永定新河综合治理桥梁部分工程施工导流方案设计

永定新河综合治理桥梁部分工程施工导流方案设计李浩霖等　２７　【规划与设计】　永定新河综合治理桥梁部分工程施工导流方案设计　李浩霖，王建明，杨之颖　（天津市水利勘测设计院，天津３００２０４）　［摘要］　施工导流设计是水利水电工程设计中的重要组成部分，它对工程造价、施工方案、总工期　等方面都有着重要的影响。文章以永定新河为例，浅述了桥梁部分工程施工导流方案设计。　［关键词］　桥梁；施工导流；分期围堰；土石围堰　中图分类号：ＴＶ　２２２　文章标识码：Ｂ　文章编号：１００９—００８８（２０１４）０５—００２７—０２　１工程概况及自然条件　北辰区郊野公园位于天津市北辰区外环线东北部　调整线以北，一期工程包含永定新河上游屈家店至大　张庄闸段１４．３　ｋｍ的河道。该段河道包括三堤两河，　由于本工程施工工期较短，围堰高度较低，淹没基　坑对总工期影响较小，经济损失较少，根据《水利水电　工程施工组织设计规范》（ＳＬ３０３—２００４），将本工程施　工导流建筑物的级别确定为５级。当导流建筑物采用　土石结构时，其洪水重现期为５～１０年，当导流建筑物　其中北河（永定新河）宽３００　ｍ，南河（新引河）宽２００　ｍ，两河在大张庄以下合并为一河，河宽５００—６００　ｍ。　为满足北郊生态公园内部交通要求，本工程结合　景观方案，在永定新河综合治理工程（即北辰区郊野　公园一期工程）桩号３＋１００位置处建设景观漫水桥，　采用混凝土或浆砌石结构时，其洪水重现期为３—５　年。　根据本工程特点及施工进度安排，围堰使用时间　为一个枯水期，围堰高度相对较低，导流时段较短。本　工程施工围堰选用土石结构，相应导流标准采用５年　一以满足消防、维修及管理等车辆的通行要求，荷载等级　为１０　ｔ。桥梁横跨永定新河和新引河，将永定新河北　遇重现期洪水。　本流域位于欧亚大陆东部中纬度地带，大陆性气　堤、中堤和南堤连接起来，又将整个生态公园的交通路　网贯通。漫水桥桥梁宽度为５．０　ｍ，桥面高程为２．５　ｍ，跨永定新河桥桥梁总长２３４　ｍ，跨新引河桥桥梁总　长１３０　ｍ，桥梁全长３６４　ｍ，桥梁面积１　８２０　ｍ　。　工程区位于华北平原东北部，处于永定新河冲积　候明显。工程所在区域多年平均降水量为５６６．１ｍｍ，　降水量年际变化大，年内分配不均，主要集中在６～９　月，占全年降水量的７９．９％，最大年降水量为　９４１．５　ｍｍ（１９７７年），最小年降水量为２９９．９　ｍｍ　（１９８９年）。结合水文资料分析，确定导流时段为１Ｏ　月～次年５月。　平原上，地势平坦，总体自北向南倾斜，勘察期间地面　高程一０．２０～２．０８　ｍ，河底高程一２．７８～一２．３４　ｍ。　工程区地貌单元属于陆相冲积、海相沉积平原地貌。　工程区钻孔揭露范围内，除局部地表存在人工堆积层　外，地层主要为第四系全新统及上更新统松散堆积物。　河底土层主要由粘性土组成，粘性土的粘粒含量相对　本工程施工导流涉及的河道有２条，分别为永定　新河和新引河。根据河道水文资料和河道主要功能的　不同，具体分析确定河道的导流流量。永定新河是天　津市一级重要行洪河道，是人工开挖河道，沿河汇入的　河流和排水河道都有闸门控制，本流域洪水由暴雨形　成，洪水与暴雨发生的时间相一致，大多在７、８两个　较高，凝聚力较大，抗冲刷能力较强。工程区环境水对　混凝土具硫酸盐型弱～中腐蚀性，对钢筋混凝土结构　中钢筋具有中等腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性。　月。按照屈家店闸下泄流量系列，据此分析计算确定　永定新河５年一遇洪水重现期流量为１　１７　ｍ　／ｓ，施工　洪水位为１．６Ｏ　ｍ。　新引河也是人工开挖河道，主要是一条输调水河　２施工导流　２．１导流标准及导流流量　道，每年春季均要承担引滦向海河补水的任务，输水流　２８　内蒙古水利　２０１４年第５期（总第１５３期）　量２０　ｒｎ　／ｓ，每次补水时间２０　ｄ左右。分析新引河屈　家店（闸下）水文站２００８～２０１０年的逐日水位观测数　据，２００８年最高水位１．５０２　ｍ，最低水位一０．０５８　ｍ，平　均水位０．８１２　ｍ。２００９年最高水位１．４１２　ｉｎ，最低水　位一０．２７８　ｍ，平均水位０．７０２　ｍ。２０１０年最高水位　１．７６２　ｍ，最低水位一０．１４８ｍ，平均水位０．８１２　ｍ。因　此，本次新引河施工导流流量采用新引河输水流量２０　ｍ　／ｓ。由２００８～２０１０年逐日水位观测数据可知，３年　期间河道相应的水位值变化较小（最高水位１．４１２—　１．７６２　ｍ，最低水位一０．２７８～一０．０５８　ｍ，平均水位　０．７０２～０．８１２　ｍ），由于新引河均在非汛期输水，最高　水位发生在本工程施工期。因此施工期围堰挡水水位　取１．７６２　ｍ较为安全，相应围堰工程量增加较少，既经　济又安全。　２．２导流方式　桩号３＋１００处漫水桥所处位置永定新河侧河床　宽约１９４　ｍ，新引河侧河床宽约１２４　ｍ，具备分期围堰　施工导流条件，而滩地较窄，宽约８　ｍ，无法利用滩地　布置导流明渠，若布置导流明渠，则需拆除和恢复现有　河道堤防。　２．３导流建筑物设计　本工程位于天津市北辰区境内，区域经济社会发　展速度较快，工程建设项目较多，且老旧建筑的拆除工　程相对较多，因此区域内建筑渣土的产量比较大，渣料　料源比较丰富，而土料相对比较缺乏。本次导流建筑　物的设计应既考虑本工程的具体特点及要求，又能充　分利用周边现有资源条件。本工程施工围堰采用的是　土石混合围堰型式，围堰填筑料利用区域内产生的建　筑渣土。　永定新河侧施工围堰采用土石混合围堰型式，纵　向施工围堰为一、二期共用。围堰按枯水期５年一遇　重现期洪水、导流流量１１７　ｍ　／ｓ设计。根据水力计　算，施工围堰挡水水位为１．６　ｍ，堰顶高程为２．２　ｍ，围　堰最大堰高５．２　ｍ，围堰顶宽４．０　ｍ，边坡１：３．０。一　期上游围堰靠近双街泵站排水出口，为防止泵站排水　对围堰堰体造成冲刷，采用编织袋土及彩条布对该区　域围堰迎水侧进行防护。　新引河侧施工围堰采用土石混合围堰型式，纵向　施工围堰为一、二期共用。围堰按新引河输水期水位　１．７６２　ｍ、导流流量２０　ｍ　／ｓ设计。根据水力计算，施　工围堰挡水水位为１．７６２　ｍ，堰顶高程为２．３　ｍ。一期　横向施工围堰最大堰高为４．８　ｍ，围堰顶宽４．０　ｍ，边　坡１：２．５。二期横向施工围堰最大堰高为３．５　ｍ，围　堰顶宽均为４．０　ｍ，边坡１：２．０。纵向施工围堰最大　堰高为３．５　ｍ，围堰顶宽４．０　ｍ，边坡１：２．０。　河道施工导流工程量见表１。　表１　施工导流主要工程量　本工程施工导流采用分期围堰导流方式，根据工　程结构要求及特点，结合现场施工条件，共分２期围　堰。本工程纵向围堰位置的选择首先能保证在一期围　堰束窄河床后，剩余河道过水断面能够满足导流流量　的过流要求，并避免在导流期间对河道造成冲刷。其　次，尽量增大一期围堰围护的宽度，以节省导流工程　量，加快工程进度。第三，最好不占压联接墩位置，避　免在施工联接墩时产生深基坑问题。经水力计算，确　定了本工程纵向围堰的位置，分期围堰采用矩形方式　布置，纵向围堰为一期围堰和二期围堰共用。　３　总结　施工导流设计是水利水电工程设计的重要组成部　分，它对工程造价、主体工程施工方案、工程所需工期　等方面都有着重要的影响。因此，在工程设计过程中　必须重视施工导流设计，需通过分析工程区域的地形、　地质、水文气象等自然特性，建筑物的布置及组成、型　式、主要尺寸、工程量、对施工导流的要求等工程特点，　工期要求、施工交通、当地建筑材料条件等施工条件，　选择合理的施工导流方案。本工程通过分析确定的施　工导流方式经济合理可行，它为主体工程的顺利施工　创造了有力条件。　（编校：郭宝丽）　收稿日期：２０１４—０８—２Ｏ　作者简介：李浩霖（１９８３一），工程师，现主要从施工组织设　计及工程概预算工作。