新建公路跨越南水北调总干渠桥梁影响分析

2012-08-15张海峰河南省南水北调建管局

河南水利与南水北调 2012年15期

□张海峰（河南省南水北调建管局）

南水北调中线总干渠自河南省淅川县陶岔渠首，经长江流域与淮河流域的分水岭—方城垭口，沿唐白河平原北部和黄淮平原西部，经河南、河北、北京、天津4省（直辖）市，跨越长江、淮河、黄河、海河四大流域，全长1432km，其中渠首至北京团城湖长1277km，天津干线长155km，沿线与高速公路、国道、省道、地方道路等多条公路交叉。据不完全统计，南水北调中线工程共有1400多座桥梁跨越总干渠。随着公路交通事业的发展，新建公路将多处跨越南水北调工程总干渠。为使南水北调工程与公路交通工程协调发展，要根据桥位处总干渠的断面形式、工程施工等具体情况，分析新建跨渠桥梁对南水北调总干渠的影响，把握影响桥梁设计方案的主要因素，合理确定桥梁设计方案。

1.桥梁布置及对临近建筑物及设施的影响

在满足公路、桥梁现行设计规程、规范的前提下，桥梁轴线布置宜尽量与总干渠轴线正交，以减少桥梁和接线引道长度，降低工程造价。跨渠桥梁的设计单位在布置道路或桥梁轴线时应及时与总干渠设计单位沟通、衔接，了解临近建筑物的布置情况，避免与总干渠其他建筑物发生冲突。桥梁与临近建筑物的间距应结合总干渠的断面型式和施工方式，以不影响施工为原则确定。桥梁与油、气管道的间距一般≥100m；与高压线跨渠塔架轴线的间距≥1.5倍塔架高度；在与架空送电线路交叉时，交叉处送电线路导线距路面最高点的垂直距离必须符合相应送电线路标称电压规定的要求。

2.跨渠桥梁对总干渠输水能力的影响

南水北调中线总干渠全长1277km，总水头98.81m，纵向坡降1/20000～1/30000，全线基本自流输水。沿线共布置河渠交叉、左岸排水、渠渠交叉、路渠交叉、控制工程等各类建筑物1800余座，水头十分宝贵。新建跨渠桥梁在布置跨径时，其主跨至少应跨越总干渠加大水位过水断面，不得影响总干渠的输水能力。

3.跨渠桥梁对总干渠衬砌结构和地基稳定的影响

南水北调总干渠采用明渠输水，渠道全线采用混凝土衬砌，衬砌范围为过水断面的渠底和边坡，边坡衬砌填方渠段至堤顶，挖方渠段至一级马道。为防止渗漏和冻胀，衬砌板下加设复合土工膜和保温板。跨渠桥梁在布置桥墩时应注意对渠道衬砌和地基稳定的影响。

3.1 对于填方渠道，除满足桥梁主跨跨越过水断面以外，还应满足《堤防工程设计规范》（GB50286-98）中桥墩不应布置在堤身设计断面以内的规定，当需要布置在堤身背水坡时，必须满足堤身设计抗滑和渗流稳定的要求。

3.2 对于挖方渠道，桥墩布置在加大水面线与一级马道之间时，应根据《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》（SL T255-98）做好渠道复合土工膜与桥墩立柱之间的结合处理。

3.3 基坑开挖、回填的应按照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的有关要求处理，过水断面以下部位开挖边坡一般不陡于1:3，过水断面以上的开挖边坡应满足稳定要求，回填土料应满足总干渠在相应渠段的设计标准，压实度不小于0.98，以满足渠坡防渗和稳定的要求。

4.跨渠桥梁对总干渠水质安全的影响

南水北调工程是跨区域跨流域的重大水资源配置项目，是惠及几亿人口的重大民生工程。为确保实现一库清水北送，南水北调工程把治污和环保工作放在了与工程建设同等重要的位置。南水北调工程的成败关键在水质，水质的关键在治污和环保。为保护总干渠水质，国务院南水北调办、国家环保总局、水利部、国土资源部以《关于划定南水北调中线一期工程总干渠两侧水源保护区工作的通知》（国调办环移[2006]134号）划定了总干渠两侧一、二级水源保护区范围，通知要求：“穿越总干渠的桥梁，必须设有遗洒和泄露收集设施，并采取交通事故带来的水质安全风险防范措施。”

4.1 为防止桥面雨污水进入总干渠，一般采取两种工程措施：一种是在人行道下设置桥面排水沟，通过桥面横坡将雨污水汇入桥面排水沟，然后通过桥梁纵坡引出桥面，汇入道路排水系统。第二种是在桥梁两侧设置横向排水孔，纵向采用排水管与排水孔连接，桥面雨污水通过横向排水孔汇流至纵向排水管，然后由纵向排水管引出桥面，汇入道路排水系统。排水孔及排水管的管材应具有一定的耐久性，连接应紧密。

4.2 为防止抛洒物进入总干渠，在桥梁两侧设置防抛落物网，在城市区域内可采用声屏障替代，高度一般为2.0m。

4.3 为防止交通事故车辆进入总干渠，在桥梁两侧设置钢筋混凝土防撞护栏，护栏高度0.75～1.0m。

5.跨渠桥梁对总干渠防洪安全的影响

南水北调中线工程为Ⅰ等工程，总干渠渠道及各类交叉建筑物和控制工程等主要建筑物为1级建筑物。总干渠的防洪安全通过河渠交叉建筑物保证，集水面积＞20km2的河渠交叉建筑物防洪标准按100年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核；集水面积＜20km2的左岸排水建筑物防洪标准按50年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。为防止外水侵入，总干渠外侧设有截流沟和防洪堤。

桥梁引道及道路分割了河渠交叉建筑物的原流域面积，可能对河渠交叉建筑物规模和总干渠防洪安全产生影响。通过在桥梁引道下设置过水涵洞，消除对汇流面积分割的影响，涵洞的规模根据水文及水力学计算确定。截流沟通过桥梁引道时，采用涵洞（管）等型式，保证排水通畅，涵洞（管）尺寸根据水力学计算确定。

6.跨渠桥梁对总干渠运行维护道路的影响

总干渠左、右岸均设有5m宽运行维护道路，以满足运行管理、养护的需要，运行道路布置在左、右岸挖方渠道一级马道和填方渠道渠顶。跨渠桥梁与运行道路的交叉形式根据总干渠断面特点分为立交和平交两种，为减少相互影响，优先选用立交形式。

6.1 桥梁与运行维护道路立交。依据《公路工程技术标准》（JTGB01-2003），桥梁梁底与运行道路之间的净空应不小于4.5m，若总干渠两岸设有防洪堤，桥梁梁底应至少高于防洪堤堤顶0.5m，以满足桥梁施工及检修维护的需要，两者相比取大值。

6.2 桥梁与运行道路平交。为避免影响被交公路的行车安全，尽量不在桥头直接平交，可在桥头以外一定距离与公路平交，并设置平交道口，平交道口处须设有防护措施；桥梁建成通车后，应加强交通管理，优先服从防汛抢险和工程管理需要。

7.跨渠桥梁对总干渠右侧电力线路的影响

南水北调总干渠右侧防护林带内布置有一条35kV供电专线，采用水泥线杆架设，架设高度一般为12m。桥梁建设后，桥面高程将高于原地面，总干渠供电专线与桥面之间的净空若不能满足规范要求，线杆的高度及间距应进行调整。调整方案应依据《66kV及以下架空电力线路设计规范》（GB-50061-97）的有关规定以及对相邻线杆的影响确定。

8.跨渠桥梁对总干渠施工的影响

国务院南水北调建设委员会第五次全体会议确定了南水北调中线一期工程2013年底完成主体工程，2014年汛后通水的总体建设目标。国务院南水北调办制定了2013年12月底前建成黄河以北全部渠道工程，完成黄河以南渠道一级马道以下工程和所有渠道交叉建筑物（包括河渠、渠渠、铁路、公路交叉建筑物）的建设进度计划。

新建桥梁的建设工期须服从于渠道工程，根据桥位处总干渠的断面型式、施工方式、施工工期等因素确定桥梁设计方案和施工方案。

8.1 桥梁施工对渠道工程施工有影响但可提前完工的。桥梁设计方案按照上述7条原则确定后，须提前渠道工程6个月完工，用于临时绕行道路和桥梁占压段渠道的施工。

8.2 若桥梁工程无法提前并保证渠道工程按期完工，应选用桥梁主跨跨越总干渠运行道路的设计方案，避免对运行道路及渠坡衬砌施工产生影响，桥梁施工方式采用悬臂挂篮法施工。