铁路大桥施工对南水北调输水暗涵影响分析

王自民

（南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南 250109）

1 工程基本情况

石家庄至济南铁路客运专线（简称“石济客专”）济南联络线分上联特大桥和下联特大桥，均上跨南水北调济南市区输水暗涵工程，其中上联特大桥 17#～18#桥墩和下联特大桥 21#～22#墩分别上跨南水北调暗涵。桥墩基础形式均为钻孔桩，每个墩5根，桩径均为1.25m。设计结构为矩形承台、单线流线型实体墩、上部预制架设T梁。

南水北调济南市区输水暗涵工程建成于2012年，自2013年起运行至今。暗涵为3孔钢筋混凝土箱涵结构，单孔设计断面为3.9m×4.15m，外轮廓宽13.7m，高5.25m，暗涵每15m设一道伸缩缝，橡胶止水，表层填充双组份聚硫胶。

石济客专特大桥17#和21#墩位于暗涵左侧，承台距暗涵最近处为1.95m，18#和22#墩位于暗涵右侧，承台距暗涵较远。为降低承台受力对暗涵产生的不利影响，要求建设单位将上述4个桥墩承台底面降至暗涵底板基本平齐，将承台受力传递到输水暗涵结构以下，同时距暗涵左侧较近的17#和21#墩基坑采用沉井支护，以保护暗涵安全。

2 特大桥施工对暗涵的影响

2.1 桥墩沉降对南水北调输水暗涵的影响

南水北调输水暗涵是线性输水工程，如果发生不均匀沉降超过一定限度将会对暗涵的止水和安全运行产生不利影响。

济西联络线特大桥对南水北调输水暗涵沉降影响主要发生在施工期及运行初期。通过对暗涵两侧桥墩进行沉降计算分析，上联特大桥17#桥墩总沉降量3.1mm，18#桥墩总沉降量2.8mm；下联特大桥21#桥墩总沉降量2.4mm，22#桥墩总沉降量2.7mm。桥墩总沉降量在2.4～3.1mm间，总体沉降量较小。

参考《泵站设计规范》（GB50625-2010）、《水闸设计规范》（SL265-2016）有关不均匀沉降规定，济西联络线特大桥桥墩沉降对南水北调输水暗涵基本无影响，不会产生破坏作用。根据《水工建筑物止水带技术规范》（DL/T5215-2005）橡胶止水带拉断伸长率指标，桥墩沉降也不会对南水北调输水暗涵止水产生破坏。

2.2 工程施工对南水北调输水暗涵影响

济西联络线特大桥施工对南水北调输水暗涵主要影响有以下方面：

1）施工开挖影响。桥墩承台施工开挖会影响南水北调输水暗涵两侧土压力分布情况，对输水暗涵受力情况产生不利影响。

2）施工降水影响。施工过程中的降排水问题，会对南水北调输水暗涵基础产生不利影响。

3）基坑回填影响。施工完毕后对基坑进行回填，会改变南水北调输水暗涵两侧土压力分布，对输水暗涵受力情况产生不利影响。

通过以上分析，石济客专特大桥施工对暗涵的影响最大，在施工工程中除采取周密的施工措施（如暗涵箱体保护、控制降水速度与深度、控制基坑回填方法与质量等）外，对暗涵的沉降位移观测尤为重要，需要在南水北调输水暗涵顶布设位移监测标点，在基坑开挖、降水、回填及上部架梁过程中，实时监测输水暗涵水平和垂直位移情况。

3 暗涵沉降位移观测及分析

3.1 基准点以及监测点的设置

1）水平位移监测基准点的设置。在暗涵北侧桥墩、暗涵北侧电线杆及暗涵南侧桥墩上，采用反光贴片分别设置6个水平位移控制点，编号为S1～S6，组成平面控制网。

2）竖向位移监测基准点采用施工单位设置的基准点作为主点，该点位于下联线以西滨河北路南侧绿化带内，另外分别在上联特大桥附近及下联特大桥附近选择两个基准点，编号为J0～J2，组成高程控制网。

3）位移监测点的设置。南水北调暗涵沿暗涵走向在涵顶两侧分别布设监测点（水平位移监测点和竖向位移监测点共用），监测范围25m，监测点间隔5m，伸缩缝两侧各布设1个监测点，上联特大桥和下联特大桥两段暗涵涵顶各布设12个监测点，统一编号为C1～C24。

3.2 监测方法

1）基准点监测方法。水平位移监测基准点采用索佳NET05全站仪进行观测，竖向位移监测基准点采用天宝DiNi03数字水准仪进行联测。

2）暗涵顶位移监测点监测方法。水平位移监测使用索佳NET05全站仪采用后方交会法进行自由设站定向，用极坐标法对监测点进行测量，以基准点的坐标为准，测量出每个监测点的坐标，再通过与上次坐标相比较得出本次各监测点的相对位移量。竖向位移监测采用天宝DiNi03数字水准仪配一对2m条码合金尺，监测点与基准点形成闭合环线，按二级等级要求进行水准测量。

3.3 监测频率

施工期间每天观测1次，桥梁架设时加测1次，基坑回填后每月监测1次。

3.4 监测报警值

监测报警值设置如表1所示。

表1 监测报警值

3.5 各监测项目全过程的发展变化分析

监测工作自2015年12月14日至2016年10月18日，根据监测的数据，上联线监测结果分析评述如下：

上联线桥梁施工工序如下：暗涵右侧桩基施工，右侧基坑开挖，左侧桩基施工、开挖，左侧内支撑浇筑，右侧桥墩浇筑，左侧桥墩浇筑，桥梁架设，场区回填。

1）上联线暗涵水平位移。暗涵右侧施工期间，位移以向右偏移为主，左侧桩基完成后及停工期间，变形曲线有所收敛，复工后受施工影响，水平位移左右方向有发散趋势，场地回填的时候各点有较大位移变化，待稳定后变化较小。各点水平位移最大累计值在（-4.7mm，3.4mm）之间，未达到监测报警值。

2）上联线暗涵竖向位移。施工期间，竖向位移右侧以上升为主，左侧以下沉为主，左侧桥墩浇筑完成后，各点呈上升趋势，场地回填的时候各点有较大位移变化，待稳定后变化较小。各点竖向位移最大累计值在（-3.2mm，1.0mm）之间，未达到监测报警值。

3）下联线暗涵各点水平位移最大累计值在（-2.5mm，3.2mm）之间；各点竖向位移最大累计值在（-1.2mm，1.8mm）之间，均未达到监测报警值。

3.6 监测结论及意义

本工程监测期间，受施工及地质、降雨等方面的影响，暗涵竖向位移、水平位移均有所变化，但其累计变化量、变化速率均未超过监测方案设定的报警值，本项目的各项监测精度指标均满足规范要求。可判定在石济客专特大桥在施工期间，暗涵结构基本稳定可靠。

在施工过程中，通过对暗涵的沉降位移监测，为施工建设提供及时的反馈信息，确保暗涵稳定和安全；为暗涵进行及时、有效的保护提供依据。