南水北调大型渡槽现浇施工技术

【摘要】南水北调中线干线漕河渡槽是目前国内已建成的最大规模的三向预应力现浇架空渡槽，根据中线干线工程规划，在建大型渡槽还有多座。本文以漕河渡槽为例，着重介绍渡槽现浇法施工技术，可供同类工程借鉴。

【关键词】：三向预应力大型渡槽；整体浇筑；施工技术

Abstract: The Caohe River aqueduct in the main line of the central line of South-North Water Transfer is the domestic largest three-dimension prestressing cast-in-situ elevated aqueduct that has been built at present.According to the planning of main line project in the central line, there are many large aqueducts to be constructed. Taking the Caohe River aqueduct as an example, this paper introduces the construction technology of cast-in-situ aqueduct on focus, providing reference for similar projects.

Key words: largest three-dimension prestressing aqueduct；overall pouring；construction technology

渡槽是调水工程中较常见的大型水工建筑物，其下部结构多为钢筋混凝土板式基础、孔桩排架基础或重力空心墩基础。槽身支承结构有肋拱，板梁式等型式，槽壳断面有矩形、U型、施工方法根据渡槽的型式，尺寸、构件重量、吊装设备、地形和自然条件，施工队伍素质以及施工进度等条件而定，一般多采用预制吊装与现浇结合或整体现浇法施工。本文着重介绍南水北调中线干线大流量、大吨位渡槽整体现浇法施工技术。

工程概述

南水北调中线工程全长1273km，年调水规模130亿m3。漕河渡槽是中线干线京石段应急供水工程的重要组成部分，是应急段的工期控制性工程。该渡槽为30m跨三联槽多侧墙连续简支三维预应力砼结构，单跨自重约3400t，设计流量为125m3/s，加大流量为150m3/s，总长1230m。槽身底纵坡1/3900，下部结构为空心重力墩，基础为桩基或明挖扩大基础。

2、渡槽基础工程施工

2.1孔桩基础施工

渡槽下部大部分为钻孔端承桩基础，每个端承桩下设12根￠150㎝钻孔桩，要求桩端入弱风化岩石50㎝。其单桩设计承载力≥13000KN。

采用冲击钻机钻进成孔，泥浆护壁，抽筒换浆清孔，吊车安放钢筋笼，

直升导管法灌注水下混凝土成桩。

灌注桩施工程序及工艺流程详见图2-1。

2.2 扩大基础开挖

由于地质原因，部分基础采用明挖，明挖基础开挖深度为18～23.5m。采用从上至下分层开挖，按设计要求放坡。当基础开挖建基面满足设计要求后，经验收合格，及时浇灌薄层混凝土封闭，再按施工程序浇筑混凝土板基和墩身。

3、渡槽槽墩施工

3.1、墩身结构特点

墩身高度11.3～16.0m，墩身外坡比为20：1的空心重力墩。壁厚100cm，内隔墙厚70cm，墩两端为半圆结构。内腔空间狭小。

3.2、墩身施工工艺

依据空心重力墩结构对其进行分层施工。

对承台与墩身的交接面，做好施工缝处理。凿成毛面并清洗干净无积水。承台上预先埋设φ28钢筋桩，用于脚手架及模板加固。脚手架搭设完毕后开始进行钢筋绑扎及模板施工，经监理验收后浇筑混凝土。

空心重力墩内外墩头模板均采用定型圆弧模板，外部用钢模，内部用木模。直线段外部采用定型大钢模板，内面及隔墙采用P3015的普通钢模。外部模板用φ14螺栓联接，拉条扁钢过缝固定。钢筋集中加工后运到现场绑扎。高仓位采用溜筒分层对称下料，人工振捣，控制浇筑速度和振捣质量。

4、槽壳施工

4.1 排架施工

4.1.1槽身支撑系统方案的选定

漕河渡槽槽身底部距地面高度在15～18m之间，单跨槽身空载重量约3500t，工程开工之初，进行了活动模架、钢管支撑支撑、四管柱支撑、贝雷架支撑、门型架支撑、碗扣架支撑等多种支撑方案比较，选择了目前技术比较成熟的满堂扣件式钢管支撑体系。

4.1.2槽身支撑系统的设计

根据渡槽结构型式和施工荷载对支撑体系进行设计，设计依据为①《建筑结构荷载规范》GB50009-2001; ②《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001; ③《建筑施工脚手架实用手册》。

拟定的计算参数：搭设高度按18 m计算，连墙件按3步3跨设置，按同时作业层数N=1考虑。选用扣件式脚手架,材质为Q235， A=4.89cm2、i=1.58cm、fc=180N/mm2

经计算槽身扣件架布置为：

槽板底：柱距900(600)×1200 mm，步距600mm

次梁底：柱距350(300)×1200mm，步距600mm

主梁底：柱距350(300)×600mm，步距600mm

漕河渡槽首浇跨为试验跨（76#跨），采用扣件式支撑体系。在施工过程

中，由于杆件长、节点扣件多、间排距密、作业空间小，且一根杆件需多人组合才能完成，致使工效较低且密集区的扣件因杆件不断升高、受力变化使原已紧固的扣件变松，留下了安全隐患。

经过试验跨施工，对支撑体系进行了设计优化：因槽底板下支撑安全富余量较大，经计算，将步距调整为1200mm；将扣件式支撑体系优化为碗扣式支撑体系，有效地提高了支撑体系施工工效。

4.2、模板施工

渡槽槽身外部结构尺寸为29.96×22×7.9m，单槽过流断面6×5.4m，根据设计施工图以及现场施工环境和施工手段，槽身分两层施工。槽身第一层采用55系列模板，散支散拼的方式，采用人力运输（主要考虑主梁、次梁、板不在同一平面上，且吊车无法拆立，只能靠人力完成）。主梁、次梁砼侧压力由对拉螺栓来承受，板压力由下部承重支撑承受；主梁八字角部分的模板也采用55系列定型钢模板，人力拆立，该部位模板主要解决精确定位和克服砼浮力的问题。边主梁外侧模板由25t汽车吊或50t履带吊配合人工完成拆立。

槽身第二层采用186系列的大块组合定型钢模板，内侧模由运输台车完成模板的纵向移动和定位；边主梁侧模由50t履带吊配合人工来完成拆立。多侧墙砼

最大侧压力按50kN/m2考虑，由穿墙螺栓来承受；为保证渡槽施工进度和墙体模板定位加固问题，三孔内各配设1套运模台车。

钢模运输台车为穿行式结构，与侧面模板相分离，只是在钢模定位、拆模及过跨运输时使用。台车由脱模器进行模板定位及脱模，外力牵引过跨。

外模根据外肋布置分节采用大型吊车配合人工进行装拆,对拉拉条固定。为确保拉条处不渗水，采用套筒螺杆，拆模后进行内外侧封堵。

槽身封头因过缝钢筋及钢绞线较多，采用木模板现场拼装和加固。

4.3、槽壳混凝土浇筑

4.3.1槽身第一仓砼浇筑

砼标号为C50W6F200，强制式搅拌站集中拌制供料，6m3搅拌运输车水平运输，混凝土泵送料入仓，下料时注意对称同步，人工平仓振捣。

开泵前须对混凝土泵进行彻底检查，只有当泵体、机件和泵管等一切正常后方可开泵。泵送前先用海棉球清洗管路，然后泵送适量清水，以湿润管路、

料斗和混凝土缸，再泵送适量与混凝土同配合比的砂浆，在料斗中砂浆未完全泵完、料位于搅拌轴以上时，加入混凝土料开始泵送。混凝土泵送尽量保持连续进行，泵的料斗内经常保持足够的混凝土，以防止吸入空气形成阻塞。泵送过程中，如间歇时间超过45min或当混凝土发生离析时，必须卸掉料斗内的混凝土，立即用压力水清除管内残余的混凝土。泵送开始时的速度要先慢后快，逐步加速，同时观察混凝土泵的压力和系统工作情况，待系统情况正常后，方可按正常速度进行泵送。混凝土浇筑完毕后，拆开水平管与垂直管结合处的管卡，将垂直管内的混凝土料卸掉，然后再灌满水，用卡球将混凝土缸和料斗冲洗干净。混凝土泵操作工必须经培训合格后才能上岗操作。

根据结构，下料布置3台砼泵，每个槽孔1台；泵管固定专人拆装。泵管从槽身端部进入作业面；泵送管末端，采用软管出料。由于砼料为泵送,属大流动度砼,采用平仓法施工，下料从槽身的一端开始向另一端推进布料；使用φ50长软轴振捣器振捣，每层下料厚度50㎝以内并控制浇筑速度。

4.3.2 第二层侧壁砼浇筑

槽顶形成施工平台，布置3台砼泵下料；泵管从槽身端部进入作业面；由于侧墙高度为4.75 m，宽度0.6 m，长度28.86 m，下料浇筑从槽身一端向另一端平铺推进，在立面上按50㎝厚分层上升，每层需砼约11m3；φ50长软轴振捣器振捣，控制浇筑速度。

槽身砼振捣时注意振捣器不能碰击钢绞线、波纹管，收仓后即时洒水养护。为保证混凝土施工质量，尽量减少混凝土表面气泡，需采用二次复振，即在混凝土正常振捣15～30min后再进行一次振捣，以排除混凝土内的气泡，保证混凝土表面光洁度。由于底板面积大，收面质量要求高，可使用抹面机。施工过程中注意对施工缝的处理，防止沿施工缝渗漏。

4.4 槽身预应力施工

漕河渡槽30m跨槽身预应力为无粘结后张法预应力结构。槽身混凝土强度达到设计强度的80％以后方可进行预应力张拉施工。预应力张拉采用分序分阶段大循环同步对称张拉。张拉过程中，采用张拉力和伸长值作为控制指标。在预应力张拉完成，钢绞线张拉力、伸长值均达到设计指标后及时对预应力孔道进行灌浆，灌浆采用真空辅助灌浆。

4.5 槽身温控

C50W6F200槽身高性能泵送混凝土，塌落度大，水泥用量大，水化热大、混凝土早期强度高、墙体结构又很薄，相对刚度小，因此需要特别降低早期混凝土内外温差和温升幅度以及选择合理的早期降温速率和控制后期基础温差。应尽量降低混凝土浇筑温度。

具体温控措施：砂石骨料料仓修建保温棚，混凝土拌合水加冰，混凝土

模板外表面粘贴保温泡沫板，对混凝土仓面搭设遮阳棚进行保温保湿；槽身在主梁、次梁、底板和墙体混凝土中布置循环冷却水管，对槽身两端头进行了挡风处理。通过对槽身混凝土表面保温、内部通冷却水管导热降温，结合混凝土浇筑温度控制，现场浇筑质量得到了有效的控制。