施工渡汛方案出版成果.doc

1 59 1 建设项目简介 1 1 大桥工程概况 1 1 1 大桥连接的公路概况概况 内蒙古准格尔至兴和运煤高速公路起于准格尔旗大路新区 由西南 向东北 沿柳林沟北侧上跨黄河 该桥位于省道 103 线喇嘛湾黄河大桥上 游 8 km 处 经营盘梁 在小缸房上跨白彦不浪沟 经偏关窑 在三道 沟上跨浑河支流及铁路支线 在 AK36 547 处上跨国道 209 线 在西窑子 和东门村两次和旧 209 国道交叉 在石咀子村靠近丰准铁路 此后路线 走向基本与铁路平行 经庙沟至西沟 经后石门 马艮河至大坡底 然 后经缸房窑在刘家窑西跨省道 102 线 经麻迷图进入察右前旗 在黑沟 上跨集丰高速 过土贵乌拉南 上跨集张铁路 经三瑞里进入兴和 终 点兴胜村 全长 276 5 km 全线采用双向四车道高速公路标准建设 设 计速度为 80 100 km 小时 路基宽度为 26 m 桥涵设计汽车荷载采用公 路 级 1 1 2 桥位所在位置 该柳林滩黄河公路特大桥起点位于黄河右岸鄂尔多斯市准格尔旗大 路新区规划中的兴托公司煤炭物流中心北侧 在南沟与柳林沟之间跨黄 河 起迄桩号 K0 971 97 K2 830 29 终点位于黄河左岸呼和浩特清 水河县喇嘛湾镇北石河子村 终点桩号 K2 820 29 大桥距上游呼准铁 路黄河大桥 4 2 km 距黄河上中游分界处的托克托县河口镇 28 km 距头 道拐水文站 37 km 距下游喇嘛湾大桥8 0 km 距下游万家寨水库 77 km 万家寨水库回水末端至桥位下游 8 km处 见图 1 1 1 2 59 照片 1 桥位右岸 照片 2 桥位河道 1 1 3 工程总体建设规模 柳林滩黄河公路大桥由西南向东北 沿柳林沟北侧上跨黄河 由主 桥 8 跨 西引桥 5 跨 东引桥 12 跨组成 共计 25 跨 引桥准格尔方向 长 250 m 兴和方向长 600 m 主桥长 999 6 m 大桥全桥长 1858 32 m 主桥桥墩墩身最高高度 73 m 最低高度 52 m 1 2 主要设计指标 内蒙古准格尔至兴和运煤高速公路全线采用高速公路标准建设 全 封闭 全立交 设计速度为 80 100 km h 桥涵设计荷载为公路 级 主要技术标准见表 1 2 1 表 1 2 1 主要技术标准一览 序号项 目技 术 标 准 3 59 1 计算行车速度 80 100km h 路基宽度 27 75m 兴和至准格尔方向 12 50m 准格尔至兴和方向 14 25m 两幅桥间距 1 0m 硬路肩 含右侧路缘带 1 3 0 1 1 5m 2 土路肩 1 0 75 1 0 5m 3 路拱横坡行车道和硬路肩 1 5 4 设计洪水频率300 年一遇 5 地震动峰值加速度 0 1475g 6 相应地震烈度7 度 7 平曲线最小半径极限值 400m 8 最大纵坡 3 5 9 通航标准4 级 1 3 采用技术规范 标准及有关设计报告 1 中华人民共和国水法 2 中华人民共和国防洪法 3 中华人民共和国河道管理条例 4 JTG D60 2004 防洪标准 5 TB10002 1 2005 铁路桥涵设计规范 6 SL 44 93 水利水电工程设计洪水计算规范 7 黄河流域河道管理范围内建设项目审查同意书 黄水政字 2008 2 号 8 黄河水利委员会 关于印发 黄河流域河道管理范围内非防洪 建设项目施工度汛方案审查管理规定 试行 的通知 9 内蒙古水利水电勘测设计院 内蒙古准兴高速公路柳林滩黄河特 大桥防洪评价报告 2007 年 4 59 10 黄河勘测规划设计有限公司 内蒙古准兴高速公路柳林滩黄河特 大桥初步设计图 2007 年 11 山东黄河工程集团有限公司 内蒙古准兴重载高速公路柳林滩 黄河特大桥施工组织设计报告 图件 2010 10 月 1 4 黄河大桥设计 1 4 1 总体布局 桥位河段右岸为鄂尔多斯库布齐沙漠边缘 岸坡高出水面 60 m 之多 河道主槽宽约 400 m 河滩寛约200 m 左岸为低山重丘区 主流靠近左 岸 无滩 河势稳定 河道顺直 大桥轴线与水流方向成 6 度的夹角 桥 位处河道横断面见下图 左岸 右岸 桥位处大横断面 978 980 982 984 986 988 990 992 0100200300400500600700 距离 m 高程 m 该大桥起点桩号为 K0 971 97 主桥起点为 K1 225 925 终点为 K2 226 075 大桥终点为 K2 820 29 大桥有主桥和引桥组成 引桥准 格尔方向 大桥起点段 跨径组合为 5 50 m 预应力砼 T 梁 主桥跨径 5 59 组合为 79 8 6 140 79 8 兴和方向 大桥终点段 跨径组合为 2 6 50 m 预应力砼 T 梁 见 大桥桥型布置图 图 1 4 1 桥梁全宽 27 75 m 分为上下行分离的双幅桥 其中上行为准格尔至 兴和方向 3 车道 桥面宽 14 25 m 下行为兴和至准格尔方向 两车道 桥面宽 12 5 m 两幅桥间距 1 m 1 4 2 结构形式 主桥 79 8 6 140 79 8 m 上构采用单箱单室变截面预应力 箱梁 桥墩采用空心薄壁墩身 基础采用钻孔灌注桩基础 引桥 上构采用预应力砼 T 梁 桥墩采用柱式墩桩基础 1 4 3 大桥设计高程 大桥桥下缘设计高程 1053 55 1091 86 m 1 4 4 与两岸的连接 柳林滩黄河特大桥桥址位于鄂尔多斯高原东北部边缘 地形切割强 烈 起伏较大 黄河滩岸与右岸台地高差近 60 m 桥位河道左岸上游 300 m开始有喇嘛湾堤防 堤防起点在小石窑村 终点拐上 现有工程长 度 5240 m 堤顶高程990 28 m 堤顶宽为4 m 内外边坡比均为1 3 大 桥采用全桥跨跨河 直接连接黄河两岸台地 高悬于黄河河道上方 大桥 下缘高程 1053 55 1091 86 m 高出堤防60 m 之多 1 5 工程施工 1 5 1 施工期 该建设项目自 2010 年 11 月 18 日开工准备 至 2013 年 5 月 18 日竣 工 总工期 30 个月 1 5 2 施工进度计划 桥梁施工分施工准备 基桩承台施工 下部构造 墩身 盖梁 上 部构造 悬浇箱梁 T 梁 桥面系统工程五个阶段 根据工程任务划分 6 59 该特大桥由专业桥涵施工队负责施工 1 施工准备阶段 2010 年 11 月 18 日 2010 年 12 月 26 日进行施工场地平整 水电 通讯接通 施工 管理设施 场外道路 部分临时房屋修建等准备工作 形成初具规模的生产能力 人员 设备进场对主桥进行定位放样 修筑 围堰 搭设浮桥 钻机 吊机安装 同时制作部分钻孔桩钢筋笼 浮桥 2010 年 12 月 27 日 2011 年 3 月 10 日搭设 流凌期撤掉 等流凌结束 浮桥再次搭起 2 主桥 待施工准备完成后 立即组织主桥施工 主桥水中桩基及承台 10 11 12 施工考虑黄河流凌影响 在 2011 年春季流凌结束后 4 月 1 日 开始施工 主桥 6 9 墩承台 陆地 施工在 12 月 27 日开始施工 水中和陆地安排 3 个作业队伍分别施工 a 水中 10 12 墩施工 主桥水中墩 10 11 12 桩基施工 2011 年 4 月 1 日 2012 年 8 月 31 日 其中 钢管桩围堰及平台搭设 2011 年 4 月 1 日 2011 年 4 月 25 日 钻孔灌注桩施工 2011 年 4 月 25 日至 2011 年 6 月 10 日 基坑开挖 桩头破除及封底混凝土浇筑 2011 年 6 月 11 日至 2011 年 7 月 10 日 承台施工 2011 年 7 月 11 至 2011 年 7 月 20 日 墩身施工 2011 年 7 月 21 日至 2011 年 10 月 21 日 0 段及挂篮安装 2011 年 10 月 22 日至 2011 年 11 月 22 日 冬季停工 2011 年 11 月 22 日 2012 年 3 月 31 日 7 59 1 14 梁段 2012 年 4 月 1 日至 2012 年 8 月 31 日 b 陆上 6 9 主桥陆上施工 2010 年 12 月 27 日 2012 年 8 月 31 日 其中 土石围堰 2010 年 12 月 26 日 2011 年 1 月 5 日 桩基施工 2011 年 1 月 6 日 2011 年 3 月 31 日 承台基坑开挖 桩头破除及封底 2011 年 4 月 1 日至 2011 年 4 月 30 日 承台施工 2011 年 5 月 1 至 2011 年 5 月 20 日 墩身施工 2011 年 5 月 21 日至 2011 年 8 月 21 日 0 段及挂篮安装 2011 年 8 月 22 日至 2011 年 11 月 22 日 冬季停工 2011 年 11 月 23 日 2012 年 3 月 31 日 1 14 梁段 2012 年 4 月 1 日至 2012 年 8 月 31 日 c c 直线段施工直线段施工 2012 年 6 月 1 日 2012 年 8 月 31 日 d d 合龙段施工合龙段施工 2012 年 9 月 1 日 2012 年 10 月 1 日 2013 年 4 月 1 日 2013 年 4 月 30 日 考虑冬季停工 3 引桥 0 台 5 墩 13 墩 25 台 a 引桥下部施工 桩基施工 2010 年 12 月 26 日 2011 年 5 月 31 日 引桥承台 2011 年 4 月 1 日 2011 年 8 月 1 日 b 引桥墩身及盖梁身 2011 年 6 月 1 日 2012 年 5 月 31 日 c 引桥 T 梁预制与安装 湿接缝施工 2011 年 10 月 01 日 2012 年 8 月 31 日 4 桥面铺装及附属结构 2012 年 9 月 1 日 2013 年 4 月 30 日 8 59 5 静动载试验 交工验收 2013 年 5 月 1 日 2013 年 5 月 18 日 1 5 3 施工准备 1 工程用水 黄河滩区内地下水应经过水质化验分析并符合相关规范规程要求后 方可作为工程用水 一般在工程现场附近打井取水 但在施工过程中要 注意做好环境保护工作 严防污染区域内居民生活用水 2 工程用电 区域内生产 生活电力线路较齐全 但线路容量较小 需要换线增 容 工程用电需在电力部门办理相关手续即可与电网连通 但因供电存 在季节性紧张 需要自备发电设备 以防电力供应不足给工程带来影响 3 运输条件 本项目砂石材料均采用汽车运输 各料场进出道路便利 运输方便 区域内的交通运输能力均有富余 可选择市场化的运输方式 以满足本 项目的运输要求 4 通讯条件 可接通市内电话 ADSL 宽带上网可随时申请 中国移动及中国联通 公司移动信号均覆盖本区域 区域内通讯条件较好 1 5 4 场地布置 1 施工现场布置原则 施工总平面布置原则为 生产 生活区分开 生产区尽量靠近施工 区 生活区设置在交通较为便利 有水电供应的位置 2 施工场地总体布置 根据大桥特点和施工期 黄河施工场地布置为 项目经理部一处 9 59 布置在喇嘛湾旧黄河宾馆 预制场二处 拌和站 料场 仓库三处 综 合加工厂一处 均布置在东西两端高台地上 东西两端引桥的傍河一侧 各设置施工便道 通向主河槽 东西两端预制厂各修筑上坡道路 施工 便道 与施工便道连接 施工场地便道总长约 4 km 见施工平面布置图 1 4 1 3 项目部 项目经理部作为办公 生活区域 全桥生产的总指挥调度中心 除 包括办公室 生活区外 还包括生产设施用地如设备材料库 试验室等 4 施工作业队生活区 施工作业队临时驻地生活区设在大桥两岸引桥处的高地 包括专门 的民工宿舍区 会议室 食堂 开水房 浴室 厕所等 5 混凝土拌合站及预制场 工程左右两岸分别设置 1 个大型混凝土拌合站及预制场 负责黄河 特大桥全部的混凝土生产和引桥的预制构件的加工 是该工程辅助设施 的核心之一 材料库设置在拌合站旁边 6 施工便道与跨河便桥 滩地施工便道 滩地引桥施工便道位于桥位上游紧邻特大桥处 为 填筑土石施工便道 临时道路路面与滩面齐平 跨河施工便桥 主桥 9 10 墩 10 11 墩之间搭设浮桥 每段 60 m 共长 120 m 沿着桥每500 m设错车平台 1 座 浮桥两侧设栏杆 下部 结构采用钢管桩基础 用振动锤打设入河底 上部结构采用贝雷架和型 钢组合结构 其它段填筑土石施工便道 1 5 5 施工顺序 根据桥位断面河道主流靠近右岸的情况和施工组织设计水中施工计 10 59 划 大桥水中墩施工顺序为先河道主槽左边 9 墩 后右边 10 11 墩 由作业一队施工 东西两边引桥分别由作业二队 作业三队同时施工 1 6 大桥施工简介 1 6 1 施工主要过程 1 平整土地 建临时便道 临时便道宽 5 6 m 为土筑 跨 9 10 10 11 墩中间搭设浮桥 2 搭钻孔平台 3 钻孔灌注桩测放桩位 沉设钢护简 4 钻孔 5 水下混凝土灌注 6 陆地 水中承台施工 7 桥台施工 9 桥墩施工 10 连续箱梁施工 11 南引桥 92 40 m 连续箱梁移动模板现浇施工 12 北引桥 4 30 m 和 12 40 m 箱梁的预制及架设施工 13 预应力施工 14 桥面系施工 1 6 2 施工中的重点 难点项目 根据本工程特点 施工环境和条件等因素 我们将把钻孔灌注桩施 工 T 梁预制安装及主桥箱梁施工作为本项目的重点 难点工程 制定专 门的施工方案 方法及措 施 1 6 3 钻孔灌注桩施工 1 概述 本大桥共有 294 根基桩 其中主桥 2 0 m 的 266 根 2 2 m 的 16 根 准格尔侧引桥基桩为 1 5 m12 根 基桩除 6 12 墩按水中基桩 11 59 施工考虑 其余均按陆地基桩进行施工考虑 2 施工工艺 陆地 场地平整护筒埋设钻孔施工钻机就位到位清孔钢筋笼安放 导管布设二次清孔砼浇注 水中 护筒埋设钢管桩打设钻孔就位钻孔平台搭设 到位清孔钢筋笼安放导管布设二次清孔 钻孔施工 水下砼灌注 图 1 6 1 3 施工过程 A 陆上 a 基坑开挖 b 钢筋绑扎 c 模板安装 d 砼浇注 e 砼养护及基坑回填 12 59 5 钢管桩插打 6 导向架纠偏 3 吊放钢管桩 4 钢管桩位置校准 限位 1 吊放导向架 2 导向架调平 固定 钢管桩 履带吊机 导向架 钢管桩钢管桩 履带吊机 导向架 钢管桩 履带吊机 钢管桩 振桩锤 7 拆除提升导向架 8 铺装贝雷承重梁 型钢分配梁 桥面 履带吊机 图 1 6 2 钢管桩平台 浮桥 搭设施工流程图 A 水中 围堰施工 4 围堰施工 1 钢管桩围堰施工 10 11 12 号墩 水上承台采用钢管桩围堰进行施工 钻孔桩施工完毕后 拆除部分 钻孔平台 采用液压打桩机进行钢管桩的打设 钢管桩围堰尺寸比承台 尺寸延伸约 1 m 方便进行施工操作 钢管桩围堰考虑汛期影响 洪水 到来时 围堰内蓄水保持稳定性 水上承台施工钢管桩围堰插打完成后 在钢管桩围堰内部加支撑梁 采用挖掘机和吸泥机进行基坑清淤开挖 开挖至设计标高后 考虑封底 厚度 80 150 cm 浇筑水下砼进行基坑封底 承台基坑封底砼掺加不分 散剂 施工时采取灌注水下砼的方法进行施工 在钢围堰上方搭设工作平台 在承台封底范围内每隔一定间距布置 13 59 导管 利用砼输送泵输送砼至中心储料斗 利用溜槽将砼输送至小料斗 进行封底砼的灌注 封底砼浇注采用刚性导管法施工 钢围堰封底采用 四周向中间挤压的方式 首灌封口采用拔塞工艺 按照先周边后中间的 顺序逐个开球封底 封底砼浇注过程中 须严格控制砼布料厚度 确保 封底砼的质量 2 浇注封底砼 初步拟定封底砼层厚为 1 0 1 5 m 砼生产 由陆上拌和站供应 封底砼导管布置约为 12 根 以保证砼的扩散效果满足封底要求 储料斗的容量必须满足首批砼能保证导管埋置深度在 0 5 m 以上 砼浇注采用输送泵输送砼进行封底砼浇注 3 承台施工 陆地承台施工时 采用挖掘机开挖承台基坑 基坑周围做好防排水 设施 基坑基底进行换填处理 先破除基桩顶端砼质量较差的一段 淡 水清洗凿毛面后 校正桩头钢筋的平面位置及竖直度 绑扎承台钢筋 开始进行承台施工 主墩承台厚 4 m 过渡墩承台厚 3 m 一次性浇完 由于承台为大体 积砼 为控制砼的水化热效果 不致产生裂缝 4 m 厚承台拟设置 4 层冷 却水管 自砼浇注完成后立即通水直至内外温差小于规范要求值 砼的配合比 承台属于大体积结构 应优先使用低水化热的矿渣 水泥或粉煤灰水泥 所用的砂子 石子 水等材料均应符合 技术规范 的要求 必要时对骨料进行降温并使用低温水或加冰屑拌和砼 进行砼 配合比设计时 应使砼初凝时间满足承台砼浇筑的要求 必要时添加缓 14 59 凝性的减水剂 砼的浇筑 浇筑砼前 对内支撑 模板 钢筋 预埋件进行检查 模板内的杂物 积水和钢筋上的污垢清理干净 砼按水平分层每层 30 cm 35 cm 厚度浇筑 并在下层砼初凝前或能 重塑前次浇筑砼的基础上完成上层砼浇注 施工过程中控制入模砼的温 度 砼振捣采用插入式振动器振捣 图 1 6 3 钢管桩围堰施工承台示意图 1 6 4 墩身施工 1 概述 桥梁桥墩采用双柱式圆柱墩 空心薄壁墩 双肢薄壁空心 含箱梁 三种型式 采用提升托架翻转模板法施工 提升托架翻转模板体系主要由托架 模板系统两部分组成 15 59 A 提升托架由桁架和支架两部分组成 桁架由贝雷梁拼装而成 支 架用钢管搭设 固定在贝雷梁上 贝雷梁用螺栓固定在托梁上 托梁帽 通过托铁用螺栓固定在已浇筑好的墩柱上 墩柱在浇注前先预埋好特制螺 母 支架顶上安装小型工作门吊 门吊用来吊装墩柱模板 起吊和安装 钢筋 浇注墩身混凝土等 支架上铺设钢板或木板 作为作业人员的工 作平台 在整个网架平台周围设密目安全网 B 模板系面板采用大块钢模板 横肋 竖肋采用槽钢 施工时根据 墩身的结构尺寸进行组拼成大块模板 组拼模板高 4 m 分 2 个节段 每 节长 2 m 每次浇筑 2 m 留 2 m 作连接支承模 使每一节砼接缝平顺 2 施工 10 米以内墩身拟采用吊车安装模板 采用串筒进行浇注 主桥及 10 米以上引桥墩身采用塔吊进行施工 竖向分节 一次 模板浇注砼 6m 钢筋采取在钢筋棚下料加工 现场一次绑扎成型 砼由就近的砼搅拌站供应 塔吊 砼输送泵泵送或吊车提升料斗 入模 3 施工工序 墩身施工工序 施工准备 安设塔吊 测量放样 接面凿毛 钢 筋绑扎成型 模板安装 测调固定 安设漏斗串筒 砼浇注及养护 1 6 5 引桥 T 梁预制安装施工 1 概述 本大桥引桥准格尔方向为 5 50 m预应力砼 T 梁 兴和方向 2 6 50 m预应力砼 T 梁 引桥准格尔向有 5 跨 1 联 65 片 50 mT梁 兴和方向有 12 跨 2 联 共 156 片 50 mT梁 预制场宽 30 300 m 预制场 设置双龙门 16 59 2 施工场地布置 准格尔侧预制场设在桥梁起点处的路基上 负责准格尔方向 5 50 m 预应力砼 T 梁预制安装 兴和侧预制场设在桥梁终点处路基上 负责兴和方向 2 6 50 m预 应力砼 T 梁的预制安装 在预制场附近布设钢筋棚 场内设存梁区 车辆通道 铺设运梁轨 道 28 6 5 T梁台座 移梁龙门 30 030 0 移梁龙门 存梁区 钢筋绑扎区 左幅预制场 存梁区 场 内 便 道 0 台 0 台 说 明 1 本图尺寸均以米为单位 2 本图为准格尔侧预制场布置图 兴和侧参照此图 图 1 6 4 预制场布置图 17 59 每个预制场各配置一套运梁龙门 T 梁预制场台座均设置在桥轴线 上 通过轨道平车运输 架桥机进行安装 龙门吊采用万能杆件拼装而成 预制场双龙门设计跨度28 m 图 1 6 5 JQJ50M 200T 型架桥机 3 施工工艺 图 1 6 6 4 施工过程 1 台座构造 2 钢筋制安施工工艺 18 59 3 模板工艺 4 砼工艺 5 预应力施工 6 孔道压浆 1 6 6 主桥箱梁施工 1 概述 全桥有 6 12 7 个主墩 左右幅分离 全桥共有 14 个 0 块 12 个合拢段 预制 T 梁皆通过轨道平车运至架桥机下 再由架桥机将梁纵 移 横移至梁位处 并将梁卸落在梁位支座正确位置上 同时临时支撑 好 T 梁 如此架设一孔每片 T 梁 2 施工工艺 0 0 图 1 6 7 施工工艺流程 3 0 块施工过程 1 施工支架 对于 0 块空心薄壁墩身内侧采取在墩身上预埋牛腿搭接桁架作为 承重结构 纵桥向两墩身外侧部分同样采取在墩身上预埋牛腿安装支架 的方式 支架为标准贝雷桁架 横桥向布置 5 排 现浇支架的搭设由浮 吊配合完成 现浇支架要有足够的刚度要求 支架安装完毕应进行等载 预压 以消除结构非弹性变形 并检验结构的承载能力及稳定性 预压 过程分级加荷 并进行详细观测 19 59 1000 I36a I36a 0 1425 1250 图 1 6 8 0 块支架示意图 2 模板 底模 外侧模均采用大块钢模板 底模直接支承在布设较密的支架 顶分配梁型钢上承受荷载 外侧模架采用桁架 外侧模架作为外箱和翼 缘板砼荷载的支架 支撑在横梁上 对于 0 块内顶模支撑 采取在底 板上搭设扣件式钢管脚手架的方式来解决 内腹板 顶板及横隔板模板 用大块钢模组拼 端头堵模采用大块钢板制作 并预留纵向预应力管道 穿孔位置 3 钢筋绑扎 4 管道预应力处理 5 砼分两次浇筑 多次试验筛选核定配合比 水平分层摊铺与振捣 刮尺将砼表面整平并收抹 处理施工缝 砼养生 砼的养护采取保湿养 生的方法 6 预应力穿束与张拉 7 预应力管道压浆 8 墩梁临时锚固 20 59 4 箱梁悬臂施工 1 挂篮构造 主桁承重系统 底篮及悬吊系统 行走及后锚系统 模板系统四部 分组成挂篮 2 挂篮拼装与抗风措施 拼装挂篮 采取抗风稳定措施 1738 2 0 60 2 1 600 2850 2 图 1 6 9 挂篮施工示意图 3 挂篮加载试验 4 模板工艺 模板系统包括底模 外模 内模 堵头模四部分 采 用 侧包底 侧包端 方案 5 钢筋绑扎 6 管道预应力 7 砼浇注 摊铺 振捣 浇筑过程中测量控制 砼养生 8 预应力穿束 张拉 压浆 5 箱梁边跨现浇合拢段施工 21 59 4000 450 350320320350 1020 I32a 80 450 1425 图 1 6 10 边跨现浇段施工示意图 管道 砼 张拉与压浆等工艺与箱梁悬臂施工工艺相同 6 箱梁合拢 C C 1 2D D 1 2C C D D 13 13 图 1 6 11 箱梁合拢段施工示意图 22 59 2 主要临时工程 2 1 主要临时工程规模 2 1 1 施工临时通道 特大桥施工道路采用泥结片石 砂砾石土填筑的临时道路 跨主河 槽时采用浮桥 施工临时道路作为各种施工材料 机具设备进场的运输 通道 施工临时道路布置在桥位上游 土石填筑的通道和浮桥两侧分别 铺设水管 泥浆管路以及动力电缆等 1 浮桥 9 12 号墩之间河水较深 施工临时便道由 21 对承压舟舟体连接而 成的浮桥作为施工临时通道 浮桥长 420m 浮桥具有水涨船高的优势 一般不会影响河道行洪 2 土石施工便道 河道左侧滩地与桥墩位之间采用泥胶结片石及砂砾石土填筑临时施 工便道 路面与滩面齐平 路面宽 6 m 为柔性结构 与浮桥连成一体 连接处采用铅丝石笼做适当柔性护岸防护 防护工程不得突出主河槽且 防洪工程顶面不得高出滩地高程 由于河道左侧滩地地面较高 临时施 工便道与浮桥连接处进行适当削坡 使滩地施工便道与浮桥平顺连接 2 1 2 施工围堰 1 钢管桩围堰 10 11 12 号墩位于水中 桥墩钻孔灌注桩 承台施工采用钢管桩 围堰 钻孔桩施工完毕后 拆除部分钻孔平台 采用液压打桩机进行钢 管桩的打设 钢管桩围堰尺寸比承台尺寸延伸约 1m 方便进行施工操作 钢管桩围堰考虑汛期影响 洪水到来时 围堰内蓄水保持稳定性 钢管桩围堰垂直水流方向宽 18 3 m 顺水流方向长 34 0 m 23 59 2 土石围堰 主桥除 10 11 12 号桥墩外其余桥墩位于滩地 采用土石围堰 围 堰垂直水流方向宽31 2 m 顺水流方向36 8 m 浮桥 施工便道 钢管桩围堰大样图见附图 1 4 1 2 2 标准 大桥施工洪水标准是10 年一遇 相应的流量是5040 m3 s 2008 年相 应水位988 13 m 2009 年相应水位 988 16 m 2010 年相应水位 988 18 m 2 3 使用时限 1 浮桥 使用时限为 2010 年 12 月 26 日 2012 年 9 月 1 日 2 场内施工便道 主河槽中的施工便道 使用时限为从施工准备阶段至 2012 年 9 月 1 日 滩槽中的施工便道 施工结束 各种施工器件 机械 人员全部撤 离 黄河滩地恢复原貌 3 钢管桩围堰 10 号 11 号 12 号水中墩的钢管桩围堰及钻孔平台 使用时限为 2011 年 4 月 1 日 2011 年 7 月 20 日 4 土石围堰 主桥除 10 11 12 号桥墩外其余桥墩位于滩地 采用土石围堰 使 用时限为 2010 年 12 月 26 日 2011 年 5 月 20 日 2 4 最后处置措施 2 4 1 浮桥 24 59 每年春季流凌前 3 月 10 号 和冬季流凌 11 月 10 日 之前浮桥 全部拆除顺水流方向 一字 摆放于主河槽两岸地势较高地带 流凌期 完全结束在重新搭建浮桥 2012 年 9 月 1 日之前将浮桥及附属工程全部 拆除运离河道范围 浮桥的拆除和搭建要有呼和浩特市和鄂尔多斯市防 汛部门代表监督 2 4 2 场内施工便道 场内施工便道待大桥施工完工后全部拆除清理出河道 所有弃土弃 渣堆放于河道背水一侧 河道内不留痕迹 2 4 3 钢管桩围堰及钻孔平台 2011 年 7 月 20 日之前将钢管桩围堰全部拔除运离河道 为避免因 水下部分拆除不彻底而造成阻水或卡冰结巴现象 在钢围堰的水下部分 拆除时要有呼和浩特市和鄂尔多斯市防汛部门代表监督 2 4 4 土石围堰钻孔平台 2011 年 5 月 20 日之前全部拆除运离河道 为避免因水下部分拆除 不彻底而造成阻水或卡冰结巴现象 在土围堰上搭建钻孔平台的水下部 分拆除时要有呼和浩特市和鄂尔多斯市防汛部门代表监督 25 59 3 施工期防洪形势分析 3 1 气象特征 拟建黄河大桥河段地处我国黄土高原东北部 属半干旱地区 多旱 少雨 根据托克托县气象站 1959 2000 年的观测资料分析 多年平均降 水量 354 3 mm 年内分配不均匀 降水量 75 3 集中于 6 9 月 历年最 大年降水量 784 9 mm 1961 年 最小年降水量 162 3 mm 1962 年 蒸 发量较大 多年平均蒸发量 1848 5 mm d 20 cm 本地区气候寒冷 多 年平均气温 6 8 冬季月平均气温 8 1 12 4 极端最低气温 36 3 夏季凉爽 平均气温在 22 左右 极端最高气温可达 38 4 多年平均地温 9 1 冬季月平均地表温度 2 1 13 2 多年最大 冻土深 1 37 m 最大风速 18 0 m s 多系西北风 历年实测最大沙暴日 数为 41 天 3 2 水文 3 2 1 基本情况 黄河干流石嘴山 喇嘛湾段有 6 个水文站 从上至下为石嘴山 磴 口 巴彦高勒 三湖河 昭君坟 头道拐 其中石嘴山设站最早 为 1942 年 昭君坟最晚 为 1954 年 石嘴山站为内蒙古入境站 也为下 河沿 石嘴山和石嘴山 蒲滩拐的交界点 包头至河口镇河段长 126 km 河道平缓开阔 河道比降约0 095 系平原型微冲微淤的河流 河口镇至拐上河长 32 km 桥址处河道比 降约 0 125 为平原型向山区 型转折的过渡段 拐上至万家寨间河道陡 峻 河谷狭窄 基岩裸露 河床比降约1 068 平均河宽400 m左右 为山区型河流 拐上是河道纵坡由缓变陡的转折点 该桥位河段采用黄河干流头道拐水文站资料 头道拐水文站观测项 26 59 目主要有水位 流量 泥沙 水温 冰情等 集水面积为 367898 km2 该水文站的水文资料均经过黄委会水文局的整编和审查 可以满足内蒙 古河段设计洪水分析计算的要求 3 2 2 径流 黄河径流为我区境内主要的过境水资源 其水量主要来自上游 63 径 流量来自龙羊峡以上 30 的径流量来自龙羊峡至兰州区间 根据年径流资料统计分析 头道拐水文站多年平均流量 695 m 3 s 年径流量 206 7 亿 m 3 历年实测最大年径流量 345 9 亿 m3 最小年径流 量 117 6 亿 m 3 7 10 月径流量占年径流量的 53 8 3 2 3 泥沙 据头道拐水文站资料统计 多年平均输沙量为 0 9009 亿 t 多年平均含 沙量4 36 kg m3 年最大含沙量 35 4 kg m 3 年最小含沙量 0 04 kg m3 3 2 4 一般冰情 黄河内蒙古河段地处黄河流域最北端 所流经地区因距蒙古高压中 心较近 冬季常受北方和西北方向寒流的侵袭 气候干燥严寒 冰期长 达四 五个月之久 黄河蒲滩拐以下河道比降逐渐增大 拐上以下至万家寨间河道陡峻 河谷狭窄 基岩裸露 河床比降约 1 068 由于河床比降大 水流速 度快 因此该河段在天然状态下一般不会封河 特殊年份有间断短时段 封河现象 历史上该河段没有出现过冰凌灾害 万家寨水库兴建使原天然河道凌汛期的水力特性发生了变化 万家 寨大坝隔断了冰凌下排的通道 使封 开河期上游来的冰凌在库区回水 末端堆积 形成库尾河道铺冰上延 产生冰塞 冰坝壅水 使万家寨到 蒲滩拐原本不封河河段全线封河 并导致库区到库尾产生一定程度的冰 凌灾害 27 59 根据头道拐水文站 1960 2003 年资料分析 封冻前流凌日期一般在 11 月中旬 最早为 11 月 6 日 最晚为 11 月 25 日 流凌天数为 1 75 天 平均 28 天 封冻日期一般在 11 月下旬 12 月上旬 最早为 11 月 14 日 最晚为 1 月 25 日 封冻天数为 62 134 天 平均 97 天 开河日 期一般在 3 月中 下旬 最早为 3 月 14 日 最晚为 3 月 31 日 开河后 流凌天数为 2 14 天 平均 6 天 最大冰厚 1 12 m 年平均最大冰厚 0 72 m 3 2 5 特殊冰情 由于内蒙古段黄河上游先开河 下游后开河 当上游开河形成凌峰 而此时下游还未达到自然开河条件时 冰层以下的过流能力不足以通过 上游的凌峰 冰块在强大水流的推动下向下游移动 在狭窄或弯道浅滩 等地带 冰块上爬下插 阻拦冰水去路 易形成冰坝 有些年份造成水 鼓冰裂的 武开河 形势 如 1980 1981 年凌汛 是上游水库在解冻期 运用较好的一年 但下游河段仍为武开河形势 该年度冬季流凌封冻时 河槽蓄水量较多 且分配不均匀 春季气温急剧回升 消冰水量猛增 导致了高水头下解冻开河 流冰块大质硬 不仅在弯道卡冰结坝 在顺 直河段同样也卡冰结坝 涨水严重 根据 1953 1998 年凌汛资料统计 黄河石嘴山 蒲滩拐各水文站实 测历年最高凌汛水位如表 3 2 1 表 3 2 1 石嘴山 蒲滩拐历年凌汛最高水位 历年凌汛最高水位 黄海高程 m 站名 发生年水位 石嘴山1966 67 1088 92 磴口1979 80 1061 92 巴彦高勒1993 94 1054 4 三湖河1957 58 1019 24 昭君坟1963 64 1007 97 28 59 头道拐1967 68 989 87 万家寨水库坝址至头道拐水文站 114 km 万家寨水库投入运用前 距坝址 86 km 的准格尔旗小滩子黑圪劳湾以上河段 为稳定封冻河段 在 1952 年至万家寨水库建成运用前的 46 年时间内 仅有 1981 1988 和 1989 年三年头道拐至黑圪劳湾未出现封河现象 其余年份全部封河 万家寨水库修建前 头道拐至坝址河道冰凌可顺利下泄 封河期不 产生冰塞阻水 开河期不产生冰坝险情 没有冰凌灾害发生 万家寨水库修建后 由于水库蓄水 在库区回水末端 流速很小 500 m3 s 流量时流速仅 0 17 m s 左右 河道输冰能力小 容易卡冰 流 凌封河时容易形成冰塞 成为首封地点 然后向上游延伸发展 使喇嘛 湾大桥 上距拐上 3 km 以下河段成为稳定的封冻河段 封冻河段增长 86 km 同时回水末端开河时容易形成冰坝 由于上 下游热力条件和水力条件的差异 1998 2004 年冰塞 冰 坝几乎每年发生 只不过冰塞 冰坝的程度有所不同 较为严重的冰塞 发生 5 次 冰坝发生 4 次 其中 1998 1999 年度为暖冬年 1998 1999 年表现出封河速度慢 流凌时间长 开河期冰塞严重 冰坝 持续时间长等特点 水泥厂附近冰坝最大壅水高度为 6 5 m 1999 2000 年为冷冬年 1999 2000 年度表现出封河速度快 形成两次冰塞 其中 第一次最大冰塞壅水高度 5 4 m 第二次相对较轻 2000 2001 年度冰 情介于前两个年度之间 最大冰塞壅水高度 4 02 m 2001 2002 年度凌 情与 2000 2001 年度类似 冰塞最大壅水高度为 4 6 m 随后的 2002 2003 年度和 2003 2004 年度凌情相对较轻 2004 2005 年度 冰塞时库水位从 975 82 m 降到 968 51 m 凌汛期间水位较高 水泥厂被 淹 29 59 经对 1998 2004 年万家寨库区凌汛资料分析 库区凌情非常复杂 封河期受库水位变动 主要指水位降低 的影响 库区变动回水段会出 现平封 立封交替出现的河段 如 2002 年和 2003 年 其平封 立封河 段位置及距离见表 3 4 2 历年冰塞 冰坝出现位置一般在红河口至曹 家湾 WD63 约 10 km 范围内 以水泥厂附近壅水最为严重 冰塞 冰 坝最大壅水高度为 6 5 m 水泥厂多次出现凌灾 从万家寨水库初期运用来看 由于 2003 年以前封河期运行水位都低 于 970 m 在 955 91 m 968 84 m 区间变化 小沙湾变动回水区内处于平 封 立封变动范围内 是形成冰塞 冰坝的头部发生地 如果封河期运 用水位高于 970 m 且变幅不大 970 m 回水末端在红河口下 万家寨水 库运用后库区凌情见表 3 2 2 从以上成果看出 因万家寨水库而产生的冰塞 冰坝体对桥位河段 影响不大 30 59 表 3 2 2 万家寨水库运用后库区凌情统计 年份 冰塞时库 水位降幅 m 冰塞 最大 壅水 高度 m 冰坝 最大 壅水 高度 m 平 立封位置及河段 1998 1999 960 88 958 00 4 66 5 WD42 以下长 41km 平封 WD42 WD61 水泥厂 长 22km 立封 水泥厂以 上平封 1999 2000966 9 955 91 5 45 4 WD28 352 以下长 27 5km 平封 WD28 352 WD63 曹家湾 长 40km 立封 曹家湾以上平封 2000 2001 962 92 960 97 4 023 4 WD46 以下长 45km 平封 WD46 WD61 水泥厂 长 18km 立封 水泥厂以 上平封 2001 2002 966 39 959 69 4 6 WD36 以下长 35km 平封 WD36 WD63 曹家湾 长 32 5km 立封 曹家湾以 上平封 2002 2003 962 33 956 49 2 74 WD30 WD36 长 6km WD36 WD42 长 7km 31 59 平封 WD42 WD63 曹家湾 长 26 5km 立封 曹家湾以上平封 2003 2004 968 84 965 67 2 874 19 WD32 以下长 30 5km 平封 WD32 WD40 长 8km 立封 WD40 WD42 长 2 5km 平封 WD42 WD63 曹家湾 长 26 5km 立封 曹家湾以上平封 2004 2005 975 82 968 51 3 934 33 WD52 以下长 52km 平封 WD52 WD63 曹家湾 长 15 5km 立封 曹家湾以 上平封 3 3 河道演变 3 3 1 河道历史演变概况 黄河内蒙段分为峡谷型 过渡型 游荡型 过渡弯曲型几种河段 桥位河段位于黄河中游的最上端 属平原型向山区型过渡的蜿蜒型河道 九五 期间较大规模的治理以及 九五 以后新建的整治工程 在归 顺河势 减少河势游荡 提高防洪能力方面成效显著 该河段没有系统的河势观测资料 这里根据有关调查资料和河道地 形图对桥位河段的河势变化进行初步分析 70 年代以前郝家窑子至蒲滩拐以上河道呈 S 型 主流在郝家窑 子以上转折向东 经蒲滩拐以上石拐子顶托后 直抵黄河右岸的大沟沟 口 经大沟沟口石嘴子再次顶托 主流转向左岸 毛不拉以上靠主流 并产生淘刷 在左岸陡坎导流下 经过碱池后主流居中偏向左岸 章盖 营子 前房子靠河 以下至南沟沟口附近主流偏向右岸 70 年代以后 郝家窑子附近河段变迁拉直 水流顶冲点由大沟沟口下移到小滩子村北 32 59 河道主流由北岸毛不拉向南岸小滩子摆动了数百米 右岸靠溜位置也上 提至红胶泥塔附近 随着河道主流南移 黄河右岸小滩子堤防的中上段 变成了主流顶冲点 河道摆动 200 m 为保护耕地 当地老百姓在枯水时 修建了一些土坝 迫使主流左移 逐渐形成了目前桥位河段的河势流路 桥位河段比较稳定 河槽虽有一些摆动 但变化在 200 m 之内 河 势变化不大 3 3 2 河道近期演变分析 3 3 2 1 资料 内蒙古水利水电勘测设计院先后于 1999 年 2000 年 2001 年 2002 年 2003 年实测的黄河曹家湾 托克托电厂取水口 蒲滩拐 淤积 监测断面 其中距拟建桥位最近是 WD67 WD68 号断面 其中 WD67 号断 面在拟建桥位下游 1 30km 处 WD68 号断面在拟建桥位上游 3 62km 处 1962 年 1982 年 1991 年 2000 年黄河头道拐到蒲滩拐 6 条实测大横 断 1968 年 1978 年和 1994 年航摄五万分之一地形图 3 3 2 2 黄河大横断套绘河势分析 1 断面深泓点摆动分析 WD67 号断面 如图3 3 1 所示 1999 年河槽深弘点距左岸620 m 2000 年为720 m 到2001 年又返回到 666 m 到 2002 年距左岸 610 m 到 2003 年距左岸 666 m 深泓点最大摆动距离 110 m 33 59 黄河67号断面套绘图 979 981 983 985 987 989 55060065070075080085090095010001050110011501200 距离 m 高程 m 1999年2000年2001年2002年2003年 图 3 3 1 黄河 WD 67 号断面套绘图 黄河68号断面套绘图 980 981 982 983 984 985 986 987 988 989 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 100 0 105 0 110 0 115 0 120 0 125 0 130 0 135 0 距离 m 高程 m 1999年2000年2001年2002年2003年 图 3 3 2 黄河 WD68 号断面套绘图 WD68 号断面 如图3 3 2 所示 1999 年河槽深弘点距左岸360 m 2000 年为347 m 2001 年距左岸300 m 到 2002 年距左岸 280 m 到 2003 年距左岸 347 m 深弘点在河槽内有摆动 但摆动范围不大 深泓 点最大摆动距离 80 m 黄河 WD 67 号断面套绘图 34 59 桥位附近断面深弘点横向变化见表 3 3 1 表 3 3 1 桥位附近黄河深弘点横向变化 断面 编号 断面 距桥 m 1999 年 距左岸 m 2000 年 距左岸 m 2001 年 距左岸 m 2002 年 距左岸 m 2002 年 距左岸 m 最大摆 动距离 m WD671300620720666610666110 WD68362036034730028034780 2 河道主槽边线摆动分析 WD67 号断面 如图 3 3 1 所示 断面左岸基准点作为参照原点 主槽左边线变化 1999 年 2000 年 2001 年 2002 年 2003 年主 槽左边线基本重合 距参照原点 610 m 主槽右边线变化 1999 年主槽右边线距参照原点为 960m 2000 年 主槽右边线距参照原点为 940 m 2001 年主槽右边线距参照原点为 960 m 2002 年 2003 年主槽右边线基本重合 距参照原点 950 m 主槽右边 线变化不大于 20 m WD68 号断面 如图 3 3 2 所示 断面左岸基准点作为参照原点 主槽左边线变化 1999 年 2000 年 2001 年 2002 年 2003 年主 槽左边线基本重合 距参照原点 260 m 主槽右边线变化 1999 年 2000 年 2001 年主槽右边线基本重合 距参照原点 910 m 2002 年主槽右边线距参照原点 920 m 2003 年主槽右 边线距参照原点 940 m 主槽右边线变化不大于 30 m 桥位附近河道主槽边线横向变化见表 3 3 2 表 3 3 2 桥位附近河道主槽边线横向变化 断面 断面距 桥 1999 年 2000 年 2001 年 2002 年 2003 年 摆动距 离 编号 岸边 m 左岸 6106106106106100WD 67 右岸 1300 96094096095095020 35 59 河宽 350330350340340 左岸 2602602602602600 右岸 91091091092094030 WD 68 河宽 3620 650650650660680 注 断面左岸基准点作为起点 3 地形图平面套绘河势分析 从 WD68 号断面到 WD67 号断面分析本河段水边线变化情况 WD68 号断面到 WD67 号断面 1978 年与 1994 年变化微小 1978 年 1994 年比 1968 年右偏了 100 200 m WD67 号断面以下 河道进入峡谷 河道 基本无变化 从以上河段水边线变化情况分析可知 WD68 WD67 号断面之间河道 岸线变化不超过 200 m 比较稳定 桥位河段水边线变化详见附图 3 柳 林滩黄河公路拟建桥位河段河势套绘图 4 结论 通过大横断套绘可知 主槽边线最大变化不超过 30 m 地形图平面 套绘结果为 岸边线最大变化不超 200 m 但因为各个时代的航摄地形图 拍摄时段不同 河槽蓄水量因而不同 所以地形图套汇结果仅作参考 综上 判断桥位处河段河势比较稳定 3 3 3 桥位附近河道纵向变化情况 3 3 3 1 桥位附近河道深弘点深度变化 实测 WD67 号断面分析 1999 2000 2001 2002 2003 年五次测 绘深弘点高程分别为 979 74 m 979 80 m 979 78 m 979 86 m 979 33 m 变化最大的