大型渡槽施工方案探讨

大型渡槽施工方案探讨

陈希明

安徽水利开发股份有限公司安徽蚌埠233000

摘要：渡槽又称高架渠、输水桥，是一组由桥梁，隧道或沟渠构成的输水系统。贾河渡槽是南水北调中线工程中重要的跨河通水渡槽之一，本文以其为例对大型渡槽施工方案进行探讨。

关键词：大型渡槽；施工方案；探讨

前言

南水北调，是一项跨流域的宏伟工程，是优化我国水资源时空配置的重大举措，是解决我国北方水资源严重短缺问题的特大型基础设施项目，对我国尤其是北方地区宏观经济和社会的发展起着十分关键的决定性作用。

一、工程概况

贾河渡槽位于河南省方城县独树镇大韩庄与蔡庄之间的贾河上，是南水北调中线工程总干渠穿越贾河的大型交叉建筑物。贾河渡槽在总干渠起点桩号177+551，终点桩号178+034，全长480m，包括进口渠道段、进口渐变段、进口节制闸、进口连接段、槽身段、出口连接段、出口闸室段和出口渐变段。贾河渡槽是迄今为止亚洲单幅最大的渡槽。

1.1槽身结构

1、槽型与跨径组成

槽身段全长200m，跨径布置为5*40m，采用双线双槽布置形式，中线距18m。渡槽过水设计流量330m3/s，加大流量400m3/s。槽身结构形式为双幅预应力开口矩形槽（槽身上口设钢筋混凝土拉梁），单槽顶部全宽15m，底部全宽15.5m，最大高度8.93m，两槽之间加盖人行道板。

2、槽身结构

槽身按三向预应力设计，三向预应力均为单向张拉，预应力采用YM15圆锚体系，槽身预应力孔道采用预埋塑料波纹管成型，钢束张拉后采用50#净水泥浆压入孔道，形成整体断面。槽身段混凝土为C50，抗渗级别W6，抗冻等级F150；单体槽身混凝土体积1100m3，槽身自重约3200t。

二、渡槽槽身主要施工方法

2.1槽身施工流程

地基及基础处理→支架平台搭设（含底模铺设，事先完成支座安装）→支架堆载预压→卸载→支架调整加固→底板部分扎钢筋（穿预应力钢筋）、立模、浇筑成型→槽身上部扎钢筋（穿预应力钢筋）、立模、浇筑成型（含水平拉梁）→拆侧模、端模→预应力张拉→封锚及外装饰块施工→伸缩缝（止水）安装→槽身修补及面层处理→拆除底模及支架→走道板及护栏安装。

2.2支架地基处理

因地制宜，经处理后的地基承载力要达到设计要求。

2.3支架平台的搭设

采用碗扣式满堂支架，每根支架立杆均设可调节的底座和顶托。支架底座支架落在混凝土地坪上，支架上部首先在顶托内横向铺设14号的工字钢作为横向分配梁，工字钢之上再纵向铺设10cm*10cm木方作纵向分配梁，模板顶高程的控制采取调节底座和顶托丝杆长度来控制。

2.4支架预压

1、支架预压方案

预压前先安装底模，底模安装完成后，检查支架稳定和紧固情况，模板与下方分配梁的贴紧情况和控制高程，符合要求后，方可进行预压。由于采用每跨两幅槽身同时施工，但每幅槽身的混凝土浇筑有先有后，因此每幅槽身支架必须在渡槽中心线处断开，但预压可以同期预压。

2、沉降和位移观测

预压前在支架底部和顶部分别设置沉降观测点，用于加载和卸载过程的观测。

3、设置预拱度

沉降稳定卸载后，通过对预压过程中的沉降观测数据进行计算、分析、总结，设置合理的预拱度。

2.5模板的制作与安装

1、模板的制作：

槽体模板须用大块定型钢模板并具有足够刚度，确保尺寸准确和表面平整，槽体模板表面平整度每2m应控制在2mm以内。

2、模板安装与拆除

第一次浇筑部分，安装模板时先安装下底模,绑扎完底板、侧墙钢筋并完成预应力筋穿束后再安装侧模，最后安装端模；第一次浇筑完成后，待混凝土抗压强度达到2.5MPa以上时方可拆除端模和侧模。第二次浇筑部分，在第一次浇筑的模板拆除后，先绑扎完侧墙钢筋并完成预应力筋穿束后再安装侧模，待混凝土浇筑完成后且强度满足要求后拆模。槽身底模要在预应力张拉、压浆完成后进行。

2.6钢筋绑扎及波纹管固定

槽身预应力具有波纹管集中、管道并拢、作业难度大等特点，因此在施工中遵循“波纹管依靠钢筋，钢筋避让波纹管”的原则，波纹管固定采用“井”字形定位筋，定位筋为φ10，“井”架曲线处间距不大于30cm，直线段间距不大于50cm，波纹管固定后要加强保护，防碰撞、挤压变形，防电焊灼伤。

2.7混凝土的浇筑及养护

1、浇筑工艺、设备选择

槽身混凝土分两次浇筑到顶。混凝土振捣采用插入式振捣棒，在肋板下部波纹管和钢筋较密的地方以及锚下部位，采用模板外挂附着式振捣器振捣。

2、施工方法

浇筑槽身底板部分采用水平分层浇筑法，侧浇筑墙部分两侧对称地采用水平分层浇筑法均衡施工。

3、浇筑顺序

浇槽身混凝土浇筑采取水平分层浇筑方法；筑方向从槽身一端向另一端依次推进。

4、混凝土的养护

混凝土浇筑完成后，应在其收浆后尽快予以覆盖并洒水保湿养护，或喷洒养护剂。

2.8预应力张拉与孔道压浆

1、预应力材料及施工准备

（1）钢绞线材质合格，预应力筋锚具、夹具应有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适应性，既能发挥预应力筋强度，又能安全的实现预应力作业。

（2）波纹管材质及加工安装要求

①波纹管的材质要求

贾河渡槽槽体预应力施工采用后张法，采用HDPE高密度聚乙烯塑料波纹管。

②波纹管的安装要求

波纹管安装应按图纸上每个孔道位置正确安装，预应力管道间及管道与喇叭管的连接应确保其密封性，以防止漏浆阻塞管道。

2、预应力张拉

⑴张拉的时间

张拉前应清理承压面，并检查锚垫板后面及波纹管边缘的混凝土质量，如有空鼓现象，应及时修补，待修补混凝土强度不低于设计强度的90％时，方允许张拉。

⑵张拉机具

加预应力前，应选择好张拉机具，张拉机具的型号应和工程选用的锚夹具型号相匹配，数量根据施工组织需要。

⑶张拉力要求

预应力钢绞线锚下张拉控制应力σcon＝0.7×fpk＝1302MPa(其中fpk为预应力钢绞线的标准强度，1860MPa。)伸长量按±6%控制。

⑷槽身纵、横、竖向均采用有粘结预应力钢绞线，都采用后张法施工。

3、孔道灌浆

终张拉完毕后，必须在2天内对预应力管道进行压浆作业。如因特殊情况不能及时灌浆，则应采用相应的保护措施，保证锚固装置及钢绞线不被锈蚀。

2.9拆（移）模及落架

为了加快模板的周转，并提前为槽身预应力张拉做好准备，侧模和端模在混凝土强度达到2.5Mpa时方可拆除且不得损坏混凝土棱角及表面。支架、底模在槽身预应力张拉及孔道压浆完后，其强度能安全地承受其自重和外加施工荷载时拆除。

拆除的顺序：侧模先拆除槽身两端部分，然后从两端向中间拆除；底模先拆除每跨中间部分，然后由中间向两边(支座处)对称拆除，使槽身逐渐受力。

三、主要施工技术措施

3.1槽体抗渗防裂施工技术措施

槽体采用C50混凝土，混凝土抗渗等级W6，抗冻等级为F150，属高强、高性能混凝土，为确保槽身施工质量，应采取以下措施：

1、采用低热高性能混凝土、优化混凝土配合比

2、降低混凝土入模温度

3、混凝土浇筑合理分层

采取确保混凝土浇筑施工强度、控制分层浇筑厚度等必要措施，防止施工冷缝。

4、混凝土浇筑时分层减水，到顶部时采取二次振捣。

5、尽量减少使用贯穿性的对拉螺杆

拉杆中间设遇水膨胀止水环，拉杆两端设外表带螺纹的锥形套。

3.2施工缝处理处理

槽身水平施工缝留置成凹槽，将自粘性制品型(PZ)遇水膨胀橡胶止水条顺缝捕开、捺平。其主要操作特点是摆放成线、间段固定、浇前湿润、浇筑覆盖。

结束语：

通过此方案的实施，工程质量经竣工验收均符合设计及相关规范要求，且质量评定优良；尤其是槽身间止水的安设，完工后无任何渗漏水现象发生，受到业界一致好评。因渡槽规模、型式有别，为此我们还需在日常的工作和学习中进一步深入地了解和研究，为企业提质增效。

参考文献：

[1]谢玉立《大流量大跨度预应力渡槽支架法现浇施工技术》，水利建设与管理

[2]高建新、王龙欣、王姗姗《南水北调大型渡槽施工质量控制》，河南水利与南水北调