重重庆三三环高速公路永川高速公路永川长江大江大桥施工期通航安全施工期通航安全评估估报告告成果成果汇报重重庆庆西南水运工程科学研究所西南水运工程科学研究所重重庆庆西科水运工程咨西科水运工程咨询询中心中心2011.112011.11主要内容拟建工程与通航环境的相互影响及碍航性分析通航环境分析施工期通航安全评估营运期通航安全评估概述存在的问题及安全保障措施评估结论概述概述 拟建永川双石至江津白沙高速公路是重庆市高速公路网规划中“三环”的重要路段，位于重庆市西部经济区，北起成渝高速公路附近的双石，南接成渝环线重庆至泸州高速公路附近的白沙。拟建公路的路线轴向需横跨长江，将在永川境内的长江段建设永川长江公路大桥。 拟建永川长江大桥桥位横跨长江，为确保大桥施工期间桥区河段长江航道的安全畅通，避免因拟建工程的施工作业导致桥区河段通航环境恶化和发生重特大安全事故，根据相关法律法规的要求，业主委托重庆西科水运工程咨询中心进行重庆市三环高速公路永川长江大桥工程施工通航安全评估项目的研究评估工作。评估的意义评估的意义 水上水下活动概况水上水下活动概况 永川长江大桥位于长江温中坝水道，在毛子岩处跨越长江，距宜昌航道里程800.6km。 建设地点建设地点 主桥为桥跨布置64m+268m+608m+268m+64m的7跨连续半漂浮体系双塔混合梁斜拉桥，主桥共长1008 m。主跨径为608m，主梁为钢-砼结合梁，其中中跨采用钢箱梁，边跨采用混凝土箱梁。钢-混结合段设置在中跨侧，距塔中心线10m。 在原桥轴线不变的情况下， 交通运输部将批复的主跨192+548+192米悬索桥方案调整为现在的双塔斜拉桥方案，主桥跨度由548米增加到608米，已获交通运输部同意。2011年1月21日长江航道局关于重庆三环高速公路永川长江公路大桥调整方案涉及航道有关问题的报告，也已同意调整后的桥跨布置和墩位布置方案。 桥梁结构形式桥梁结构形式 永川长江大桥主桥采用七跨连续半漂浮体系双塔混合梁斜拉桥型，主跨径为608m，中跨采用钢箱梁，边跨采用混凝土箱梁。全桥共设两个桥台（0#、29#）和28个墩，其中25#和26#为主墩，24#和27#墩为辅助墩，22#、23#和28#墩为过渡墩，1-21#为引桥。北岸25#主墩承台基坑直接放坡开挖，南岸26#主墩承台基坑拟采用混凝土地下连续墙围堰支护，再行开挖；南北岸生产平台和陆上道路均采用8.5 m宽钢栈桥进行连接；中跨钢箱梁在工厂制造，采用吊装施工，边跨预应力混泥土梁采用现浇施工。 根据施工整体部署，主桥南、北两岸对称施工。施工工期为36个月，即2011年5月20日2014年5月20日。施工概况施工概况施工进度施工进度 永川长江大桥计划在2011年5月20日开工，2014年5月20日之前工程竣工，总工期36个月。其主体工程进度计划见下： (1) 下部基础施工： 主桥桩基施工：2011年10月1日2011年12月31日； 承台施工：2012年1月1日3月15日； (2) 塔柱施工：2012年3月15日2013年7月15日； (3) 主梁施工：钢梁箱施工：2013年7月15日2014年3月30日。 通航通航环环境分析境分析 作业区主要有朱沱、松溉两个作业区。朱沱作业区水域宽度400余米，可供船舶停靠的自然岸坡达1000余m，可常年停泊千吨级驳船。作业区现有自然岸坡货运泊位3个，全部为人力装卸作业，综合通过能力全年仅11万t。松溉作业区位于朱沱作业区下游7.5km处，现有客运泊位3个，货运泊位2个，其中简易码头泊位4个，机械化码头泊位1个，年综合吞吐能力分别为37万人、60万t。 港口港口 航道航道 拟建大桥位于重庆市永川区罗弯子朱沱河段之间，属长江干线泸州至重庆段。 从2008年1月1日起泸渝段航道按级航道标准开始试运行，其航道尺度为2.7m50m560m，枯水期可通航1000t级船舶及其组成的船队。永川长江大桥桥位永川长江大桥桥位 航标及维护等级：按内河一类航标配布，按内河一类标准进行维护，实现昼夜通航。 航道规划：根据长江干线航道总体规划纲要，该河段为三级航道标准，通航由1000吨级驳船组成的船队，结合小南海、朱杨溪等枢纽建设，可将航道标准提高到级。 邻近水域其他水工设施现状邻近水域其他水工设施现状 大桥上游4.0km左岸有朱沱港区，现有自然岸坡货运泊位3个；上游3.5km左岸有已建的理文码头，现有千吨级多用途泊位2个、散货泊位1个；下游2.5km左岸有松溉作业区，现有客运泊位3个，货运泊位2个，其中简易码头泊位4个，机械化码头泊位1个。在桥区还有1处取水口。 大桥上下游5.0km以内无已建和在建跨河大桥，亦无已建防洪护岸工程。 锚地锚地 涉水活动附近水域现在无锚地，也无规划的锚地。经向重庆海事局调查统计，2008年2011年，经过工程河段的船舶（队）流量见表2.8。由表可见，桥位断面船舶日均流量多在7580艘之间，流量不大。目前，泸渝段航行的船舶较多，随着河段的相应整治，航道条件得到改善，船舶吨位也相应增加，目前已经增加到1000t，并且在汛期，有少数船舶公司5000t级自航船已在该河段航行。交通流统计分析交通流统计分析 交通事故统计分析交通事故统计分析 经过统计，永川长江大桥上下游各3km范围内，从2004年至今未有事故发生。但山区河流航道条件相对较为复杂，温中坝河段5m水位以下时为控制河段。建议各船舶公司应加强对航员的业务培训和纪律教育，提供操作技能，避免海损事故的发生。 安全保障设施现状及相关管理规定安全保障设施现状及相关管理规定 目前，共设置助航设施53座，主要包括： 过河标：14个，左岸7个，右岸7个，均为浮标； 侧面标：34个，右岸21个，其中杆形岸标2个，左岸13个，其中杆形岸标3个， 塔形暗标1个； 鸣笛标：2个； 通行信号标：1个； 界限标：2个，左右岸各一个。 重庆海事局朱沱海事执法大队位于拟建大桥上游约5km，设有海事趸船一艘，并配备巡逻艇等海事安全监督设施。 (1) 朱杨溪枢纽成库前： 设计最高通航水位： 213.54m（P=5%）； 设计最低通航水位： 193.12m； 通航净高： 29.042m。 (2) 朱杨溪枢纽成库后： 设计最高通航水位： 215.17m（P=5%）； 通航净高： 27.412m； 桥梁最低梁底标高： 242.582m； 主通航孔净宽： 598m。有关通航安全参数有关通航安全参数 拟拟建工程与通航建工程与通航环环境的相互影响及境的相互影响及碍航性分析碍航性分析 25#、26#主塔、24#、27#辅助墩的桩基础河床地面高程为202.87m、198.63m、203.40m和203.40m，本桥位处设计最低通航水位为192.12m，施工期为2011年10月1日2011年12月31日。 碍航性分析碍航性分析 钻孔灌注桩施工钻孔灌注桩施工 由表可见各墩灌注桩属于岸上施工，不占用河道水域，对通航无影响。但在10月，尤其在上旬出现较大流量时，26#主塔钻孔桩施工位置可能略低于水位，但施工位置位于航道外，对通航影响较小，建议出现此种情况时可暂停施工。 25#、26#主塔、24#、27#辅助墩各承台中心处地面高程为202.875m、198.632m、203.402m和203.402m，施工时间为2012年1月1日3月15日，属于枯水季节。 桥墩承台施工桥墩承台施工 塔柱施工塔柱施工 25#主塔占用区域常年位于航道以外，对通航影响较小。但施工船舶靠泊将占据一定的水域，有一定的碍航作用。26#主塔占用区域外边缘位于水上195m以上，在14月及12月基本位于岸上，对通航无影响；在其余月份对通航的影响主要表现为应随水位上涨逐步右移的航标受到施工影响，可移动距离有限，限制了航道向右拓展，迫使船舶航路在中洪水期向左侧偏移。 由表可见各墩承台施工期间均位于岸上，不占用河道水域，对通航无影响。 临时栈桥及平台临时栈桥及平台 临时栈桥和平台施工和使用期间为2012年4月2012年11月。 其中栈桥与平台的施工在枯水期进行旱地施工，不影响通航。但在使用期，由于水位较高，26#主塔侧栈桥对通航影响较大，主要表现为：一是在一定水位下占用了船舶的航路，迫使船舶航路左移；二是在上游船舶失控情况下，可能发生船撞的危险。必须防止行船误入该水域，发生撞船。25#主塔侧栈桥距离中洪水期船舶上下水航路较远，对通航影响较小。 主跨主梁施工主跨主梁施工 主梁施工对通航影响较大，主要表现为主梁吊装期间，运梁船需占用较大的通航水域，在航道中成为碍航物，上下行船舶的航线均需随主梁施工进度需进行调整，在必要的时候，还需要禁航施工，其对船舶的航行影响相对较大。同时主梁安装期间，电焊火花或高空坠物可能致其下的船舶发生海事事故。 施工期间人员过江采用交通船，船舶为租赁的松溉镇渡船，每天需来回运输5趟。其对通航有一定影响，主要表现为增加了该河段船舶交汇的复杂性。水上交通水上交通 活动水域范围的确定活动水域范围的确定 在大桥主梁施工过程设置施工船舶停靠区和施工减速区。 (1) 施工船舶停靠区域：利用江津侧钢平台进行驳船和交通船的停靠。即停靠区域应在塔柱施工区域范围内。 (2) 施工减速区：考虑到洪水期高速行船对桥梁施工带来的不利影响和航行船只自身的安全以及船只减速的过程等因素，拟定在桥梁中轴线上下游各2000m设置施工减速区，并作好明显标志，以保证行船对施工的影响降到最低程度。 从图可以看出，该河段常风向为东北向，基本与桥轴线垂直，风与船舶航向的交角较小，由于风致船舶漂移从而在施工时造成海损事故的几率是较小的，风对施工活动影响较小。 涉水活动与自然环境条件的相互影响分析涉水活动与自然环境条件的相互影响分析风对船舶的影响风对船舶的影响大桥采用大跨度结构，施工期构筑物占用过水面积小，对流速等影响很小，对船舶航行影响较小。在洪水期，该河段流速较大，对施工运梁船定位会造成一定困难，从施工安排来看，洪水期主要进行两侧的箱梁的吊装定位，此时岸边流速相对较小，施工较为有利。跨中箱梁吊装安排在枯季进行，此时桥区河段水流条件良好，有利于运梁船定位吊装。径流对船舶航行的影响径流对船舶航行的影响能见度对船舶航行的影响能见度对船舶航行的影响 桥梁水域是全国雾较多的地区。雨、雾都会造成能见度不良情况。因此在能见度不良情况下，应采取有力措施明确桥梁施工水域，清楚揭示航道位置，保障船舶安全和施工安全。特别是运梁船吊装施工期间，应选择能见度良好的时间进行。施工期通航安全施工期通航安全评评估估 施工期占用水域情况施工期占用水域情况 基础施工期基础施工期大桥两个主墩均位于主航道以外。枯水季节施工，施工均为岸上施工，不占用水域，不影响通航。 塔柱施工期塔柱施工期 在枯水期，塔柱施工作业均在岸上进行，仅施工船舶占据较少的水域。洪水期施工，此时航标配布方案如图所示，施工区域虽占据一定的水域，但最小航宽在300m以上，满足通航尺度要求。 根据施工情况，可将主梁施工分为两个阶段进行。 第一阶段吊装，可考虑将航道安排在河心，航道宽度150m左右，满足内河通航标准内河1级航道双向通航宽度110m的要求，水深亦满足3.5m的要求。从右岸至左岸开始吊装，左右岸的中跨长度均为229m。 主梁施工期主梁施工期 第二阶段吊装时，可考虑将上行、下行船舶航道分别安排在河道左、右侧，航道宽度75m，满足内河通航标准内河-1级航道单向通航宽度55m的要求，水深亦满足3.5m的要求。施工时段属于枯水期。若遇特殊情况，航道尺度不能满足通航要求时，可以采用临时禁航吊装施工，临时禁航时间控制在4小时以内。 施工对通航秩序、航行安全影响情况施工对通航秩序、航行安全影响情况 在主梁吊装施工期，船舶定位系统的设置和钢桁梁的吊装等均需采取临时限航或禁航措施，而限航和禁航后集中的船舶流量增加了不安全因素。定位设施、施工船舶及机械设备聚集，形成较大的水上碍航物，对船员操纵造成压力；船舶夜间通过该施工地点时，受工地灯光影响，瞭望、判断、航行和避让难度增加。 施工期交通流组织方案施工期交通流组织方案 结合施工水域划分及航路规划，过往船舶的交通组织方案分为以下两种情况： （1）基础和主塔施工期间 施工水域预留的300m400m的通航宽度，满足船舶双向通航要求；通航时，严禁在桥梁水域内追越。 （2）钢梁吊装施工期间 第一阶段：施工水域预留的150m通航宽度，满足双向通航要求；通航时，严禁在桥梁水域内追越；第二阶段：施工水域预留左右两侧各75m通航宽度，满足单向通航要求；船舶（队）过桥时，尽量靠近航道中心线航行，保持与施工水域足够的安全横距驶过。为保证船桥安全过桥，建议配备一大功率拖轮在桥位附近待命。拟建工程本身通航安全及保障需求拟建工程本身通航安全及保障需求营营运期通航安全运期通航安全评评估估 拟建工程本身通航安全主要体现在以下三个方面： (1) 大桥为主跨608m斜拉索桥，通航净宽尺度为598m，两个主墩天然情况下跨越了有效可通航水域，朱杨溪枢纽建成后可以满足船舶双向通航安全要求。满足目前及今后的航道安全要求。 (2) 考虑桥区船舶流量大，特别是船队操纵性能差，容易受到各种因素影响偏航撞击桥墩，在加强通航船队管理的同时，采取有效地防撞措施。 (3) 配布海事相关安全设施，以保证桥区河段船舶的安全通航。同时根据国家有关规定，将在该河段增设和重新配布航标、桥桥涵标、水尺标志及限高标志等航行标志，其规格应符合内河助航标志和内河助航标志的主要外形尺寸的规定，并与桥区航道的配布一致，长期维护。 综上所述，桥梁本身满足通航净空尺度的要求，进行必要的防撞设施设计，以及计划增设各种航行标志、海事相关安全设施，因此能够保障桥梁自身的安全。船舶通航方案及操纵技术船舶通航方案及操纵技术 朱杨溪枢纽建成前，拟建大桥采用大跨径桥型，基本一孔跨过了有效可通航水域，对桥位河段的船舶航行基本无影响，不会导致船舶航线的改变。但为安全考虑，上行航线适当靠左航行；下行船舶出温中坝弯道时应控制船速，并顺河心航行。上下水船舶经过施工区，应早瞭望，及时联系，谨慎操作，并适当减速，防止事故，确保施工通航安全。 朱杨溪枢纽建成后，坝上河段航道条件将大为改善，航线放宽，水流变缓，流态好，可以实施定线制，该桥型方案能够满足船舶通航安全要求。并且汛期可以故居枢纽运行变化，调整航线，上水少过河。因此拟建工程对船舶通航方案基本无影响。配套支持系统分析配套支持系统分析 大桥建成后，桥区航道设施包括：桥区航道标志、航标工作船、航道站囤船、航道站站房、站址岸线陆域征地、航标材料通讯设备灯等将常年维护，以保证正常使用。 大桥施工通航期，应根据塔柱施工期和主桥钢箱梁吊装期间根据不同的施工进度进行水上航标配布，设置施工期临时航标，保障通航安全。存在的存在的问题问题及安全保障措施及安全保障措施存在的问题存在的问题1、施工期间小型船舶沿推荐航路上行，特别是洪水期可能会因动力不足而失控而导致紧迫局面。 2、在钢箱梁吊装第二阶段，由于水位较低，虽水流条件较好，但预留通航宽度仅75m，且上行通道位于左岸，在过桥后需在较短距离内改变航向进入羊角滩槽口，若操纵不当会造成紧迫局面。3、调研可知，桥梁水域现行过往船舶多以单船为主，船舶航路偏于左岸。特别是洪水期间，上行船舶可能利用江津的缓流区而进入施工区域，可能导致船撞事故。4、大桥在施工期间，工程船和运料船要穿越主航道和往返于施工现场，这将会对沿航道正常行驶的船舶产生一定的影响。5、施工期间运料船舶客观上增加了桥梁水域的通航密度，不利于过往船舶的安全避让。6、施工期间钢梁吊装施工时，对过往船舶航行影响较大。7、在施工期间，夜间施工灯光多而杂且强烈，会影响航行船舶驾驶人员的视线，对过往船舶的视觉瞭望及判断产生一定的影响。8、大桥上游温中坝尾部有一个采沙场，在施工期间，应注意运沙船与施工船舶、通航船舶的通航秩序。u1.根据相关管理规定，结合桥区具体情况，建议在大桥水域由业主委托海事部门设立大桥监督站，制定相关的管理规定，对大桥水域的交通安全及船舶防污染实施统一的监督管理。安全保障措施安全保障措施u2.建议在桥梁施工期间配备足够功率的拖轮，当船舶动力不足或失控时，由拖轮协助，直至安全区域。u3.在钢梁吊装施工期间，桥梁水域可通航宽度受限制（部分阶段实施单向通航），需要实行临时性交通管制，船舶通过桥梁水域应遵守规定。u4.当大型船舶通过时，实行单向通航，并且严格禁止过往船舶在桥梁水域追越、会船。u 5.钢箱梁吊装施工过程中，建议分边施工，尽量扩大施工期间的主通航孔可通航水域。u 6.运梁船抛锚定位时，应禁止使用钢缆加锚链结构，应直接使用长锚链定位。u 7.建议施工船舶应严格遵守水上安全管理规定，穿越主航道或往返于施工现场时，保持与过往船舶联系，加强瞭望，注意与过往船舶的避让，避免形成紧迫局面，应尽量避免施工船在流量高峰时段进出施工现场或穿越主航道，确保施工船舶和过往船舶的通航安全。u8.施工期间如遇洪水，流速过大时，过往小型船舶（队）不得超载，特别是上行船舶应减载过桥。u9.施工期间当船舶密度较大时，过往船舶接受大桥监督站的交通疏导，必要时选择合适位置待泊。u10.建议夜间严格控制强光照明，适当采取遮光措施，以避免影响航标灯光助航功能的发挥和过往船舶驾驶员的视觉判断。u11.桥梁竣工后，应该合理配布桥涵标志和其他导助航设施，过往船舶按桥涵标标示的航路行驶。u12.船舶通过桥梁水域实行报告制度，并服从大桥所在水域安全监督部门永川海事处（或大桥监督站）统一指挥调配，必要时选择合适的安全地点待泊，等候通过。u13.通过大桥之前，应对舵、锚、主辅机、航行信号、带缆装置进行安全检查，使船舶处于适航状态，并落实安全防范措施，确保安全通过。u14.船舶过桥前应摆正船位，应尽量减少船舶首尾线与桥梁轴线法线的夹角。u15.桥梁水域禁止追越、并排行驶。u16.禁止船舶在桥梁水域内进行试航、淌航、编解队、采砂、捕鱼等影响通航安全的作业。评评估估结论结论u (1) 拟建的重庆市永川长江长江大桥位于长江温中坝水道，在毛子岩处跨越长江，距宜昌航道里程800.6km。大桥桥址水域自然条件较好，通航条件较优越，河床和岸线较稳定，主流摆动不大，地质条件较好，选址符合相关规范及规划要求。u (2) 大桥采用64m+268m+608m+268m+64m的7跨连续半漂浮体系双塔混合梁斜拉桥方案，608主跨跨越了桥址处各个水位时期船舶上下行航迹带，大桥占据的有效过水面积小，大桥建成后不会对通航条件带来明显的不利影响。对过往船舶的航路、航法无明显影响。大桥建设对朱杨溪枢纽建成后的航路改革影响较小。u (3) 大桥施工期制定的总体施工方案、施工工艺及流程和临时设施布置方案等基本合理。其中对通航影响较大的是钢箱梁及斜拉索施工阶段，建议此阶段分两期进行通航组织，一期将航道布置于河心，保证150m航宽，可实行双向通航。二期航道在河道两侧预留75m宽上行和下行分道，单向通行。在航道尺度和通航条件不能安全要求时，采用临时禁航解决，禁航时间应小于4小时。建议施工单位在编制详细的施工组织设计的基础上，制定安全通航方案，报主管机关审批后实行。u (4) 大桥主梁吊装施工期占用了一定的通航水域宽度，施工期桥区河段为控制性通航航道，应及时设置临时监督站点，指挥过往船舶有序通行。同时，大桥业主和施工单位应积极主动配合海事部门进行现场监督和维护，服从管理。u (5) 桥梁施工期间及竣工运营后，业主和施工单位应认真落实相应的安全保障措施和建议，加强对桥梁水域的安全监管，配备有效的安全监管设施。则本桥梁工程及附近水域的通航安全是可以得到保障的。汇报汇报完完毕毕谢谢各位领导和专家谢谢各位领导和专家