南水北調中線澧河渡槽第一次充水試驗安全監測成果分析

□ 寧亞濤 □ 楊 衛（南水北調中線建管局河南直管建管局）

1 工程概述

南水北調中線一期總干渠澧河渡槽是跨越澧河的大型河渠交叉建筑物，工程軸線總長860.00m，自起點至終點依次為:進口明渠段、退水閘室段、進口漸變段、進口閘室段、進口過渡段、槽身段、出口連接段、出口閘室段、出口漸變段、出口明渠段。澧河渡槽槽身為雙線雙槽矩形槽，共14跨，兩個邊跨為30.00m跨徑，其余12跨為40.00m跨徑；單槽凈寬10.00m，雙線渡槽全寬頂寬26.60m，底寬26.70m，槽身采用常規的現澆法施工。澧河渡槽設計流量為320.00m3/s，加大流量為380.00m3/s。

為了保證渡槽輸水運行期安全，同時在指導施工以及校核設計方面獲得原始的監測數據，澧河渡槽布置了較為全面的安全監測設施，安全監測成果是評價渡槽安全性態的重要和直觀依據，合理的安全監測設計是獲取可靠監測成果的基礎，對綜合反映渡槽工作性態、評價渡槽安全和指導工程運行管理有著十分重要的意義。

2 安全監測設計

2.1 監測儀器布置情況

安全監測內部觀測儀器主要埋設于右聯，主要監測儀器有滲壓計、土壓力計、鋼筋計、應變計、無應力計、沉降計、位錯計、溫度計，左右聯均布置有外觀監測儀器（垂直位移計測點、收斂測點、墻上水準點）。

進口閘安裝監測儀器有沉降計、滲壓計、土壓力計、鋼筋計、無應力計、溫度計、位錯計，槽身段3#墩、7#墩、9#墩樁安裝有鋼筋計；2#槽體安裝監測儀器有鋼筋計、應變計，出口閘安裝監測儀器有沉降計、位錯計。

槽體頂板每跨均勻布置有垂直位移測點共112個，底部收斂測點布設在3#，5#，7#，9#，13#跨，布設方式為在槽體底面橫截面中心位置布置測點（如圖1、圖2），并在垂直對應地面上布置測點，兩測點垂直對應形成一條測線，在地面收斂點的旁邊布置水準點。每跨布置5組。上游起始測線距上游承臺4.00m，下游末尾測線距下游承臺4.00m，各測線之間按間距8.00m均布。

墻上水準點布置在 3#，4#，5#，7#，8#，9#，13#承臺，承臺中心線距離地面50.00cm的位置。

圖1 左聯2#-3#跨底部收斂點布設側視圖

2.2 設計預警值

①槽墩臺均勻總沉降≤4.00mm；②相鄰墩臺均勻總沉降差≤2.00mm；③渡槽槽身底板撓度≤66.70mm。

3 安全監測成果分析

3.1 左聯槽體數據觀測成果

圖2 左聯2#～3#跨中心線斷面收斂點布設圖

3.1.1 底板收斂觀測

澧河渡槽充水試驗開始后按設計充水試驗技術要求對收斂測點進行了觀測，地面水準點復核觀測情況為各測點沉降變化較小，水準觀測誤差通過計算為±0.40～±0.55mm，水準點測值在誤差范圍內，因此認為地面收斂測點未發生沉降變化，收斂測線測值即為該處槽體底板沉降量。

從澧河渡槽充水期間左聯渡槽底板收斂觀測成果看，渡槽支座的最大壓縮量為-8.06mm，左聯底板最大撓度-7.59mm。未超過設計允許值。

3.1.2 承臺沉降觀測

于2013年12月5日對承臺所安裝的墻上水準點進行了初始值觀測，充水試驗期間對 3#，4#，5#，7#，8#，9#，13#承臺墻上水準點進行了觀測，觀測各測點沉降量均未超過-2.20mm，觀測誤差通過計算為±0.40～±0.55mm。相鄰承臺相對沉降不超過0.50mm，未超過設計允許值。

3.1.3 槽體頂部沉降觀測

對澧河渡槽槽體頂部各垂直位移測點進行了初始值觀測，根據充水期間觀測成果，通過計算，槽體頂部水準測量誤差為±0.30～±0.35mm，滿足一等水準測量精度要求。槽體頂部邊墻最大撓度-5.10mm。最大絕對沉降-7.30mm。

3.2 右聯槽段數據觀測成果

3.2.1 進口閘

充水試驗期間進口閘段沉降計測值最大變化為0.59mm，隨水位上升沉降測值逐漸增大；滲流監測變化值不大，均處于無水狀態；鋼筋應力呈壓應力，充水期間受壓程度有所增大，測值變化量不大；位錯計最大測值變化為0.54mm，隨水位上升測值有所增大；溫度計測值穩定，基本為10℃。

3.2.2 槽身段

3.2.2.1 內部觀測

槽身段監測儀器充水試驗期間，鋼筋計測值與溫度呈負相關，2#跨拉桿鋼筋計測值變化量不大，最大測值變化量為-8.58MPa（R07LHD），3#，7#，9#墩安裝的鋼筋計均呈受壓狀態，從觀測成果看，鋼筋計測值隨著水位的增大受壓程度增大，3#墩鋼筋計測值最大變化量為-8.39MPa（R05LHD03），7#墩鋼筋計測值最大變化量為-27.88MPa（R02LHD07）,9#墩鋼筋計測值最大變化量為-12.73MPa（R12LHD09）；2#跨槽段應變計隨水位上升，應變計承受拉應變并測值有所增大，應變計最大測值變化量為65.96με（S23LHD）。

3.2.2.2 表面觀測

收斂測點:從右聯底板收斂觀測的數據成果來看，右聯支座最大壓縮量為-6.65mm，底板最大撓度-6.18mm，未超過設計允許值。垂直位移測點:從右聯槽體頂部的水準點觀測成果來看，槽體頂部最大絕對沉降量為-8.10mm，頂部邊墻最大撓度為-4.50mm，未超過設計允許值。

3.2.3 出口閘

出口閘段充水試驗期間，隨水位上升，沉降計、位錯計測值逐漸增大，沉降計測值最大沉降量為0.42mm，位錯計測值最大位移量為0.14mm，未超過設計允許值。

4 結語

安全監測工作是澧河渡槽施工中的重要環節。作為信息化施工的重要手段，安全監測擔負著校核設計，指導施工和運行，以積累設計經驗的作用。南水北調中線干線總干渠是國家重點工程，其中渡槽是普遍的建筑物形式，澧河渡槽的安全監測設計及成果分析可以為今后設計和施工、渡槽安全運行積累寶貴經驗。