桥梁跨越南水北调中线工程安全影响评价

董晓燕

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250）

1 工程概况

石家庄市南二环东延西拓工程为石家庄市城市快速路，东延至藁城市外环路，西拓到鹿泉山前大道，全程长31km，双向6车道设计。该工程在鹿泉市境内的南杜村西南与南水北调中线总干渠相交，交叉位置总干渠桩号为223+381.123，桥梁跨越南水北调总干渠，跨径130m，桥梁中心线与总干渠中心线的夹角为 82°48′18″。

跨渠桥梁上部结构为预应力混凝土系杆拱结构，下部结构为桩柱式墩台，灌注桩基础，桥墩墩柱均布置于南水北调截流沟之外。桥梁采用纵横坡排水，南水北调总干渠范围内不设落水管。东侧雨水收集汇入石家庄西三环辅路市政雨水管道，西侧收集汇入鹿泉市政雨水管道。桥面采用10cm厚C40防水混凝土和厚10cm沥青混凝土铺装，沥青混凝土和防水混凝土之间设置防水层。伸缩缝采用防水伸缩缝，两端翘起，可防止雨水从伸缩缝流入南水北调总干渠。每幅桥两侧各设两道防落物网，防止桥梁落物对南水北调造成影响。

跨渠桥梁上部结构施工采用满堂支架的工艺：施工方案以不破坏渠道结构为原则，根据施工支架需要适当填土找平，分层夯实。然后铺设混凝土垫层，达到强度后，布设满堂支架。待桥梁上部结构施工完成后，由桥梁施工单位挖出填土，恢复到原渠道作业面状况。

2 评价依据

（1）河北省水利水电勘测设计研究院2010年4月 《南水北调中线一期工程总干渠邢石界至古运河南渠段总干渠渠道总布置施工详图》。

（2）河北省水利水电勘测设计研究院2010年6月 《南水北调中线一期工程总干渠邢石界至古运河南渠段总干渠渠道横断面施工详图》。

（3）河北省水利水电勘测设计研究院2012年9月《南水北调中线一期工程总干渠漳河北～古运河南（委托河北建设管理项目）35kV供电线路招标文件及图纸》。

（4）石家庄市政设计研究院有限责任公司2013年3月编制的 《石家庄市南二环东延西拓工程跨越南水北调中线干线鹿泉市段工程专题设计报告》。

（5）有关规程、规范及标准。

3 总干渠

南水北调中线一期工程等别为Ⅰ等，总干渠渠道按Ⅰ级建筑物设计。该段渠道防洪标准为50年一遇设计，200年一遇校核。渠道输水设计流量220m3/s，加大流量240m3/s。

渠道为半挖半填型式，采用梯形过水断面，设计底宽 22.5m，内边坡坡比 1∶2.5，外边坡为 1∶2.0；渠道纵坡1/30000。堤顶高程由外洪水控制，左堤顶高程80.544m，右堤顶高程79.507m，堤顶宽5m。渠道采用现浇混凝土全断面衬砌，渠坡、渠底厚度分别为10 cm和8cm，在混凝土衬砌板下铺设复合土工膜加强防渗，膜下采用保温板防冻胀措施，渠坡和渠底保温板厚度均为4cm。

由于本渠段预测地下水位高于渠底高程，为保证渠道衬砌板的安全，采取先经无砂混凝土管集水、再由泵站集中抽水外排的方式，以降低地下水位的抗浮稳定措施。

总干渠渠道堤顶为工程运行维护道路，路面净宽4.0m。其中右侧运行维护道路为主交通通道，采用面层厚5cm沥青混凝土路面；左侧运行维护道路采用路面厚15cm泥结碎石路面。渠道外边坡上部采用植草、下部采用干砌石的防护型式。

为排除总干渠左岸的洪沥水，在渠外设置截洪排水沟，并疏通因总干渠修建而被截断的原有排水通道。截流沟位于两岸防护林带的外侧，按深1m、底宽1m、边坡1∶1.5。为了防止人类活动等因素对总干渠设施及输水水质产生影响，全段渠道两侧布置隔离网栏，网栏位于截流沟外侧1m处，高度2m。

石家庄市南二环桥梁从总干渠右岸35kV永久输电线路J73塔杆处通过。J73塔杆为7713-12型电缆终端塔，该杆呼称高12m。

4 跨越工程安全影响评价依据

4.1 总干渠防洪影响评价

南二环东延西拓工程跨越南水北调大桥两侧各300m范围内均为高架桥，通过分析，桥梁的建成没有影响交叉处附近南水北调左侧流域的划分，对总干渠左侧洪水流场不产生明显影响，南水北调总干渠左侧洪水态势无明显改变，桥梁建设不会明显影响南水北调总干渠的安全性。

4.2 水质安全影响评价

跨总干渠大桥桥面铺装采用防水混凝土并设置了防水层，桥面积水不会下渗进入总干渠内；桥梁伸缩缝采用防水伸缩缝且两端翘起，能够有效防止雨水从伸缩缝流入总干渠。另外，大桥在总干渠范围内没有设置落水管，桥面采用纵横坡排水并汇入总干渠两侧的市政雨水管道，桥面雨水不会横向漫流进入总干渠。

桥梁的排水措施可防止桥面雨水进入总干渠，将使桥面雨水引排到南水北调一级保护范围 （隔离网栏以外100m）之外。桥梁主桥外侧设置防撞护栏及防落物网，减小了杂物散落掉入总干渠可能性，可保证总干渠的水质安全。

4.3 跨越桥梁工程设计评价

4.3.1 总干渠附属设施影响评价

（1）对总干渠维护道路及防洪堤影响评价。南水北调总干渠以渠道堤顶作为运行维护道路，运行维护道路设计净空高度不应低于4.5m。

跨南水北调大桥一跨跨越总干渠，桥梁梁底距离防洪堤顶净空大于10m，满足总干渠交通通道以上不小于4.5m的净空要求。

（2）对截流沟和隔离网栏的影响评价。该桥桥墩位于设计的截流沟外侧，对总干渠截流沟导水、排洪不会产生影响。因总干渠隔离网栏尚未完成施工，桥墩修建可能对总干渠隔离网栏产生影响，但可采取相交位置处直接利用桥墩作为隔离网栏的一部分，并在墩柱两侧加设网栏立柱及斜撑，使网栏与墩柱连接，以形成完整的封闭保护范围。

4.3.2 对总干渠渠道结构影响评价

跨越南水北调总干渠主线桥为柱式墩，位于总干渠防洪堤外坡脚以外。主墩桩基最终沉降量计算为10mm，对土体的影响范围为5m，桥梁承台距总干渠护砌结构的最小距离均在20m以外，大于桩基沉降对土体的影响范围。故桥梁桩基沉降不会对总干渠衬砌结构产生影响。

4.4 施工安全性评价

4.4.1 桥梁下部结构施工

（1）基坑开挖可能对总干渠截流沟产生影响，在承台施工完毕后，需对其进行恢复以消除影响，主要措施为：防洪堤以外隔离网栏以内采用壤土回填，压实度不小于0.92，其他部位可采用弃土回填，填筑土料选取及施工应满足南水北调渠道填筑施工技术要求。

（2）该段南水北调总干渠地下水位较高，施工时须采取必要措施，防止桩基施工过程中的渗漏和桩基塌孔对总干渠造成影响；施工期间不得将地下水排入南水北调总干渠。

4.4.2 桥梁上部结构施工

主桥上部结构采用满堂支架的工艺，桥梁施工期间不能进行总干渠施工，应具体落实桥梁施工工期，桥梁工期安排不应影响总干渠工程施工安排。

4.5 运行安全性评价

桥梁采用下承式系杆拱桥，除系杆和拱肋外均为混凝土结构，耐久性好，不需要经常维护、系杆、拱肋等钢结构构件位于桥面以上，而且桥面高度较高，梁底距离堤顶大于10m，其运行维护管理时不会对南水北调工程运行造成影响，但桥梁维护时须采取遮布和防护网措施，确保坠落物和维护碎渣不落入总干渠而影响水质。

桥梁分两幅布置，若一幅桥梁发生交通意外事故，还可通过另一幅桥梁维持基本的交通需求，则意外事故对南水北调影响较小。但工程运行后应加强对桥梁日常维护和管理，延长桥梁使用寿命，超出使用年限后，采用局部加固、更换系杆等措施，使桥梁满足使用要求，减少对南水北调的影响。

4.6 对南水北调总干渠输电线路的影响

南二环东延西拓桥面位于总干渠35kV输电线路J73杆塔基础正上方，不满足《66kV及以下架空电力线路设计规范》的要求，应补充J73杆塔移位改建方案，消除对35kV输电线路影响。

5 结语

（1）南水北调中线工程为长距离跨流域调水的Ⅰ等工程，石家庄市南二环东延西拓工程跨越南水北调中线干线工程采用跨度130m的下承式系杆拱桥一跨跨越，桥两侧各300m范围内均为高架桥，满足总干渠防洪要求。

（2）桥墩及基础布设在总干渠防洪堤以外，不会对南水北调过水断面产生影响，对渠道的衬砌结构也不会产生影响。

（3）桥梁梁底高程与堤顶间净空大于10m，不会对总干渠两侧维护道路运行及防洪堤产生影响。

（4）桥面排水及防抛落物网的设计不影响总干渠水质安全。

（5）桥梁工程正常运行后及发生意外时，桥梁运行维护管理不会对南水北调工程造成影响，需加强桥梁日常维护和管理，延长桥梁使用寿命，减少桥梁对南水北调的影响。

［1］GB50286—98，堤防工程设计规范［S］.

［2］SL260—98，堤防工程施工规范［S］.

［3］GB50061—2010，66kV 及以下架空电力线路设计规范［S］.

［4］NSBD-ZXJ-1-03，其他工程穿越或跨越南水北调中线干线工程对南水北调中线干线工程的安全影响评价导则［S］.