影响工程运行和危害工程安全的建筑物、构筑物和其他设施”。根

据本工程剡江大桥施工钢栈桥的布置,剡江北岸堤防外侧布置 14#、

15#、16#钢管桩,位于堤顶和背水坡脚位置,施工时均会对堤防造成

影响,应采取相应措施。

4.1.2 相关水利规划

剡江大桥施工钢栈桥工程范围内有关的水利规划有《甬江流域综

合规划报告》、《甬江流域防洪治涝规划》、《奉化市城区河道综合治理

规划》等,包括洪道整治、河湖疏浚、蓄滞洪区安全建设工程、堤防

加固工程和城市防洪工程。

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目前剡江两岸堤防正在施工,根据甬江防洪工程剡江奉化段及鄞

州段堤防整治工程施工图,剡江堤防设防标准为 20年一遇。

对于北侧堤防,14#、15#、16#钢管桩位于堤线附近,对于南侧

堤防,1#钢管桩位于堤线附近。钢管桩施工会破坏现有堤防结构,施

工时候,除应对上下游临近堤防进行保护外,施工结束后,应由桥梁

建设单位对桥梁上游 10m,下游 10m 范围内的堤防按照规划设计标

准进行恢复,恢复堤防的设计应委托具有相应资质的设计部门承担,

并由水利部门组织验收。

4.2 河道行洪影响评价

剡江大桥施工钢栈桥的建设,主要是钢管桩和 10#桥墩阻水。由

表 3-2、3-3知,在设计频率分别为 5%的水位下,钢栈桥阻水面积为

57.60m2,占河道过水面积的 6.9%;钢栈桥和 10#桥墩同时存在的情

况下,阻水面积为 85.46m2,占河道过水面积的 10.2%。桥墩占用河

道行洪面积,将形成一定的阻水作用。

钢管桩和 10#桥墩的建设,因钢管桩和桥墩占用行洪面积,桥孔

压缩水流,使桥位上游洪水位壅高。由表 3-6、表 3-6 知,设计频率

5%的水位时,水位壅高最大值为 0.02m,其影响范围为 1.0km。

根据《浙江省涉河桥梁水利技术规定》,“跨越 III 级及以下堤防

以及无堤防河道的桥梁的阻水面积百分比不宜大于 6%”,“对于不允

许越浪的河道江(海)堤,桥墩阻水引起的最大壅水高度应控制在堤

顶安全超高值的 10%以内”,剡江河道堤防安全超高为 0.5m,本次施

工钢栈桥阻水比例在规定范围之内,水位壅高符合规定要求。

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4.3 河势稳定影响评价

工程建设后,涉水建筑物的壅水作用,使工程断面以上河段同流

量下的水位抬高、流速减小,但工程建设后流速减小幅度不大。由于

水中含泥沙量较小,因此,河段泥沙淤积也不会发生很大变化。

工程建设后,建桥引起的一般冲刷 0.13m,桥墩及钢管桩附近将

产生局部冲刷 0.07m,桥位断面河床的最大冲刷深度为 0.2m,河段整

体冲淤变化不大,对河势稳定影响较小。

4.4 防汛抢险影响评价

防洪堤堤顶道路是防洪抢险和观测检查的专用通道,为了保证汛

期抢险的交通畅通,大桥梁底至堤顶必须有足够的净高,一般不得小

于 4.5m。根据施工钢栈桥施工图分析,施工钢栈桥跨越北岸剡江堤

防处梁底标高为 7.18m,该位置堤防顶高程为 4.32m,防浪墙顶高程

4.82m,净高低于 4.5m,不满足抗洪车辆净空要求。

4.5 占用水域影响评价

由表 3-12可知,在 20年一遇设计洪水标准下,剡江大桥施工钢

栈桥工程占用水域面积 15.21m2,占用水域容积 77.61m3;钢栈桥及

10#桥墩工程同时存在时占用水域面积 321.61m2,占用水域容积

1431.90m3。根据《浙江省建设项目占用水域管理办法》规定:“建设

项目占用水域的管理,实行严格控制、保护生态、分类管理、占补平

衡的原则”。对占用水域面积、容积,降低区域水面率的建设项目,

须采取相关措施实现面积平衡、容积平衡或水面率平衡。

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第五章 洪水对建设项目的影响评价

5.1 建设项目防御洪涝标准与措施分析

剡江大桥施工钢栈桥为临时建筑物,设计时参照上下游的徐家渡

桥以及方桥梁底标高,其设计中适当考虑了防洪要求,基本能满足河

道 20年一遇洪水要求。

5.2 淹没影响评价

剡江大桥施工钢栈桥中轴线上50m范围内20年一遇最高洪水位

4.43m。而剡江大桥施工钢栈桥设计的最高通航水位为3.18m,对应的

净空为4m,即净空顶高程为7.18m;南岸有部分梁处于20年一遇水位

下,但施工钢栈桥为梁底为镂空,能过水,栈桥南岸顶部与堤防顶齐

平,因此总体来说,20年一遇洪水不会对大桥有淹没影响。

5.3 冲刷与淤积影响评价

20 年一遇洪水条件下,施工钢栈桥工程建设前断面平均流速分

别为 1.65m/s,工程建设后断面平均流速分别为 1.77m/s,工程前后增

加了 0.12m/s;施工钢栈桥和 10#桥墩工程建设前断面平均流速分别

为 1.65m/s,工程建设后断面平均流速分别为 1.84m/s,工程前后增加

了 0.19m/s。根据计算结果,剡江大桥施工钢栈桥建设后,引起的河

床一般冲刷深度为 0.13m,局部冲刷深度为 0.07m,桥位断面河床的

最大冲刷深度为 0.20m,在正常冲淤范围内。

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第六章 消除和减轻防洪影响的措施

6.1 法律法规依据

遵照《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》、《中华

人民共和国河道管理条例》,水利部、国家计委水政[1992]7号《河

道管理范围内建设项目管理的有关规定》等法律法规,凡在河道管理

范围内新建、扩建、改建的建设项目对防洪有影响的应采取工程补救

措施。

6.2 补救措施方案

1、根据钢栈桥设计图纸计算,栈桥南岸接剡江堤防,北岸跨越

剡江堤防,施工管桩穿过堤防,打穿堤防防渗土工膜层,且施工时候

来回工程车辆,极易对堤防结构造成破坏。因此需在钢栈桥拆除后对

本段护岸采用原标准恢复。

2、钢栈桥设计图中梁底标高不满足规范要求,在《甬金高速溪

口东至甬台温高速姜山连接线一期工程(跨剡江大桥)防洪影响评价

报告》中以就这个问题进行了详细的分析及补救,补救方案如下:

将防汛道路,改道后的防汛道路调整至距离桥墩承台边缘 17.0m

处,该位置梁底标高为 7.5m。剡江堤防北侧为鄞西平原,防汛道路

标高应高于 20年一遇涝水位 3.0m,建议道路标高不低于 3.0m,道路

宽度为 4.0m,防汛道路与梁底最小净空为 4.5m,满足规范要求;护

塘河位置改道至防汛道路北侧,宽度及结构型式均按照原结构进行设

计。改建后防汛道路长度约为 220m,具体结构详见《甬金高速溪口

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告》。

3、工程建设期间由于施工桥墩附近及水闸附近会产生泥沙淤积

以及施工围堰的拆除等问题,该期间应由桥梁建设单位负责清理。

4、经计算,在 20年一遇设计洪水标准下,钢栈桥工程临时占用

水域面积为 15.21m2,占用水域容积 77.61m3。须采用补偿水域的方

式对剡江大桥工程占用的水域进行占补平衡补偿,缴纳水域补偿费。

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第七章 结论和建议

本报告对甬金高速溪口东至甬台温高速姜山连接线一期工程—

—跨剡江大桥施工钢栈桥工程所在河段的设计洪水、壅水、冲淤、河

势影响等方面进行了较为深入的研究和防洪影响评价,结论及建议如

下:

7.1 结论

1、本报告论证的剡江大桥施工钢栈桥位于剡江河道方桥三江口

上游 923m处。施工钢栈桥在江道中布设钢管桩,因钢管桩占用过水

面积,将改变桥位附近的水流状况,根据《中华入民共和国防洪法》、

《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》的要求,对剡江大桥建

设对当地防洪排涝可能产生的影响作出评价,编制本报告。

2、本钢栈桥是剡江大桥工程临时施工栈桥,钢栈桥的修建与当

地的流域规划、流域防洪规划、城市防洪规划等水利规划并无冲突,

不影响水利规划的近期或远期目标的实现。

3、剡江大桥钢栈桥工程设计方案总体上考虑了剡江河道行洪、

通航和堤防安全的要求,20 年一遇洪水不会对大桥有淹没影响。从

防洪安全的角度看,建设方案总体上是可行的。

4、剡江大桥钢栈桥工程建设后,钢栈桥钢管桩占用河道行洪面

积,将形成一定的阻水作用,会使河道上游的水位产生一定的壅高。

在设计频率分别为 5%的水位下,钢栈桥阻水面积为 57.60m2,占河

道过水面积的 6.9%,桥梁阻水面积百分比满足《浙江省涉河桥梁水

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利技术规定》要求。钢栈桥和 10#桥墩同时存在的情况下,阻水面积

为 85.46m2,占河道过水面积的 10.2%。根据水位雍高计算,设计频

率 5%的水位时,水位壅高最大值分别为 0.02m,其影响范围均为

1.0km,符合《浙江省涉河桥梁水利技术规定》中要求。

6、工程建成后,桥墩阻水使得附近水流流速有所增大。20年一

遇洪水,工程建成前断面平均流速分别为 1.65m/s,工程建成后断面

平均流速为 1.77m/s,工程前后对比流速分别增加了 0.12m/s;施工钢

栈桥和 10#桥墩工程建设前断面平均流速分别为 1.65m/s,工程建设

后断面平均流速分别为 1.84m/s,工程前后增加了 0.19m/s。引起的河

床一般冲刷深度为 0.13m,局部冲刷深度为 0.07m,桥位断面河床的

最大冲刷深度为 0.20m,在正常冲淤范围内。

7、根据本工程的布置方案,剡江北岸(鄞州侧)堤防内侧 14#、

15#、16#钢管桩施工时会对堤防安全造成影响,剡江南岸(奉化侧)

栈桥与堤防相连,栈桥运行时施工车辆来回运行,对堤防影响较大,

极易造成堤防破坏。

8、工程涉水建筑物所处河段稳定性较好,工程建成后不会对原

来的河床自然演变带来明显的影响。工程建成后,涉水建筑物的壅水

作用,使工程断面以上河段同流量下的水位抬高、流速减小,但流速

减小幅度不大。由于水中含泥沙量较小,因此,河段泥沙淤积也不会

发生很大变化。

9、根据剡江大桥施工钢栈桥设计方案,经计算,在 20年一遇设

计洪水标准下,剡江大桥施工钢栈桥工程占用水域面积 15.21m2,占

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用水域容积 77.61m3,按《浙江省建设项目占用水域管理办法》规定

须缴纳水域补偿费,具体缴费标准具体详见《浙江省物价局、浙江省

财政厅关于重新核定建设项目占用水域补偿费标准的复函》(浙价费

〔2011〕331号)。

7.2 建议

1、剡江大桥施工钢栈桥是临时建筑物,总体考虑了防洪功能,

但对防洪产生了一定程度的影响,剡江大桥施工结束后应及时拆除。

2、为满足堤防防汛抢险、日常管理及以后加固加高要求,防汛

道路结合剡江大桥防洪影响评价报告设置,具体详见《甬金高速溪口

东至甬台温高速姜山连接线一期工程(跨剡江大桥)防洪影响评价报

告》。

3、根据施工钢栈桥布置及施工安排,施工钢栈桥施工时以及运

行时均会对堤防有影响,要求施工单位编制详细施工方案,制定详细

的监测及保护措施,施工方案报请当地水行政主管部门批准后方能开

工;工程验收应有水行政主管部门参加,如施工期间对堤防造成损坏,

应按原标准进行恢复。

4、建桥前后对桥址处及上下游各 200m范围河道地形进行观测,

施工结束后需进行恢复,以免影响行洪。