京杭運河特大橋主跨工程通航安全

京杭運河特大橋主跨工程通航安全二。。九年五月十五日目錄第一章概述1.1前言編制依據、研究的主要內容研究的主要結論第二章基礎內容擬建工程概況和選址水文氣象地震參數(shù)地質邊界條件通航環(huán)境現(xiàn)狀安全保障設置現(xiàn)狀相關管理規(guī)定和水上交通安全管理情況有關通航安全參數(shù)第三章評估論證第一節(jié)選址和平面布置、通航標準論證鐵路橋選址和橋墩布置評估跨越河段的航道、港口發(fā)展規(guī)劃和船型發(fā)展趨勢論證高程設計與橋梁航通尺度建設規(guī)模船舶通航論證分析第二節(jié)擬建工程對通航環(huán)境影戲那個分析擬建工程所處航段自然條件周圍交通環(huán)境及安全狀況分析擬建工程對水域自然狀況的影響后期疏浚拓寬航段工程對過往船舶的影響第三節(jié)擬建工程通航安全評估河床、水流及周圍環(huán)境對擬建工程的影響擬建工程對水域環(huán)境的影響第四章施工期間通航的安全評估施工方案簡述施工工藝流程和通航的關系、施工對通航安全和環(huán)境的影響評估第五章存在的主要問題第六章安全建議以及保障措施第七章評估結論附件：京滬高速京杭運河特大橋地理位置圖（附圖1）京滬高速京杭運河特大橋衛(wèi)星影像圖（附圖2）京滬高速京杭運河特大橋平面布置圖（附圖3）京滬高速京杭運河特大橋立面圖（附圖4）有關照片及批文第一章概述前言為滿足★★公路運輸?shù)男枨?，促進社會經濟和諧發(fā)展，在經歷了多方研究和討論基礎上，經★★市市政府批準，于2008年7月批復了★★公路拓寬改造工程可行性研究報告?！铩锕烽L13.8公里，總投資約10億元，西接★★大道，東連★★大道，構成貫穿城區(qū)東西向的城中干道。擬建的★★公路拓寬改造工程京杭運河大橋（K4+392.129?K4+847.151段）于蘇南運河3KM處跨越運河，為防止擬建工程水域通航環(huán)境惡化，保障該水域船舶航行及京杭運河大橋自身安全，防止水域污染，根據《中華人民共和國內河交通安全管理條例》、《中華人民共和國水上水下施工作業(yè)通航安全管理規(guī)定》、《中華人民共和國通航安全評估管理辦法》等規(guī)定，我部依據項目業(yè)主鎮(zhèn)江市干線公路建設指揮部提供的京杭運河大橋工程相關技術資料，組織工程技術人員踏勘現(xiàn)場、調查研究，搜集相關資料，在此基礎上進行技術分析論證，編寫出《施工方案》，并對存在的問題及對通航環(huán)境的影響因素提由相應的安全對策、措施及建議。編制依據、研究的主要內容編制依據本施工方案主要依據下列文件：(1)《中華人民共和國內河交通安全管理條例》(國務院[2002]第355號令)；(2)《中華人民共和國內河避碰規(guī)則》(交通部令[1991]30號)；(3)《中華人民共和國內河通航標準》(GB50139-2004);(4)《河港工程總體設計規(guī)范》(JTJ212-2006);(5)《中華人民共和國水上水下施工作業(yè)通航安全管理規(guī)定》(交通部令【1999】第4號；(6)《中華人民共和國海事行政許可條件規(guī)定》(交通部令2006年第1號)；(7)《中華人民共和國防止船舶污染內河水域環(huán)境管理規(guī)定》(交通部令【2005111號)；(8)《中華人民共和國海事局通航安全評估管理辦法》(海通航【20071629號)；(9)《內河助航標志》(GB5683-93)1.2.2研究的主要內容(1)擬建工程水域交通安全現(xiàn)狀；(2)橋墩選址、支架布置分析；(3)跨越河段的航道、港口發(fā)展規(guī)劃和船型發(fā)展趨勢論證；(4)擬建工程對通航環(huán)境的影響；(5)橋梁通航尺度分析；(6)助航標志配置分析；(7)工程水域防污染措施；(8)工程水域安全維護措施。1.3研究的主要結論1、大橋凈高7m滿足通航要求，采取了一跨通過的方式，跨度106米，有效凈寬80米，通航凈寬滿足規(guī)定的通航凈寬要求。2、京杭運河作為北煤南運的主通道，年通過量超過1億噸，因此，施工水域水上交通安全形勢壓力加大，應加強監(jiān)管，留足水上通航凈寬，加強船舶運行指揮，設置必要的警示標志，提醒過往船舶注意單向通過，必要時在此交匯的船舶應謹慎通過。3、為確保京杭運河大橋施工時在航船舶通過本橋梁所在航段的安全，根據《內河助航標志》在橋梁設置橋涵標，提醒來往船舶注意航行安全。4、應定期對鐵路橋附近水下地形和船舶通過情況進行觀測，制定必要的應急預案，預防事故發(fā)生。第二章基礎內容2.1擬建工程概況★★公路拓寬改造工程京杭運河特大橋主跨位于京杭運河****(3KM)水域，由★★工程集團有限公司承建，施工工期自2008年10月至2009年8月31日。期間東岸承臺墩身施工約2個月、懸臂澆筑等施工約3個月。該工程主要特點為一跨通過京杭運河，采用桂籃懸澆箱梁連續(xù)施工，跨度大，技術含量高，且是鎮(zhèn)大公路拓寬改造工程全線施工工期的關鍵節(jié)點。該運河大橋與河道主流交角83.7650。基礎主墩采用20根g.8m鉆孔樁，樁長70m及58m,承臺厚3m；邊墩采用6根g.8m鉆孔樁，樁長57m。主墩為V型鋼筋混凝土結構，主墩高11.9m;邊墩為圓柱式鋼筋混凝土結構，高6.725m。2.2水文京杭運河在1994年底地方政府對河道進行了整治，河道寬約80米，京杭運河主要為航運和灌溉河道，由于與長江相連，又是主要排洪河道，具水位受多方影響，在長江入口處建有諫壁節(jié)制閘、船閘和抽水閘，主要受內澇控制。2.2.1水位歷年最高水位：6.6M歷年最低水位：2.5M工程設計通航水位表設計最高通航水位設計最低通航水位水位(M)頻率(%)水位(M)保證率(%)5.1890.22.5982.2.2流量、流速京杭運河諫壁段河段最大流量為1300m3/S,多年平均流速0.4m/S,百年一遇洪水流速2.7m/S,京杭運河大橋軸線方向與水流方向的交角為83.675度。2.3氣象氣溫累年全年平均氣溫15.1C,累年全年極端最高氣溫C,累年全年極端最低氣溫-12.9C。風況本地區(qū)的風向隨著季節(jié)的變化非常明顯，春、夏季以東南風為主，東南偏東風次之，秋季以東北偏北風為主，北風和東北風次之，冬季則以西北風較多，全年風向是以東南、東北風為多，風速在3.4m/s左右，極端最大風速為27.5m/s鎮(zhèn)江地區(qū)的暴風主要受臺風邊緣影響，以及強雷雨天氣過程所造成。霧以平流霧為主，霧日以冬、春季為多，一般多發(fā)生在清晨和夜間，本地區(qū)年平均霧日38天，最少霧日15天。2.3.4降雨日降雨量＞=25.0毫米的天氣較集中在每年的5-9月份。累年年平均降雨量為1063.1毫米。2.3.5雷暴日歷年平均29.1天，年最多雷暴日48天，年最少雷暴日9天，雷暴天氣現(xiàn)象主要集中在每年的3-9月份。地震參數(shù)根據《中國地震地參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18360-2001),工程所在地地震基本烈度為七度，動峰值加速度為0.15g。地質邊界條件地質資料據橋址施工設計前勘察揭露，按巖土層時代，成因及工程物理力學特征的差異將橋址區(qū)劃分為6個大層12個亞層，自上而下描述如下：(1)第四系全新統(tǒng)人工填土：主要為素填土(2)第四系全新統(tǒng)洪積相土：主要為粉質粘土(3)第四系上更新統(tǒng)粉質粘土：主要分為四類粉質粘土(4)第四系中、下更新統(tǒng)殘積土：主要為殘積土(5)燕山期白堊紀火成巖：主要為強、中、微分化花崗巖水文地質特性以及評價勘測期間地下水穩(wěn)定水位埋深一般0.5-2.5米，勘查區(qū)地下水類型為潛水，場地地下水對混凝土結構無腐蝕性O通航環(huán)境現(xiàn)狀蘇南運河在鎮(zhèn)江長達42.6公里，是經長江進入蘇南腹地和杭嘉湖地區(qū)船舶的水運主通道，年船舶通過量過億噸，其中50%以上是電煤運輸。蘇南運河鎮(zhèn)江段作為通江口門，是南北水上交通的咽喉要道，平均每天船舶通過量近30萬載重噸，船舶通行密度之大，是大運河之最。本身就跟不上航運發(fā)展要求的航道在長期枯水期等特殊時期更加不堪重負，船舶涌堵現(xiàn)象屢屢發(fā)生。該大橋選址距蘇南運河諫壁閘3KM處，該處老橋要求是四級航道，新施工的航道設計為三級。安全保障設施現(xiàn)狀主橋施工V墩施工結束，在0#塊桂籃施工中，V墩側面采用支架施工方案，施工安全保障設施齊全，滿足施工安全要求。相關管理規(guī)定和水上交通安全管理情況依據我國海事、港口和航道有關法律、法規(guī)的規(guī)定，該項目安全施工滿足《中華人民共和國內河交通安全管理條例》、《中華人民共和國內河通航標準》、《中華人民共和國水上水下施工作業(yè)通航安全管理規(guī)定》等要求。該航段的水上交通安全根據屬地管理原則，由鎮(zhèn)江市地方海事局管理，確保水上交通安全的良好形勢。有關通航安全參數(shù)★★公路拓寬改造京杭運河大橋采用一跨通過的方式，相關通航參數(shù)如下：跨度：106m,有效凈寬80m.凈高：7m。設計最高通航水位：5.189m。設計最低通航水位：2.5m。梁底高程：14.589mo《內河通航標準》規(guī)定的3級航道尺度為：水深2.0-2.4m,直線段寬度單線為45m,雙線為90m,彎曲半徑為500m。水上過河建筑物通航安全參數(shù)為：凈高10m,單向通航孔凈寬55m,雙向通航孔凈寬96m。第三章評估論證第一節(jié)選址和平面布置、通航標準論證京杭運河大橋選址和橋墩布置評估《中華人民共和國內河交通安全管理條例》第二十五條規(guī)定“在內河通航水域或者岸線上架設橋梁可能影響通航安全的作業(yè)或者活動的，應當在進行作業(yè)或者活動前報海事管理機構批準”，鎮(zhèn)大公路拓寬改造工程京杭運河大橋是鎮(zhèn)江市發(fā)展規(guī)劃“三橫四縱”的重點工程，在原鎮(zhèn)大公路的舊址上進行改造，且航道中心線與橋梁中心線的交角為83.7650滿足《內河通航標準》規(guī)定的“水上過河建筑物軸線的法線方向與水流方向的交角不宜超過5o”要求。大橋開工前及時征求海事管理機構合理化建議和意見并辦理有關海事審批手續(xù)，大橋選址合理。本工程的選址能滿足《內河通航標志》中的有關要求：滿足“水上過河建筑物選址”中的“應建在河床穩(wěn)定、航道水深充裕和水流條件良好的平順河段”，“選址應避開彎道”。設計單位充分考慮了“當采取工程措施不能滿足通航條件時，應加大水上過河建筑物跨度或采取一孔跨過通航水域”的要求，采取一跨跨越京杭運河，在東西兩岸臨水面大堤坡面外設置橋墩，基本符合“水上過河建筑物的墩柱不應過于縮小河道的過水面積”要求。在疏浚拓寬橋梁所在處一定范圍的航道，加大航寬條件，加深航深后，不影響通航。大橋采用一跨通過京杭運河，對過往船舶的通視條件不會產生任何影響。但施工期間，由于采用桂籃懸澆方案，應加強水上交通安全監(jiān)管，留足水上通航凈寬，加強調度，并設置醒目的警示標志和鳴笛標，提醒過往船舶注意單向通過，必要時在此交會的船舶應該謹慎通過。跨越河段的航道、港口發(fā)展規(guī)劃和船型發(fā)展趨勢論證該航段航道等級目前4級，近期規(guī)劃為3級，即將實施“四改三”改造，預計將拓寬航道，通航條件將大為改善，目前橋墩位置已按照“三級標準”規(guī)劃航道中心線調整，滿足規(guī)劃要求。目前，運河船舶呈大型化發(fā)展趨勢，交通運輸部門也有發(fā)展運河集裝箱運輸?shù)囊?guī)劃，對橋梁凈高要求不低于7.5米,考慮到運河水位的年平均高度，本橋設計時按凈高7m要求考慮。高程設計與橋梁通航尺度★★公路拓寬改造工程京杭運河大橋高程設計相關參數(shù)如下：設計最高通航水位：5.189m。設計最低通航水位：2.5m。梁底高程：14.589mo橋梁其他通航尺度為：跨度：106m,凈寬80m;凈高7m。橋梁凈空高度合理性分析橋梁通航凈空高度是指在滿足通航要求時，橋孔范圍內所規(guī)定的從設計通航水位算起的最小凈空要求，即代表船型的船舶或船隊安全通過橋孔的最小高度。根據《內河通航標準》，凈高起算面為DHNWL（設計最高通航水位）。通航凈空高度數(shù)值為代表船型空載水線以上至最高固定點高度與富裕高度之和。對照《內河通航標準》“天然和渠化河流水上過河建筑物通航凈空尺度”表，三級航道拖船貨船隊長、寬、吃水深度要求分別為：167m*21.6m*2m;凈高為7米，貨船為7米，單向通航孔凈寬為45米，雙向通航孔凈寬為90米。因此，鐵路橋梁底高程應為設計最高通航水位+水上過河建筑物通航凈高，即：H=DHNWL+Hm=5.186+7=12.186<14.589m（梁底最小處高程）。式中：DHNWL——設計最高通航水位Hm——水上過河建筑物通航凈高可見，凈高滿足要求。水下過河建筑物（橋梁橋墩）高程合理性分析埋置于河床內的建筑物頂部設置深度，三級航道不應小于2米。本大橋沒有水中建筑物，由此可見符合該要求。橋梁凈空寬度合理性分析根據《內河通航標準》的規(guī)定，限制性航道水上過河建筑物的通航凈寬須滿足尺度要求。航道等級代表船舶、船隊單向通航孔雙向通航孔III貨船凈寬：45上底寬：90《內河通航標準》規(guī)定“水上過河建筑物選址應避開灘險、通行控制河段、彎道、分流口、匯港口、港口作業(yè)區(qū)和錨地：”當采取工程措施不能滿足通航條件時，應加大水上過河建筑物跨度或采取一孔跨過通航水域”?！爱斔线^河建筑物軸線的法線方向與水流流向的交角大于5o,且橫向流速大于0.3m/S時，通航凈寬必須加大”，本工程綜合考慮以上要求，選址合理，采取一跨通過通航水域。航跡帶寬度模型的建立為充分論證對大橋和通航影響最大的凈寬寬度問題，在此引入船舶過橋航行時航跡帶寬度模型。船舶在航道上行駛受風、流及螺旋槳產生的橫力矩的影響，其航跡很難與航道軸線平行。船舶常需不斷地靠操作舵角來校政航向，使航行的軌跡線不至于偏離航道范圍。船舶以風流壓偏角在導航中線左右擺動前進所占用的水域寬度稱為航跡帶寬度。建成后，京杭運河大橋跨度106米，除去位于位于堤岸外的寬度，有效凈寬80米，大橋所在處常水位下河面寬約60米，在天氣情況較好的情況下，單向通航滿足凈寬要求，雙向通航凈寬基本滿足規(guī)定要求，可見鎮(zhèn)大公路拓寬改造工程京杭運河大橋建成后，可基本滿足雙向通航要求。建設規(guī)?！铩锕吠貙捀脑旃こ叹┖歼\河大橋(K4+392.129?K4+847.151段)跨越京杭運河，中跨106M,兩個邊跨均為67米，中跨一跨躍過京杭運河，為大橋規(guī)模。助航標志配置和航道疏浚需求分析為確保在運河航道上的船舶通過本橋梁所在的航段時的安全，應根據《內河助航標志》在橋梁上下水的通航孔上設置規(guī)定的橋涵標，使其盡早做好準備。船舶通航論證分析京杭運河在江蘇蘇南境內404公里，鎮(zhèn)江境內42.6公里，沿河有49個港口作業(yè)區(qū)。近年來，通過對運河航道綜合治理，運河通航能力提高，基礎設施進一步完善，在沿河修建了碼頭、貨場及裝卸設施，運河航道貨運量大幅增加，促進了地方經濟發(fā)展。自2004年以來通過量的8000萬噸上升至2007年12000萬噸，運河上航行的主要是貨船，60%為船隊，貨船多為500噸級，主要運輸煤炭、礦建材料、成品油、?；?、糧食及非金屬礦石等。成品油、?；反把b載噸位以300-500噸居多，每天通過蘇南運河鎮(zhèn)江段的通過量（上、下行方向）約30-40艘，載運貨物主要是汽油、成品油、溶劑油、柴油、酸堿類、醇類、雙氧水以及苯類等物質。為保障★★公路拓寬改造京杭運河特大橋工程順利施工和通航安全，在跨運河鐵路大橋采取了疏浚上、下游航道、設立助航標志等安全保障措施后，船舶嚴格按照劃分的上下游通過，按照《中華人民共和國內河避碰規(guī)則》航行，統(tǒng)一好會讓意圖后，加強聯(lián)系，謹慎駕駛通過京杭運河大橋，可保障航行安全。第二節(jié)擬建工程對通航環(huán)境影響分析擬建工程所處航道自然條件本工程橋梁位于在蘇南運河諫壁閘約3KM處，所處的河段水流平緩，河道寬暢，堤距90米左右，河面寬80米，堤頂高程7.8-8.5米，河面寬度約80米，在航道整治前通航條件比較理想。周圍交通環(huán)境及安全狀況分析本大橋工程所在處交通較便捷，運河直通長江。根據以往船舶通過量預測，在大橋建設期間，平均每天通過大橋處的貨運量超過30萬噸，按運河中實際航行的船舶500噸級干散貨船舶計算，較為繁忙。擬建工程對水域自然狀況的影響本大橋屬于★★公路拓寬改造工程的組成部分，跨越運河通過懸澆箱梁緊密相連，運河大橋采取了鉆孔灌注樁基礎，結構較牢固。施工過程中需要在桂籃下設置防物落網，防止施工時可能有遺留物掉入河中，做到無障礙物，保證航道暢通。后期疏浚拓寬航段工程對過往船舶的影響主橋桂籃懸澆施工時，應按照規(guī)定發(fā)布航行通告，設立醒目標志，提醒過往船舶注意保障施工安全。第三節(jié)擬建工程通航安全評估河床、水流及周圍環(huán)境對擬建工程的影響由于大橋橋墩采用混凝土V型實體墩，穩(wěn)定牢固，主橋采用桂籃懸澆箱梁施工，凈高滿足要求，河床、水流、風向等因素對本工程無明顯不利影響。擬建工程對水域環(huán)境的影響本工程運河兩側V型實體墩均布置在堤岸線外側，對施工水域的水流沒有影響。第四章施工期間通航的安全評估施工方案簡述施工條件及特點運河一般4-10月份為汛期，11-3月份為枯水期。本工程施工主要在汛期內。施工特點為：桂籃懸澆箱梁，工期緊張。兩側主墩均布置在堤岸線外側，對航道及水流無影響，且不影響護堤。施工程序流程圖為：征地拆遷一一場地清理一一測量防線一一現(xiàn)狀核對一一開工報告一一工程實施一一施施自檢一一報檢簽證一一試驗檢測一一質量評定一一工程驗收。鎮(zhèn)江京杭運河大橋主要工程數(shù)量表序號工程名稱單位數(shù)量備注1鉆孔灌注樁根402承臺個43橋墩±J44懸澆箱梁塊件1105懸澆箱梁主梁混凝土m3119864.1.2施工方法本工程主墩位于鎮(zhèn)江京杭大運河岸邊，兩主墩位于陸地，按常規(guī)方法施工，施工時先施工鉆孔樁，再施工承臺。基礎鉆孔樁采用沖擊鉆機施工，每墩安排叁臺鉆機，兩墩同時施工；橋墩混凝土兩次澆筑成型。(67+106+67)m預應力混凝土連續(xù)箱梁采用“桂籃懸澆”的施工方法，主要施工步驟如下：利用桂籃澆筑主梁0#塊，推移桂籃，懸澆施工1-12#塊件；合攏邊跨主梁，拆除臨時支架；合攏主梁中孔。施工過程中高度重視預應力箱梁結構的差異，根據設計分段及各個節(jié)段重量設計桂籃。連續(xù)梁各節(jié)段施工過程中，精確布置各類預埋件和預留孔。加強線形控制是本連續(xù)梁施工中的關鍵問題，在采取措施消除墩旁支架和桂籃的非彈性變形、檢驗彈性變形量的基礎上，施工前對各節(jié)段施工引起的撓度詳細計算，并在施工中加強線形監(jiān)測，結合各節(jié)段實際測量結果，調整桂籃立模高度，確保梁體合龍后符合設計線形。施工工藝流程和通航的關系根據施工方案和工藝流程分析，與通航關系密切的橋梁桂籃施工。桂籃影響通航凈高，還有一定的高空墜物風險，對通航環(huán)境產生一定的影響，如不進行有效的監(jiān)管和安全維護措施，將帶來一定的水上交通安全隱患。施工對通航安全和環(huán)境的影響評估疏浚評估由于本橋施工段航道直順，且無其他視線影響，故不需要針對施工段上下游航道進行疏浚工作。橋梁架設評估橋梁架設期間，桂籃影響通航凈高，移動桂籃時可能對船舶航行安全產生不利影響，還有一定的高空墜物風險。施工前應按照規(guī)定在施工水域上下游設置明顯標志，夜晚設置警示燈光提醒過往船舶注意安全，同時申請主管機關對施工水域實施安全維護，移動桂籃時申請主管機關對施工水域實施管制措施。其他工程建設期間，建筑材料使用較多，鉆孔灌注樁施工也將產生一定的污水，建設過程的一些有毒有害的建筑材料如散、漏在水中，可能會造成水域污染。建設期間要高度重視環(huán)保，有毒有害材料必須在有防護的情況下才能作業(yè)，并有充分的措施防護保證不在作業(yè)期間落入水中造成污染。施工方必須嚴格按照批準的方案施工，遵守制定的安全與防污