鳌江大桥水中桩基施工方案

-1-螯江特大桥潮汐水中墩施工方案一、工程概况鳌江特大桥全长518.39m，中心里程为DK273+923.515，为双线桥。鳌江特大桥桥址位于福建省连江县王庄里土堤段，周围是防护堤和种植物，上游河道左岸为防洪堤，右岸为水泥公路。主要跨越鳌江及两条公路，其中2#、3#、4#墩位于鳌江水中，上部结构为连续梁(40m+60m+40m)。1．1基本情况1．1．1流域概况敖江为福建省第六大河流，为闽东独流入海河流。发源于古田县东北部的鹫峰山脉，主要支流有罗源滨溪、闽侯日溪、郊区桂湖溪（罗汉溪）和连江牛溪等。干流由溪北向东南流经罗源县霍口畲族乡、连江县小沧、潘渡、敖江、连江县城关、浦口、东岱等七个乡镇，于东岱镇的大涂村汇入东海。全流域面积2655km2，主河道长137km，平均坡降2.6%,其中,连江城关江南桥以上流域面积2525km2。1．1．2铁路桥所在河道概况温福铁路敖江特大桥位于福建省连江县城南江南桥下游4km处，铁路中心里程DK273+923.515，介入两山之间。敖江主河道位于北面山脚（左岸），河滩居右。该桥跨越敖江及二条公路，其中DK273+715~DK273+845处为敖江主河道，水流方向与铁路中心线夹角为65°。桥址处敖江左岸以一路宽4米碎石路为岸线，公路与铁路中心线夹角为54°；右岸以宽5米水泥公路县道131为岸线，公路与铁路中心线夹角为83°。桥址上游河道左岸为防洪堤，右岸为水泥公路。1．1．3敖江铁路桥概况-2-根据铁四院提供的DK273+923.515敖江特大桥桥址平面图,敖江铁路桥的2~11号共10座桥墩座落敖江河道岸线内,桥墩总宽度为28m，由于铁路中心线与水流方向的夹角为65°（即大桥与10#断面成25°夹角），因此桥墩阻水宽度为25.35m，占该河道宽度的6.8%。1.1.4防护对象洪水标准敖江特大桥桥址位于王庄里土堤段，周围是防护堤和种植物，根据《连江县敖江下游防洪工程规划报告》和《福州市连江县城区防洪堤加固工程初步设计》：（1）保护开发区的幕浦防洪堤设计防洪标准采用30年一遇；（2）保护重点乡镇的洪塘防洪堤设计防洪标准采用20年一遇；（3）城区防洪堤设计防洪标准采用30年一遇。因此本次论证防洪对象按20年一遇和30年一遇洪水标准进行水面线推求。1．2气象1．2．1降雨敖江流域降水充沛，多年平均降水量1532.5m.。受地形和气候的影响，降水的空间分布存在明显差异，呈现东南向西北递增的趋势，并在斌溪上源和桂湖溪上游区域形成两个相对高值区，降水量最大达2100mm以上。降水在年内分配不均，3~6月为春雨和梅雨期，降水量占全年的50%左右；7~9月为台风雷雨期，降雨量占全年的32.41%以上，在此期间极易产生灾害性洪水；10~2月受冷空气高压控制，降水偏少，仅占全年降水量的20%。-3-1．2．2气象要素敖江流域地处中亚热带海洋性季风气候区，流域内有连江气象站，观测站海拔高度6.6m，在城关镇青塘村（田野），以此站观测资料统计为准，统计参数如下：（1）气温：多年平均气温19□；历年极端最高气温38□，发生在1978年8月1日；历年极端最低气温－3.8□，出现在1963年1月8日。（2）湿度：多年平均相对湿度82%，历年最小相对湿度14%，发生在1980年12月12日。（3）风：多年平均风速1.9m/s；最大风速34m/s；发生在1966年9月3日；多年平均最大风速14.4m/s。（4）水温：多年平均水温19.6□；最高水温34.5□,最低水温4.2□。1．3．水文基本资料1．3．1水文基本资料敖江流域设有塘坂水文站。塘坂水文站于1957年2月1日设立，1958年6月13日测流至1994年1月撤站，其中1967年~1971年停测流量。该站位于敖江中游，距上游已建山仔水库坝址约6km，站址处流域面积1669km2，分别占敖江（流域面积2655km2）、连江县城关江南桥以上（流域面积2525km2）的62.86%和66.1。该站资料在敖江下游防洪规划、一期初设及各县市城防设计时进行过复核与审查，并重新整编了1966年和缺测的1967~1971年流量资料，其水文资料是可靠的。另在本流域还有连江江南桥、朱公和霍口三个水位站，分别位于连江城关江南-4-桥下、牛溪中游和罗源县霍口乡，控制流域分别2525km2、250km2、1200km2，均有较为完整的水位资料。其中连江江南桥水位站（从1962年4月设立至今）系属感潮河段为报讯而专设的，位于江南桥处。仅观测日潮，洪水观测全过程供防讯服务，兼测水质。低水位会受潮水顶托，高水位在8.0m以上，洪水流速大于潮水流速，潮汐现象消失。江南桥潮位站警戒水位4m，危险水位9.58m，实测最高水位10.32m（1966年9月4日）。本次论证还参考闽东邻近流域七步、洋坪村、洋中坂等站的水文资料。1．3．2径流敖江流域地表径流来自天然降水补给，其空间分布与降水空分布相似，由东南沿海向内陆山区递增，其值在600~1500㎜之间是。据塘坂水文站1958年6月13日至1993年的实测流量资料统计，敖江流域多年平均年迳流深为1050㎜。以此计，敖江流域多年平均径流量27.98亿m3，流域内年径流量在年内的分配情况是：4~9月径流量占全年总水量的76。1%，其中5~7月径流量占全年总水量的42.4%左右。其特点是径流量比较集中，洪枯水流量悬殊。1．3．3泥沙敖江流域处于东南沿海，人口较为密集，人类活动较为频繁，地表植被较内陆山区破坏严，水土流失现象也较突出。据塘坂水文站1958~1993年实测泥沙资料统计，多年平均悬移质输沙率为8.16㎏/s，年平均输沙量25.7万吨，多年平均年侵蚀模数为154t/km2,河流含沙量为0.41㎏/m3，推移质年平均输沙量7.7万吨，推-5-悬比为30%。塘坂水文站多年平均悬移质输沙率月分配情况见表9-3-1。塘坂水文站多年平均悬移质输沙率月分配表表9-3-1月份123456789101112全年%0.55.22.09.111.121.97.221.018.43.30.20.11001.3.4洪水塘坂水文站只有1957~1992年最大流量，按实测系列统计经验频率，加入1912年调查洪水，用P-□型适线，1912年洪水Qm=6200m3/s，重现期定为60年一遇，得塘坂处洪水特征值为=3250m3/s，CV=0.50，CS=2.5V,不同频率流量见表9-3-1。江南桥不同频率流量表表9-3-1频率（P）1%2%3.33%5%10%20%50%流量（m3/s）8420754068906360542044202930在敖江塔头~观音亭河段内没有较大溪流汇入，因此河段1#~27#的各频率洪峰流量采用统一值，详见表9-3-2。各断面洪峰流量表表9-3-2起、止断面P=3.33%P=5%P=10%1#~27#689063605420-6-1.3.5潮汐敖江河口段无潮水位观测站，参照邻近的梅花潮位站，可知敖江口的潮型为规则的半日潮，潮汐一天有两个周期，每个周期时间为十二个小时五十分部，据多年观察，潮区界可达塔头。根据梅花潮位站1957~1998年潮水位资料，统计分析梅花潮位（黄零高程，以下同）特征值情况如下：多年平均高潮位：2.41m多年平均低潮位：-2.02m历史最高潮位：4.82m历史最低潮位：-3.62m最大潮差：6.98m最小潮差：1.48m平均潮差4.52m平均涨潮历时：5.65ｈ平均退潮历时：6.78ｈ1．4水面线推算1．4．1断面布设本次论证采用《连江县敖江下游防洪工程规划报告》布测断面，在河口塔头至观音阁10km的河段上，共布置27个河道断面，其中1998年实测河道断面12个，2003年实测河道断面15个I（实测1/2000河道地形图布测的河道断面）。断面布置示意图见附图22。1．4．2起始断面水位确定敖江河口段属感潮河段，其水位不仅与河口潮位有关，还与上游来水的大小有-7-关。由于敖江河口段无潮位观测站，因此，洪潮遭遇产生的起始水位，只能依据实地调查，并加以分析确定。据实地勘察，敖江河口段以塔头处的水面宽度为最狭窄（水面宽度163m），没有滩地，河段也比较顺直，因此，起始断面选定在塔头处。本设计引用《福州市连江县城区防洪堤加固工程初步设计》（已通过省水利厅审查）采用的起始水位成果，见表9-4-1。敖江起始断面1#起始水位表表9-4-1项目频率频率（%）3．33510流量（m3/s）689063605420未建堤水位（m）5．845．585．20建堤后水位（m）6．005．735．301．4．3糙率确定河段糙率根据河道河床特征、地形地势，参照开然河道糙率表选定为0.028~0.032，与《福州市连江县城区防洪堤加固工程初步设计》采用糙率一致。1．4．4水面线推算成果根据上述计算条件逐段推算水面曲线，求得该河段建桥前P=5%（二十年一遇）和P=3.33%（三十年一遇）设计洪水水面线成果见表9-4-2。敖江建桥前设计洪水水面线成果表-8-表9-4-2断面编号累距（m）地点现状水位（m）P=5%P=3.33%1#0塔头(浦东大桥下)桥下5.736桥上5.786.052#577上塔6.5456.8633#10177.0017.3544#1351幕浦7.1137.4645#19377.3917.7366#25097.6537.9997#29497.888.2288#3332杉塘8.2718.6349#37628.3268.683972温福铁路桥桥下8.4448.7973972桥上8.4448.797104052乌石浦堤尾8.4838.8361144128.6458.9991248228.9878.359135222乌石浦堤首高速桥下9.1279.498-9-公路桥桥上9.1779.548145789浦下水闸上9.3819.751156120敖江大桥下桥下9.5039.873桥上9.6039.9731663559.68810.061176619连一中整治岸线弯顶上10.02510.424187047连一中10.06910.46919725610.1110.512207506下水门10.16910.572217799江南桥下桥下10.31110.725桥上10.46110.87522811410.61811.0423850910.65111.075248939新大桥下桥下10.70711.133桥上10.80711.23325939410.911.32626978411.01311.4392710019观音阁11.06311.49-10-3、地质：根据设计提供的地质资料，2＃墩表层为碎石土，下层为弱风化花岗岩，底层为弱风化花岗岩；3＃、4＃墩表层为淤泥，第二层为中砂，第三层为弱风化花岗岩，底层为弱风化花岗岩；地质情况表墩号岩层2#墩（承台范围）3#墩（承台范围）4#墩（承台范围）淤泥层ｍ—0～34中砂层ｍ—2819碎石土ｍ0～0.5——强风化花岗岩ｍ32～44弱风化花岗岩底层底层底层河床标高ｍ-4.13～-2.43-4.98～-3.781.22～1.72承台底标高ｍ-5.93-6.78-1.78埋深ｍ1.8～3.51.8～33～3.5淤泥［σ］=40Kpa中砂［σ］=150Kpa碎石土［σ］=120Kpa强风化花岗岩［σ］=500Kpa弱风化花岗岩［σ］=1000Kpa2#墩承台埋藏在强风化花岗岩层中达1.8～3.5m，容许承载力达500Kpa，需要爆破开挖，变更承台标高后，可不需要爆破开挖岩层。4、工程量表水中墩工程量表墩号项目2#墩3#墩4#墩桩基根直径10φ15012φ1508φ150长（ｍ）7.53639承台长×宽×高(m)13.4×8×312.20×9×39.8×8×2.5C30砼（m3）321.6329.4196墩身高(m)1414.512-11-二、总体施工方案1、总体施工方案根据水中墩的特点及水文、河床地质条件，2～4号潮汐水中墩均采用固定钢管桩平台进行桩基础施工，采用钢板桩围堰进行承台和墩身施工。从右岸水泥路到2#墩；左岸5#墩到3#墩之间搭设