1 概述
山庄河渠道倒虹吸为南水北调中线一期工程新乡段大型河渠交叉建筑物，由进口闸室段、箱涵段与出口闸室段3部分组成。全长529.32m，大致呈东西走向。按工程规模、重要性且根据管身所经路线工程地质条件、结构本身的受力情况及工程安全的需要设置监测断面4个，除对部分工程进行施工期安全监测以外，大多监测项目均为永久性监测，便于及时了解建筑物的运行状况,为工程运转、管理提供有关信息, 以便对建筑物的安全和工程质量提出以实测资料为依据的判断和评价。
2 监测仪器布置
根据建筑物的工程地质条件和结构受力情况等，在进、出口闸室段各设置1个监测断面，管身段设置2个监测断面，对建筑物安全状况进行监测。
2.1 变形监测
进、出口闸室段表面设有水平、垂直竖向位移监测，管身段底板设有基础沉降监测，管身之间设有开合度监测。
2.2 应力应变监测
上述4 个监测断面的底板和侧墙布设有钢筋计和应变计，以监测结构的受力状况，另在管身基础及边墙设有压力监测。
2.3 渗流监测
上述 4 个监测断面的基础设有扬压力监测。
3 监测资料分析
3.1 基础沉降
建筑物的基础沉降采用多点位移计进行监测。由于基础多点位移计变化趋势基本一致，这里以5 号管身底板两点位移计BX2-2 为例进行分析。两点位移计两个测点距基础面分别为15 m和7 m，BX2-2 的测值过程线如图1 所示，从图中可以看出：①建筑物基础沉降量不大，最大沉降量为1.7 mm。
②随着建筑物混凝土浇筑的增加，基础沉降量逐渐增大，符合基础变形的规律。③BX2-2-02 的沉降变化相对较小，最大变形量仅为0.3 mm左右，说明上部荷载对基础的影响深度有限。④基础变形速率逐渐趋近于零，表明随着此监测断面所在管身的混凝土浇筑完工，建筑物基础变形逐渐趋于稳定。
图1 山庄河渠道倒虹吸典型两点位移计测值过程线
3.2 土压力
山庄河渠道倒虹吸基础垫层内和边墙回填区布设有界面土压力计，主要用来监测建筑物基础承压力和边墙的侧向土压力情况。这里以2支典型土压力计为例对建筑物基础的受力情况进行简要分析说明。土压力计的测值曲线见图2，从图中可以看出：(1)随着建筑物混凝土浇筑方量的增加，基础承载力越来越大，土压力计受到的压应力也在逐渐增大，最大不超过60 kPa。(2)后期随着砼浇筑完成，测值变幅逐渐减小，基础受力趋于稳定，和建筑物的实际填筑情况相吻合。
图2 山庄河渠道倒虹吸典型土压力计测值过程线
3.3 基础渗流
建筑物基础埋设一定数量的渗压计，用以监测底板的扬压力分布情况。从观测资料过程线和特征值可以看出，渗压计观测数据稳定，测值变化极小均在5 kPa以内，由于目前为施工期，基坑在开挖后不断进行降水处理，渗压计埋设位置均在基坑水位线以上，地下水对渗压计影响较小。后期到了6月份迎来雨季汛期，随着降雨增多，水位有所升高，测值曲线也呈现略微的上升趋势，变幅在正常范围之内，说明地下水浮托力和渗透压力对建筑物基础未造成影响。
3.4 应力应变
山庄河渠道倒虹吸4个监测断面的底板和侧墙布设有钢筋计和应变计，用以监测建筑物内部结构的受力情况。本文以4支典型钢筋计为例，对施工期建筑物结构受力情况做简要分析。
4支钢筋计测值过程线见图3，从图中可以看出：①钢筋计的测值基本稳定，测值变化呈现一致性，钢筋计运行情况正常，也佐证了仪器观测数据的准确性和可信度。②测值先减小为负值，最小不超过-5 MPa，后期渐渐增大变为正值，最大不超过20 MPa。说明前期钢筋受到一定程度的压缩应力，分析其原因，由于工程处于施工期，混凝土浇筑时间不长，土体以及水压等外部荷载未完全施加于建筑物，钢筋混凝土此阶段所受应力，大都还是由混凝土来承担，钢筋受力较小。大部分测点由于受混凝土收缩变形影响造成钢筋计呈现受压状态，这和新浇筑混凝土内钢筋理论受力情况相符。③后期随着温度逐渐降下来，钢筋恢复正常的拉应力状态。钢筋应力与温度表现出很好的负相关性，温度降低钢筋拉应力增加，温度升高钢筋拉应力减小。
图3 山庄河渠道倒虹吸典型钢筋计测值过程线
建筑物布设的应变计大多和同一监测断面的钢筋计结合布置，用以监测建筑物结构的受力情况。本文以4支应变计为例，对建筑物混凝土结构受力情况做简要分析。从4支应变计的测值过程线（见图4）可以看出：①应变计的测值大体呈现增大趋势，均为压应变。②应变计测值与温度有很好的相关性，即温度上升，压应力减小，温度降低，压应力增大。③从仪器测值来看，最大不超过50 με，在此阶段应变计应力与混凝土负载相关性不大，温度变化在砼浇筑后一段时间内起关键因素，温度越低，应变计受压趋势越明显，温度越高受压趋势越微弱。
无应力计主要反映混凝土自身的一种“非应力变形”，是混凝土的自由变形，作为相应位置应变计的参考值所用。是由于温度、湿度以及自身的原因（如水泥水化热作用等）引起的，其变化规律首先和水泥的品种有关。
图4 山庄河渠道倒虹吸典型应变计、无应力计测值过程线
4 结语
从上述监测数据和分析结果可以看出，监测数据可靠，建筑物基础变形，基底压力和结构受力状态均符合一般规律，建筑物处于正常的工作状态，未发现危及建筑物安全的异常现象。
