李光锋，高立友 ，曹望超

（1.南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南 250013；2.德州市水利局水利施工处，山东 德州 253014；3.德州市水利局芦家河扬水站管理处，山东 德州 253014）

穿黄工程是南水北调东线关键性工程，从东平湖老湖区引水，在东平湖西堤（玉斑堤）魏河村北建出湖闸，开挖南干渠至黄河南大堤前（子路堤）建埋管进口检修闸，以埋管方式穿过子路堤、黄河滩地至黄河南岸解山村，经隧洞穿过黄河主槽及黄河北大堤，在东阿县位山村以埋涵的形式向西北穿过位山引黄渠渠底，与黄河以北输水干渠相接。工程全长7.87 km，主要由出湖闸、南干渠、埋管进口检修闸、滩地埋管、穿黄隧洞、出口闸、穿引黄渠埋涵及连接明渠等建筑物组成。

1 工程概况

南干渠工程连接出湖闸和进口检修闸，是由东平湖向鲁北地区调水的一段明渠，全长2 404.5 m，纵坡1/15 000，渠道与出湖闸接口处渠底高程34.48m，与检修闸接口处渠底高程34.32 m。南干渠输水横断面采用梯形明渠输水断面，输水渠设计底宽14.0 m，边坡为1：2。按第一期工程输水流量50 m3/s计算，该渠段起、止点输水水位分别为39.07 m、38.949 m；按第二期工程输水流量100 m3/s计算，该渠段起、止点输水水位分别为39.07 m、38.884 m。按照《南水北调第一期工程穿黄河工程初步设计（修定）》，南干渠建筑级别为1级。为确保工程施工安全，对南干渠边坡变形、地表沉降以及冻胀等项目进行安全监测。

2 南干渠各监测断面设置

2.1 边坡变形监测断面设置

在南干渠0+420和2+300设2个监测断面，共设测斜孔8孔（测点编号分别为IN1-1～4，IN2-1～4），孔深均为30 m；分层回弹孔12孔（测点编号分别为ES1-1～6，ES2-1～6），除 ES1-6、ES2-6 孔深 25 m 外，其他均为20 m；地表沉降变形测点4个（测点编号分别为 L1-1～2，L2-1～2）；沉降磁环 60 个，其中 ES1-2，ES1-4，ES1-6，ES2-2，ES2-4，ES2-6 兼测地下水位。

2.2 基土地温和冻胀位移监测断面设置

在南干渠0+200.5、2+100.5和2+400断面共设3个地温和冻胀位移观测断面，铜电阻温度计60支（测点编号分别为 WT1-1～20，WT2-1～20，WT3-1～20），单点位移计18支（测点编号分别为WY1-1～6,WY2-1～6，WY3-1～6）。

3 监测资料分析

3.1 深层水平位移监测

南干渠0+420、2+300两个断面的分层回弹管及分层回弹指示器、测斜管及沉降板埋设工作完成后，经过一段时间的稳定，在对采集的初始数据进行分析后确定0+420断面以2008年11月4日测量值为初始值，2+300断面以2008年11月5日测量值为初始值，并假设指向渠道内方向和顺水流方向为正。

为了提高观测精度，减少人为误差，回弹测量时每个测点每次测量取3次读数的平均值作为实际测量值。在测量过程中，由于距开挖面1 m范围内易受人为干扰，在进行深层水平位移分析时，从开挖面下1.5 m深处开始评价。各点观测特征值统计见表1。

从表1看出，最大水平位移变形仅为3.56 mm，变形极小。考虑到施工机械、人为干扰和测量误差的影响，可认为在渠道开挖过程中基本未发生水平位移变形，这主要与渠道开挖深度较浅，整体开挖宽度较小有关。

表1 各测点特征值统计表

3.2 分层回弹、地表沉降和地下水位监测

开挖过程中人为干扰因素较大，同时开挖中进行了人工降水，分层沉降受卸荷和降水的双重影响，测值变化较小且不稳定，见图1。

图1 ES2-4分层回弹变化曲线

从图1看出，在综合考虑施工机械、人为干扰因素和测量误差影响的情况下，可认为在渠道开挖过程中基本未发生回弹现象，这主要与渠道开挖深度较浅，整体开挖宽度较小有关。

地表沉降数据也受到诸多干扰因素的影响，测值无明显变化规律，总体数值也较小，可认为开挖过程中地表沉降较小。开挖过程中水位观测假设正值表示水位上升，负值表示水位下降，则典型水位变化曲线见图2。

图2 ES2-4测点水位变化曲线

从图2看出，水位变化基本在2.0 m以下。由于施工期的需要，在渠道开挖时需要降低地下水位，以保证开挖过程中无积水。

3.3 地温监测数据整理

地温观测仪器布置为2层，分别在垫层以下5 cm和25 cm，根据最低温度数据统计表和地温过程线可知，60支电阻温度计的最小测值为0.3℃，地温均在0℃以上，温度过程线呈现出良好的年周期性变化规律，上层温度计的最低温度较下层温度计的温度略低。

3.4 冻胀位移监测数据整理

根据18支单点位移计特征值统计表（见表2）和单点位移计过程线可知，18支单点位移计的最大值为7.91 mm，最小值为-3.39 mm，总体变化较小。结合地温观测结果可知，地温均在0℃以上，无冻胀现象，位移计测值变化主要受温度和其他因素影响。

表2 单点位移计特征值统计表mm

4 结语

南干渠段深层水平位移、分层沉降和地表沉降数值都较小，无明显变化规律，这主要与整体开挖深度较浅有关。该工程段60支电阻温度计的最小测值为0.3℃，18支单点位移计的最大值为7.91 mm，最小值为-3.39 mm，总体变化较小，地温均在0℃以上，无冻胀现象。各种监测仪器测值符合一般规律且均在正常范围内，说明南干渠工程受地表沉降、冻胀等因素影响较小。