涉河建设方案125.docx
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涉河建设方案125
1概述
1.1嘉鱼长江公路大桥工程概况
武汉城市圈外环线咸宁至洪湖高速公路拟在长江中游嘉鱼县与洪湖市交界区域建设嘉鱼长江公路大桥。
该拟建桥梁是武汉城市圈外环线孝感-仙桃-咸宁-黄石高速公路关键性过江工程和重要组成部分，它的建设将形成大江南北快速通道，对完善区域交通运输网络，促进沿江地区特别是鄂东南经济快速发展，改善湖北省经济布局和投资环境，加强该地区与长三角地区经济联系，加快开发沿江矿产、旅游资源，促进湖北省社会经济均衡发展具有十分重要的意义。
咸宁市人民政府为及时落实嘉鱼长江公路大桥的建设问题，于2014年通过招投标，成功引进了湖北省交通投资有限公司牵头的多家单位组成的联合体，以及时开建湖北嘉鱼长江公路大桥（后简称“该工程”、“本项目工程”或“本项目桥梁工程”等）。
该工程已完成有关立项论证和初设方案的审查工作，取得了国家发改委关于项目核准的批复，并成立了负责协调工作的湖北嘉鱼长江公路大桥有限公司，目前有待启动水上施工建设工作。
本节内容主要依据本项目初步设计方案编制。
1.2工程概况
拟建嘉鱼长江公路大桥位于武汉城市圈西南部区域，初步设计桥址选定长江中游湖北省荆州洪湖市、咸宁嘉鱼县交界处。
本项目北端起始于洪湖市燕窝镇团结村附近，跨越长江后，南端止于嘉鱼县新街镇附近，起止桩号分别为K195+641、K200+301。
桥址位于长江中游航道参考里程约120.5km处，上距荆岳长江公路大桥约105km，下离武汉军山长江公路大桥约85km。
拟建桥梁概位如图1.2-1所示。
图1.2-1拟建嘉鱼长江公路大桥概位
1.3桥型与桥跨布局
1、桥型
图1.3-1嘉鱼长江公路大桥主桥桥型方案示意图
嘉鱼长江公路大桥全长4660m，桥面宽38.5m（桥面标准宽度33.5m，含风嘴宽度38.5m）。
全桥桥型及桥跨布置方案为：
5×30m预应力小箱梁（北引桥）+[（70+85+72+73）+920+（330+100）]m单侧混合梁斜拉桥（主桥）+[（45+3×50+45）+8×（6×50）]m预应力连续梁（南岸滩桥）+（60+100+60）m预应力连续梁（跨南岸大堤桥）。
其中，主桥长1650m，为主跨920m的非对称混合梁、半漂浮体系斜拉桥（如图1.3-1所示）。
从主塔承台面起算，北主塔高235m，南主塔高255.41m。
2、主桥桥跨布局及通航孔布置
自左岸侧起算，拟建桥梁主桥桥跨各跨分别为70m、85m、72m、73m、920m、330m和100m，主要涉水桥墩为10#主墩、11#主墩及12#墩（南辅助墩）。
主要桥墩对应桩号和控制点坐标见表1.3-1。
表1.3-1拟建大桥主要桥墩位置
桥墩
桩号
桥墩编号
控制点坐标（北京54）
X
Y
北主墩
K196+091
10#
X=512627.474
Y=3326503.756
南主墩
K197+011
11#
X=513002.864
Y=3325663.842
南辅助墩
K197+341
12#
X=513137.518
Y=3325362.558
图1.3-2拟建大桥南、北主墩及12#辅助墩在桥轴线上的位置
如图1.3-2所示，拟建桥梁主跨位于10#主墩和11#主墩之间（跨度920m），为主通航孔；南边跨位于11#主墩和12#墩（南辅助墩）之间（跨度330m），为副通航孔。
此外，左岸10#主墩以北还有8#、9#两个涉水桥墩，右岸南辅助墩以南还有13#墩（南过渡墩）。
1.4有关附图、附表
1、建设项目基本情况表（见附录一）
2、主要涉河建筑物基本情况表（见附录二）
2水文
2.1河道概况
拟建桥梁位于长江中游嘉鱼～燕窝河段，该河段上起石矶头，下至殷家角，河段全长36km，自上而下依次为嘉鱼水道、王家渡水道和燕窝水道。
该河段为微弯分汊河型，河道相对宽浅，护县洲而下沙洲错列，依次有复兴洲、归粮洲、富林洲、复新洲和老新洲等。
1）嘉鱼水道
该水道属枯水浅水道。
受嘉鱼中夹分流、杜家洲边滩和左岸矶头影响，航道整治工程未落实时，复兴洲左缘边滩变化较大，航道不稳。
一般枯水初期走河心槽，随着边滩出水，水流归槽，航道逐渐向左岸过渡，航槽也趋于稳定。
枯水期下段较窄，有时封闭复兴洲缓流航道，左岸矶头挑流对船舶航行安全有一定影响。
2）王家渡水道、燕窝水道
江心滩淤长，南槽萎缩，北槽发展是目前该两水道的显著特征。
1998年枯水期起该走北槽，主航道沿左岸而下至老燕窝过河。
枯水初期，天门堤上下航道中间会出现零星浅点，然后随水位下落水流归槽，浅点被冲刷，燕窝水道江心滩尾会有较大下移。
2.2气象
拟建嘉鱼长江公路大桥地处亚热带季风气候区，参考附近地区气象站多年实测资料（1952～2012年），本地各气象特征值分别为：
1、气温
多年极端最高气温：
40.4℃（1966年8月1日）
多年极端最低气温：
-18℃（1969年1月31日）
多年年平均最高气温：
16.4℃（1985～2005年）
2、降雨（多集中在4～7月份）
多年平均降雨量1307mm
历年最大降雨量2337mm（1954年）
日最大降雨量246mm（1954年6月16日）
平均年降雨天数139d
3、风况
最大风速28m/s（1965年7月21日）
平均最大风速7.8m/s
平均风速3m/s
强风向和常风向NE
4、雾和霾
1）雾（冬春季清晨及夜间桥址处团雾多发，日出后逐渐消散）
平均年雾日数16.5d（能见度小于1000m）
最多年雾日数29d
最少年雾日数7d
2）霾
霾对实际能见度的影响一般小于雾。
近年，在高空风带来大量极细微浮游尘埃以及部分农田违法燃烧秸秆的影响下，本项目桥梁工程所在地区受霾影响的日数已远多于雾，但目前尚无官方数据公布。
5、冰况（本项目所在长江水域无冰冻记录）
2.3水文基本资料
表2.3-1拟建大桥上下游主要水文站极限水位（当地水位）资料
测站
项目
历年洪水期
最高水位
历年枯水期
最低水位
年内
水位差
统计
年份
水位（m）
日期
水位（m）
日期
水位（m）
日期
城陵矶
最高
18.44
1998.8
3.39
2001.12
16.79
1999
1904-1937
最低
10.67
1925.9
-0.61
1907.1
8.77
2011
1946-2013
汉口
最高
17.79
1954.8
3.44
2001.2
15.91
1996
1865-1943
最低
9.6
1900.7
-1.86
1865.2
8.94
2011
1946-2013
表2.3-2长江干线城陵矶、汉口分月水位（当地水位）统计单位：
m
2013
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
城陵矶
最高
5.68
4.42
6.84
7.84
11.11
11.97
12.37
11.71
10.70
10.58
7.30
5.49
最低
3.93
3.80
3.95
6.39
7.27
9.64
10.69
9.79
7.82
3.72
5.70
4.11
汉口
最高
4.45
3.28
5.81
6.76
10.34
11.19
11.41
10.89
9.32
9.35
6.23
5.12
最低
2.97
2.67
2.97
5.41
6.02
9.54
10.42
8.60
6.90
2.89
5.25
3.28
2014
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
城陵矶
最高
3.82
4.42
5.13
8.24
10.99
11.14
15.07
12.89
13.42
11.94
9.44
6.41
最低
3.00
2.92
3.67
4.96
7.84
9.57
10.84
11.44
11.96
5.28
4.12
3.54
汉口
最高
2.41
2.64
3.67
7.25
10.26
10.32
13.65
12.30
12.13
11.17
8.25
5.48
最低
1.75
1.49
2.79
3.48
6.97
8.71
10.71
10.35
11.22
4.79
3.40
2.73
2015
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
城陵矶
最高
3.71
4.30
5.49
7.92
9.87
14.01
13.74
注：
统计至2015年7月
拟建嘉鱼长江公路大桥桥址处上距城陵矶水文站109.5km，下离汉口水文站122.8km。
本项目桥梁工程上、下游水文站水位统计分别如表2.3-1、2.3-2所示（当地水位）。
1）桥址处多年月平均水位
参考本项目净空尺度专题论证报告，根据工程附近测站同期实测比降，推求桥址处多年逐月平均水位如表2.3-3所示。
可见，桥址处月平均最高水位23.88m，月平均最低水位13.69m，两者相差10.19m。
表2.3-3桥位断面各月平均水位表（85高程，单位：
m）
月份
1月
2月
3月
4月
5月
6月
桥址水位
13.69
13.75
14.92
16.66
18.86
20.85
月份
7月
8月
9月
10月
11月
12月
桥址水位
23.88
22.59
21.74
18.96
16.91
14.38
2）近年桥址水域最高水位
2010年最高水位为28.21m，近三年为27.10m。
3）漫坪水位
依据本项目工程桥型布置图，参考2015年9月18日长江航道局电子航道图，拟建桥址处左岸边滩及右岸洲滩各漫坪水位为：
（1）左岸边滩漫坪水位
10#桥墩处边滩漫坪水位为27.28m（相当于当地水位14.66m）；
内侧滩地漫坪水位为25.82m，低于北主塔桥墩处漫坪水位。
（2）右岸边滩漫坪水位
富林洲13#桥墩一带边滩漫坪水位为21.86m；
临时码头附近滩地漫坪水位约23.1m（相当于当地水位10.5m）；
富林洲13#~18#各桥墩处漫坪水位在21.86~25.17m不等，但受防洪子堤约束和三峡蓄水泄洪的控制，富林洲近年未发生洪水淹没的情况，本报告不讨论19#~67#各桥墩的通航安全问题。
4）三峡工程蓄水对工程河段水位的影响
三峡蓄水前，水位变化与雨季吻合。
通常年份，长江中游6~9月为洪水期，4、5、10、11四个月为中水期，12~次年3月为枯水期。
三峡蓄水后，长江中游各港埠水位变化受三峡工程蓄水调度运行影响较大。
根据《三峡----葛洲坝水利枢纽梯级调度规程》，通常情况下，9月中下旬~10月底为汛末蓄水期，长江中游水位较自然条件下回落快；11月~次年4月中旬为枯水补偿调度期，枯水期三峡工程补偿作用明显，长江中游低水位较自然条件下高；4月下旬~6月上旬为汛前消落期，长江中游水位逐渐上涨；6月中旬~8月为防洪调度期，丰水期三峡工程削峰作用明显，长江中游高洪水位较自然条件下底。
2.4设计洪水
1）设计通航水位
设计最高通航水位30.10m（国家85高程）；
设计最低通航水位14.47m（国家85高程）。
2）坐标系及高程基准面
除特殊注明外，本报告平面坐标采用1954年北京坐标系，水位及高程均采用1985国家高程基准（简称“国家85高程”、“85高程”，当地水位等特别注明的除外），水深以当地航行基准面起算。
拟建桥梁附近航行基准面高程为12.62m（国家85高程），各基准面及与设计水位的相互关系如图2.4-1所示。
图2.4-1本项目设计水位与各基准面的相互关系
3工程地质
3.1概述
为查明桥址区工程地质与水文地质条件，以满足初步设计的需要，湖北省交通规划设计院于2011年2月～2014年9月采用地调、钻探、物探、原位测试、水文地质专题研究及室内岩土试验等综合手段对桥址区进行了工程地质初步勘察工作。
表3-1主要实物工作量统计一览表
项目
单位
工作量
说明
备注
地质调绘
Km²
3.0
1:
2000
钻探技术孔
米/孔
3382.7/39
地震勘探
米/条
6350/5
长江水域
瞬变电磁
米/条
4404/3
桥址陆域
声波测井
米/孔
387.1/5
钻孔内
土样
组
148
含相应试验
砂样
组
403
含相应试验
岩样
组
210
含相应试验
标准贯入
次
512
N63.5自由落锤
动力触探
次
109
N63.5自由落锤
水文地质专题研究
项
1
桥址水文研究
3.2区域地质
根据钻探揭露：
桥址区覆盖层主要为第四系冲洪积层（Q4al+pl）；下伏基岩为白垩-第三系（K2-R）砂岩、泥岩，在白垩-第三系（K2-R）砂岩、泥岩中发育有断层破碎带。
因桥址位于河湖冲洪积平原区，北岸引桥、主桥、南岸引桥等各区地层结构基本相同，上述岩性在全桥区分布规律基本相当，故在此做统一描述。
①粉质粘土：
桥址区广泛分布，揭露厚度0.9～12.1m,可塑，黄褐色-灰褐色，刀切面较光滑，局部含少量铁锰质氧化物。
②淤泥质土：
桥址区广泛分布，揭露厚度1.1～29.2m,流塑-软塑，灰色，夹有机质，有腐臭味。
③粉细砂：
桥址区广泛分布，揭露厚度1.0～42.7m,中密，灰褐色，饱和，矿物成分主要为长石，石英，云母，含少量砾石。
④砾砂：
桥址区广泛分布，揭露厚度1.6～17.9m,中密，灰褐色，饱和，主要矿物成分为长石，石英，云母，砾石粒径约2-30mm，多呈亚圆状。
⑤卵石：
桥址区广泛分布，揭露厚度2.2～9.0m,密实，灰褐色，饱和，矿物成分以石英，云母，长石为主，粒径约20-30mm，磨圆度一般，多呈亚圆状。
⑥强风化砂岩、泥岩：
桥址区广泛分布，揭露厚度1.8～25.2m,灰色，局部红褐色，泥质胶结，厚层构造，矿物成分以长石，石英，云母为主，泥质含量较高，岩芯破碎，多呈碎块状，手掰易断，采芯率约为75%。
⑦中风化砂岩、泥岩：
桥址区广泛分布，揭露厚度6.6～58.7m,红褐色，局部灰色，泥质粉砂结构，厚层构造，矿物成分以石英，长石，云母为主，岩芯完整，呈10-50cm柱状，RQD约80%，采取率约90%。
⑧断层破碎带：
主要为F3和F4断层，揭露厚度5.5～25.3m,主要为灰褐色黏土夹少量泥质粉砂岩碎块，局部夹泥岩构造角砾，砾径最大可达1.5m，岩体破碎，呈散体状，胶结差～较差，岩质疏松,物理力学性质较差。
以上各岩土层在桥址区埋藏分布及岩性特征详见工程地质平面图、工程地质纵剖面图及钻孔柱状图。
岩土的物理力学性质指标详见表3-2，3-3：
表3-2岩石物理力学指标统计表
岩性
指标
天然抗压强度（MPa）
砂岩
统计数
26
平均值
6.2
最大值
14.0
最小值
1.2
标准差
4.606
变异系数
0.745
修正系数
0.746
标准值
5
表3-3粘性土的物理力学性质指标统计表
指标值
含水量
湿密度
孔隙比
液性指数
压缩系数
压缩模量
快剪指标
凝聚力
内摩擦角
w
ρ
e
IL
av1-2
Es1-2
C
φ
统计值
%
g/cm3
—
—
MPa-1
MPa
kPa
°
淤
泥
质
土
统计数
24
21
21
24
21
21
21
21
平均值
40.7
1.82
1.117
0.98
0.67
2.96
8.7
5.6
最大值
47.8
1.88
1.296
1.13
0.89
3.40
14.0
7.4
最小值
36.5
1.76
0.999
0.78
0.57
2.30
6.0
3.7
标准差
2.964
0.616
0.386
0.109
0.239
1.032
3.609
2.132
变异系数
0.073
0.338
0.345
0.111
0.357
0.349
0.414
0.378
粉
质
粘
土
、
粘
土
统计数
34
32
32
34
32
32
32
32
平均值
33.3
1.88
0.927
0.57
0.44
4.41
15.2
9.9
最大值
40.4
1.96
1.151
0.74
0.55
7.30
28.0
16.0
最小值
27.7
1.79
0.768
0.31
0.23
3.30
9.0
6.6
标准差
3.620
0.452
0.238
0.101
0.136
1.473
5.347
3.136
变异系数
0.109
0.240
0.257
0.178
0.312
0.334
0.351
0.318
3.2.2地震及区域稳定性
根据《咸宁市嘉鱼长江公路大桥工程场地地震安全性评价报告》（武汉地震工程研究院，技术报告2009AP023）研究结论：
桥址区位于长江中游地震带和郯庐地震带内。
区域及涉及到的地震带活动有明显平静和活跃交替现象，350年最显著活动周期基本一致。
长江中游地震带未来100年以地震活跃期水平估计其地震活动趋势，郯庐地震带未来100年以平均地震活动水平估计其地震活动趋势。
根据区域所处地震带活动水平和未来百年的活动趋势，区域未来100年发生大于M6.0级地震可能性较小。
表3-4桥址区若干超越概率水平下工程场址的基岩水平加速度峰值（cm/s2）
超越概率
参数
50年
100年
63.2％
10%
2%
63.2％
10%
3%
基岩水平加速度峰值
16.14
55.51
126.40
23.87
79.72
142.84
表3-5桥址区场址基岩地震系数K
超越概率
参数
50年
100年
63.2％
10%
2%
63.2％
10%
3%
基岩地震系数K
0.016
0.057
0.129
0.024
0.081
0.146
表3-6桥址区若干超越概率水平下的地面水平地震动参数
超越概率
参数
50年
100年
63.2%
10%
2%
63.2%
10%
3%
2.80
2.75
2.70
2.65
2.65
2.65
0.30
0.31
0.33
0.30
0.31
0.32
0.0857
0.2316
0.4578
0.1198
0.3127
0.5350
K
0.0306
0.0842
0.1696
0.0452
0.1180
0.2019
3.3工程地质
桥址区地处江汉冲积平原东南缘，北接平原腹地，南靠丘陵岗地区，桥址区属河湖冲洪积平原区。
图3-1桥址区地形地貌
北岸形态总体为长江凸岸（堆积岸），地势平坦开阔，堤内河漫滩地貌发育完整，堤外为宽广一级阶地，岸坡平缓，地面标高约20～35m。
南岸形态总体为长江凹岸（侵蚀岸），堤内河漫滩宽窄不一，并为汊流分割；堤外一级阶地呈不规则分布，后缘大部为高阶地岗地地貌，地面标高约25～45m。
3.4天然建筑材料
天然建筑材料均需外购，采用水运或陆运进入施工现场。
4项目建设必要性
一、项目影响区：
包含本项目在内的武汉城市圈环线高速公路咸宁至洪湖段（即嘉鱼长江公路大桥及两岸接线工程）起于东荆河内洪湖市与仙桃市行政区域分界处界（与武汉城市圈环线高速公路仙桃市境段对接），经洪湖市东北部，由长江嘉鱼江段跨越长江，穿过咸宁市嘉鱼县境进入咸安区，止于咸宁西（与京港澳高速公路鄂南段和咸通高速公路相连）。
该路段是武汉城市圈环线高速公路的重要组成部分，与武汉城市圈环线孝感至仙桃段一起有效沟通了已建的国家高速公路网的三条横线（沪渝高速、沪蓉高速、福银高速）和一条纵线（京港澳高速）以及一条已建的湖北省骨架公路（汉洪高速，是汉洪监高速的一部分）。
该路段连接了武汉城市圈“仙潜天”、“咸赤嘉”两个城镇密集发展协调区，并通过城市圈环线孝感至仙桃段连接了“孝应安”城镇密集发展协调区，是构建城市圈空间布局和推动城市圈社会经济一体化的重要基础设施。
根据该路段的交通功能和路线走向，包含本项目在内的该路段（即嘉鱼长江公路大桥及两岸接线工程）的影响区如下：
1）直接影响区：
城市圈内咸赤嘉、仙潜天、孝应安三大城镇密集发展协调区及其辐射影响区，以及长江北岸的洪湖市。
“咸赤嘉”城镇密集发展协调区及其辐射影响区（以下简称“咸赤嘉”发展区）：
该发展区位于咸宁市范围内，是武汉城市圈西南发展轴的有机组成部分，也是武汉城市圈对接长株潭城市群的重要纽带，包括咸宁、赤壁、嘉鱼、通山、通城、崇阳等市县。
“仙潜天”城镇密集发展协调区及其辐射影响区（以下简称“仙潜天”发展区）：
该区域位于武汉城市圈面向江汉平原的西部发展轴，包括仙桃、潜江和天门三个省直管县级市。
“孝应安”城镇密集发展协调区及其辐射影响区（以下简称“孝应安”发展区）该发展区位于孝感市范围内，是武汉城市圈西北发展轴的重要组成部分，由孝感、应城、安陆、孝昌、云梦、汉川等市县组成。
洪湖市：
嘉鱼长江公路大桥桥址的北岸是洪湖市（为荆州市辖），项目北岸接线穿越洪湖市东北部。
图4-2：
嘉鱼长江公路大桥及接线的影响区示意图
2）主要间接影响区：
武汉城市圈除三个城镇密集发展协调区以外的其它地区。
3）其它间接影响区：
湖北省除武汉城市圈以外其它地区及河南、湖南的部分地区。
包含本项目在内的嘉鱼长江公路大桥及接线的影响区域分区情况见图4-2。
二、项目的地位与作用：
根据武汉城市圈综合交通规划，武汉城市圈环线高速公路“仙（桃）～嘉（鱼）～咸（宁）”段包括嘉鱼长江公路大桥；嘉鱼长江公路大桥属于武汉城市圈环线高速公路的西环南段（咸宁至洪湖段）的跨江工程，是城市圈环线高速公路中重要的标志性的控制工程；本项目与其所在的“嘉鱼长江公路大桥及其接线工程”路段是武汉城市圈环线高速公路的重要组成部分（见图4-2）。
根据相关高速公路网布局规划，嘉鱼长江公路大桥及两岸接线工程所在区域正实施大规模高速公路建设；本项目与其所在的“嘉鱼长江公路大桥及其接线工程”路段在沟通长江两岸交通联系，完善区域高速路网，构建综合运输体系等方面都发挥着重要作用：
1）、嘉鱼长江公路大桥及接线与其所在的城市圈环线高速公路是城市圈内“咸嘉赤”、“仙潜天”、“孝应安”等城镇密集发展协调区以及相应城市之间开展产业协作，发展城市圈的城际交通的重要载体；
图4-3：
嘉鱼长江公路大桥及接线工程在武汉城市圈环线高速公路中的位置示意图
2）、嘉鱼长江公路大桥及其接线所在路段发挥着沪渝高速（“仙桃-武汉-黄石”段）和京港澳高速（“孝感-武汉-咸宁”段）的复线作用，有利于提高相关路网效率；不仅优化了区域路网结构，增加了出行选择，更降低了
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