橋梁跨越南水北調(diào)中線工程安全影響評價

董曉燕

（河北省水利水電勘測設(shè)計研究院，天津 300250）

1 工程概況

石家莊市南二環(huán)東延西拓工程為石家莊市城市快速路，東延至藁城市外環(huán)路，西拓到鹿泉山前大道，全程長31km，雙向6車道設(shè)計。該工程在鹿泉市境內(nèi)的南杜村西南與南水北調(diào)中線總干渠相交，交叉位置總干渠樁號為223+381.123，橋梁跨越南水北調(diào)總干渠，跨徑130m，橋梁中心線與總干渠中心線的夾角為 82°48′18″。

跨渠橋梁上部結(jié)構(gòu)為預應(yīng)力混凝土系桿拱結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)為樁柱式墩臺，灌注樁基礎(chǔ)，橋墩墩柱均布置于南水北調(diào)截流溝之外。橋梁采用縱橫坡排水，南水北調(diào)總干渠范圍內(nèi)不設(shè)落水管。東側(cè)雨水收集匯入石家莊西三環(huán)輔路市政雨水管道，西側(cè)收集匯入鹿泉市政雨水管道。橋面采用10cm厚C40防水混凝土和厚10cm瀝青混凝土鋪裝，瀝青混凝土和防水混凝土之間設(shè)置防水層。伸縮縫采用防水伸縮縫，兩端翹起，可防止雨水從伸縮縫流入南水北調(diào)總干渠。每幅橋兩側(cè)各設(shè)兩道防落物網(wǎng)，防止橋梁落物對南水北調(diào)造成影響。

跨渠橋梁上部結(jié)構(gòu)施工采用滿堂支架的工藝：施工方案以不破壞渠道結(jié)構(gòu)為原則，根據(jù)施工支架需要適當填土找平，分層夯實。然后鋪設(shè)混凝土墊層，達到強度后，布設(shè)滿堂支架。待橋梁上部結(jié)構(gòu)施工完成后，由橋梁施工單位挖出填土，恢復到原渠道作業(yè)面狀況。

2 評價依據(jù)

（1）河北省水利水電勘測設(shè)計研究院2010年4月 《南水北調(diào)中線一期工程總干渠邢石界至古運河南渠段總干渠渠道總布置施工詳圖》。

（2）河北省水利水電勘測設(shè)計研究院2010年6月 《南水北調(diào)中線一期工程總干渠邢石界至古運河南渠段總干渠渠道橫斷面施工詳圖》。

（3）河北省水利水電勘測設(shè)計研究院2012年9月《南水北調(diào)中線一期工程總干渠漳河北～古運河南（委托河北建設(shè)管理項目）35kV供電線路招標文件及圖紙》。

（4）石家莊市政設(shè)計研究院有限責任公司2013年3月編制的 《石家莊市南二環(huán)東延西拓工程跨越南水北調(diào)中線干線鹿泉市段工程專題設(shè)計報告》。

（5）有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及標準。

3 總干渠

南水北調(diào)中線一期工程等別為Ⅰ等，總干渠渠道按Ⅰ級建筑物設(shè)計。該段渠道防洪標準為50年一遇設(shè)計，200年一遇校核。渠道輸水設(shè)計流量220m3/s，加大流量240m3/s。

渠道為半挖半填型式，采用梯形過水斷面，設(shè)計底寬 22.5m，內(nèi)邊坡坡比 1∶2.5，外邊坡為 1∶2.0；渠道縱坡1/30000。堤頂高程由外洪水控制，左堤頂高程80.544m，右堤頂高程79.507m，堤頂寬5m。渠道采用現(xiàn)澆混凝土全斷面襯砌，渠坡、渠底厚度分別為10 cm和8cm，在混凝土襯砌板下鋪設(shè)復合土工膜加強防滲，膜下采用保溫板防凍脹措施，渠坡和渠底保溫板厚度均為4cm。

由于本渠段預測地下水位高于渠底高程，為保證渠道襯砌板的安全，采取先經(jīng)無砂混凝土管集水、再由泵站集中抽水外排的方式，以降低地下水位的抗浮穩(wěn)定措施。

總干渠渠道堤頂為工程運行維護道路，路面凈寬4.0m。其中右側(cè)運行維護道路為主交通通道，采用面層厚5cm瀝青混凝土路面；左側(cè)運行維護道路采用路面厚15cm泥結(jié)碎石路面。渠道外邊坡上部采用植草、下部采用干砌石的防護型式。

為排除總干渠左岸的洪瀝水，在渠外設(shè)置截洪排水溝，并疏通因總干渠修建而被截斷的原有排水通道。截流溝位于兩岸防護林帶的外側(cè)，按深1m、底寬1m、邊坡1∶1.5。為了防止人類活動等因素對總干渠設(shè)施及輸水水質(zhì)產(chǎn)生影響，全段渠道兩側(cè)布置隔離網(wǎng)欄，網(wǎng)欄位于截流溝外側(cè)1m處，高度2m。

石家莊市南二環(huán)橋梁從總干渠右岸35kV永久輸電線路J73塔桿處通過。J73塔桿為7713-12型電纜終端塔，該桿呼稱高12m。

4 跨越工程安全影響評價依據(jù)

4.1 總干渠防洪影響評價

南二環(huán)東延西拓工程跨越南水北調(diào)大橋兩側(cè)各300m范圍內(nèi)均為高架橋，通過分析，橋梁的建成沒有影響交叉處附近南水北調(diào)左側(cè)流域的劃分，對總干渠左側(cè)洪水流場不產(chǎn)生明顯影響，南水北調(diào)總干渠左側(cè)洪水態(tài)勢無明顯改變，橋梁建設(shè)不會明顯影響南水北調(diào)總干渠的安全性。

4.2 水質(zhì)安全影響評價

跨總干渠大橋橋面鋪裝采用防水混凝土并設(shè)置了防水層，橋面積水不會下滲進入總干渠內(nèi)；橋梁伸縮縫采用防水伸縮縫且兩端翹起，能夠有效防止雨水從伸縮縫流入總干渠。另外，大橋在總干渠范圍內(nèi)沒有設(shè)置落水管，橋面采用縱橫坡排水并匯入總干渠兩側(cè)的市政雨水管道，橋面雨水不會橫向漫流進入總干渠。

橋梁的排水措施可防止橋面雨水進入總干渠，將使橋面雨水引排到南水北調(diào)一級保護范圍 （隔離網(wǎng)欄以外100m）之外。橋梁主橋外側(cè)設(shè)置防撞護欄及防落物網(wǎng)，減小了雜物散落掉入總干渠可能性，可保證總干渠的水質(zhì)安全。

4.3 跨越橋梁工程設(shè)計評價

4.3.1 總干渠附屬設(shè)施影響評價

（1）對總干渠維護道路及防洪堤影響評價。南水北調(diào)總干渠以渠道堤頂作為運行維護道路，運行維護道路設(shè)計凈空高度不應(yīng)低于4.5m。

跨南水北調(diào)大橋一跨跨越總干渠，橋梁梁底距離防洪堤頂凈空大于10m，滿足總干渠交通通道以上不小于4.5m的凈空要求。

（2）對截流溝和隔離網(wǎng)欄的影響評價。該橋橋墩位于設(shè)計的截流溝外側(cè)，對總干渠截流溝導水、排洪不會產(chǎn)生影響。因總干渠隔離網(wǎng)欄尚未完成施工，橋墩修建可能對總干渠隔離網(wǎng)欄產(chǎn)生影響，但可采取相交位置處直接利用橋墩作為隔離網(wǎng)欄的一部分，并在墩柱兩側(cè)加設(shè)網(wǎng)欄立柱及斜撐，使網(wǎng)欄與墩柱連接，以形成完整的封閉保護范圍。

4.3.2 對總干渠渠道結(jié)構(gòu)影響評價

跨越南水北調(diào)總干渠主線橋為柱式墩，位于總干渠防洪堤外坡腳以外。主墩樁基最終沉降量計算為10mm，對土體的影響范圍為5m，橋梁承臺距總干渠護砌結(jié)構(gòu)的最小距離均在20m以外，大于樁基沉降對土體的影響范圍。故橋梁樁基沉降不會對總干渠襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。

4.4 施工安全性評價

4.4.1 橋梁下部結(jié)構(gòu)施工

（1）基坑開挖可能對總干渠截流溝產(chǎn)生影響，在承臺施工完畢后，需對其進行恢復以消除影響，主要措施為：防洪堤以外隔離網(wǎng)欄以內(nèi)采用壤土回填，壓實度不小于0.92，其他部位可采用棄土回填，填筑土料選取及施工應(yīng)滿足南水北調(diào)渠道填筑施工技術(shù)要求。

（2）該段南水北調(diào)總干渠地下水位較高，施工時須采取必要措施，防止樁基施工過程中的滲漏和樁基塌孔對總干渠造成影響；施工期間不得將地下水排入南水北調(diào)總干渠。

4.4.2 橋梁上部結(jié)構(gòu)施工

主橋上部結(jié)構(gòu)采用滿堂支架的工藝，橋梁施工期間不能進行總干渠施工，應(yīng)具體落實橋梁施工工期，橋梁工期安排不應(yīng)影響總干渠工程施工安排。

4.5 運行安全性評價

橋梁采用下承式系桿拱橋，除系桿和拱肋外均為混凝土結(jié)構(gòu)，耐久性好，不需要經(jīng)常維護、系桿、拱肋等鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件位于橋面以上，而且橋面高度較高，梁底距離堤頂大于10m，其運行維護管理時不會對南水北調(diào)工程運行造成影響，但橋梁維護時須采取遮布和防護網(wǎng)措施，確保墜落物和維護碎渣不落入總干渠而影響水質(zhì)。

橋梁分兩幅布置，若一幅橋梁發(fā)生交通意外事故，還可通過另一幅橋梁維持基本的交通需求，則意外事故對南水北調(diào)影響較小。但工程運行后應(yīng)加強對橋梁日常維護和管理，延長橋梁使用壽命，超出使用年限后，采用局部加固、更換系桿等措施，使橋梁滿足使用要求，減少對南水北調(diào)的影響。

4.6 對南水北調(diào)總干渠輸電線路的影響

南二環(huán)東延西拓橋面位于總干渠35kV輸電線路J73桿塔基礎(chǔ)正上方，不滿足《66kV及以下架空電力線路設(shè)計規(guī)范》的要求，應(yīng)補充J73桿塔移位改建方案，消除對35kV輸電線路影響。

5 結(jié)語

（1）南水北調(diào)中線工程為長距離跨流域調(diào)水的Ⅰ等工程，石家莊市南二環(huán)東延西拓工程跨越南水北調(diào)中線干線工程采用跨度130m的下承式系桿拱橋一跨跨越，橋兩側(cè)各300m范圍內(nèi)均為高架橋，滿足總干渠防洪要求。

（2）橋墩及基礎(chǔ)布設(shè)在總干渠防洪堤以外，不會對南水北調(diào)過水斷面產(chǎn)生影響，對渠道的襯砌結(jié)構(gòu)也不會產(chǎn)生影響。

（3）橋梁梁底高程與堤頂間凈空大于10m，不會對總干渠兩側(cè)維護道路運行及防洪堤產(chǎn)生影響。

（4）橋面排水及防拋落物網(wǎng)的設(shè)計不影響總干渠水質(zhì)安全。

（5）橋梁工程正常運行后及發(fā)生意外時，橋梁運行維護管理不會對南水北調(diào)工程造成影響，需加強橋梁日常維護和管理，延長橋梁使用壽命，減少橋梁對南水北調(diào)的影響。

［1］GB50286—98，堤防工程設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］SL260—98，堤防工程施工規(guī)范［S］.

［3］GB50061—2010，66kV 及以下架空電力線路設(shè)計規(guī)范［S］.

［4］NSBD-ZXJ-1-03，其他工程穿越或跨越南水北調(diào)中線干線工程對南水北調(diào)中線干線工程的安全影響評價導則［S］.