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(水利部丹江口水利樞紐管理局建設(shè)監(jiān)理中心， 湖北 十堰 442700)

1 工程概況

雙洎河渡槽是南水北調(diào)中線一期工程總干渠大型跨河建筑物之一，位于河南省新鄭市境內(nèi)，是南水北調(diào)陶岔至黃河南段的大型跨河建筑物。全長(zhǎng)1.8494km，其中梁式渡槽段長(zhǎng)600m，兩榀4槽，上部槽身為矩形三向預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，兩槽一聯(lián)，每?jī)刹壑С杏谝粋€(gè)下部結(jié)構(gòu)上。單跨跨徑30m，共20跨。單槽凈寬7m，凈高7.9m；跨中斷面邊墻厚60cm，端部斷面邊墻加厚至80cm，中墻厚75cm；跨中斷面底板厚65cm，端部斷面底板加厚至100cm；槽頂每間隔2.5m設(shè)0.45m×0.45m拉桿。下部支承結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土空心墩、灌注樁。

渡槽自重2500t(其中混凝土重2300t)，施工縱坡±5‰。技術(shù)要求高，施工難度大。施工中采用DZ30/2500矩形槽移動(dòng)模架進(jìn)行施工。渡槽斷面如下頁(yè)圖1所示。

圖1 渡槽斷面

2 渡槽移動(dòng)模架施工方案概述

2.1 造槽機(jī)結(jié)構(gòu)

雙洎河渡槽槽身采用兩套DZ30/2500矩形槽移動(dòng)模架(造槽機(jī))法施工，造槽機(jī)總重約1660t，長(zhǎng)63.21m，寬25m，高15.39m，逐跨現(xiàn)澆跨度30m(直線正交渡槽)。造槽機(jī)由外梁系統(tǒng)、外模系統(tǒng)、內(nèi)梁系統(tǒng)、內(nèi)模系統(tǒng)、電控系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)六大部分組成。移動(dòng)模架總體結(jié)構(gòu)及斷面如圖2所示。

圖2 渡槽總體結(jié)構(gòu)及斷面

2.1.1 外梁系統(tǒng)

外主梁采用箱形組合梁形式。為雙梁形式，雙梁中心距9.5m，雙梁之間通過(guò)兩組端聯(lián)系梁及8組中間聯(lián)系梁、16組挑梁形成整體。外主梁為造槽機(jī)的主要承重結(jié)構(gòu)，澆筑狀態(tài)通過(guò)3、4號(hào)支腿將荷載分別傳遞至澆筑跨前后方墩頂。外模系統(tǒng)懸掛在外主梁外側(cè)。

2.1.2 外模系統(tǒng)

外模系統(tǒng)主要包括：外肋、側(cè)模、底模橫梁、底模、端模、頂拉桿、底模啟閉油缸、外模橫移油缸等。外模系統(tǒng)總重約365t。

外模系統(tǒng)直接承受混凝土自重及混凝土所產(chǎn)生的側(cè)壓力。外模板由面板與型鋼組焊制成，面板厚8mm。

2.1.3 內(nèi)梁系統(tǒng)

內(nèi)梁系統(tǒng)共兩套，每套均由內(nèi)主梁、內(nèi)梁行走支腿、內(nèi)梁兩端的支架、平臺(tái)通道等組成。1套內(nèi)梁系統(tǒng)總重約70t，兩套合計(jì)約140t。

內(nèi)梁系統(tǒng)主要承受內(nèi)模系統(tǒng)的自重以及澆筑混凝土過(guò)程中混凝土產(chǎn)生的側(cè)壓力。

內(nèi)梁為桁架結(jié)構(gòu)，共分3節(jié)，節(jié)間螺栓法蘭連接，全長(zhǎng)30m。內(nèi)梁高3m，寬2.4m，上下弦桿為槽36對(duì)扣組焊而成，側(cè)面設(shè)有內(nèi)模安裝耳座。

2.1.4 內(nèi)模系統(tǒng)

內(nèi)模系統(tǒng)共兩套，每套均由內(nèi)模、撐桿、橫擔(dān)、油缸等部分組成。面板厚度8mm，主肋角鋼為160mm×100mm×10mm，間距400mm。1套內(nèi)模系統(tǒng)總重約160t，兩套合計(jì)約320t。

內(nèi)模系統(tǒng)直接承受澆注混凝土過(guò)程中混凝土產(chǎn)生的側(cè)壓力，并保持渡槽內(nèi)腔的尺寸。

在內(nèi)模底部斜角區(qū)段沿線每間隔一定的距離均開(kāi)有下料口及透氣口，并配有封堵模板。

2.2 移動(dòng)模架現(xiàn)場(chǎng)安裝

根據(jù)移動(dòng)模架結(jié)構(gòu)重量大、外形尺寸長(zhǎng)、設(shè)備自身高度高等特點(diǎn)及地形條件，造槽機(jī)在原位進(jìn)行拼裝(21號(hào)～19號(hào)墩之間)就位。拼裝采用支架法，四組支架，21號(hào)墩和20號(hào)墩之間用3組，20號(hào)和19號(hào)墩之間用1組，每組支架都有貝雷片組合成門(mén)架結(jié)構(gòu)，各個(gè)門(mén)架之間用貝雷架做縱梁連接為一個(gè)整體框架，門(mén)架下部基礎(chǔ)采用水泥塊作為支撐。

設(shè)備拼裝順序如下：拼裝區(qū)地基處理、基礎(chǔ)制作→安裝貝雷架→安裝主梁及支腿→安裝挑梁、電氣及液壓系統(tǒng)→安裝吊掛外肋→安裝模板→模板預(yù)壓及安裝附屬結(jié)構(gòu)。

內(nèi)模拼裝在預(yù)壓卸荷時(shí)開(kāi)始拼裝，拼裝內(nèi)模主梁及支腿→安裝橫向調(diào)整裝置→安裝模板→安裝電氣液壓系統(tǒng)→安裝附屬結(jié)構(gòu)→整機(jī)調(diào)試。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)空載及堆載試驗(yàn)

2.3.1 空載試驗(yàn)

空載試驗(yàn)?zāi)康?，是?yàn)證DZ30/2500矩形移動(dòng)模架的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量，以確保設(shè)備在下階段的使用、運(yùn)行中保證質(zhì)量及施工安全，主要完成以下動(dòng)作：

a.拉線測(cè)量?jī)筛淞很壍紫鄬?duì)高差；操作外梁主支腿油缸，使外梁攜帶外?；就巾斏?50mm。停15min，再拉線測(cè)量主梁的相對(duì)下沉量。然后分三次基本同步下落。

b.外肋攜帶外模開(kāi)啟、閉合，確認(rèn)外肋轉(zhuǎn)鉸同軸不卡滯。

c.以上操作中，同步檢查電、液、機(jī)部分是否正常，記錄油壓表的讀數(shù)。

d.檢查模架的平穩(wěn)性、側(cè)向穩(wěn)定性，檢查底模及與側(cè)模的開(kāi)合對(duì)接可靠，模板接合處間隙是否符合要求。

e.上述試驗(yàn)完成后，對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，要求機(jī)構(gòu)或構(gòu)件沒(méi)有損壞，連接處沒(méi)有出現(xiàn)松動(dòng)或損壞。

2.3.2 沙袋堆載試驗(yàn)

沙袋堆載試驗(yàn)?zāi)康氖钦莆宅F(xiàn)澆矩形渡槽施工過(guò)程中以及施工完成后移動(dòng)模架的撓度和剛度，在現(xiàn)澆矩形渡槽施工前進(jìn)行堆載模擬試驗(yàn)。根據(jù)雙洎河渡槽施工情況，選用袋裝砂模擬施工混凝土澆筑過(guò)程中的荷載進(jìn)行，除去墩頂散模承載的梁端重量后，施工總荷載為1954.72t。根據(jù)鐵路《橋涵工程施工安全技術(shù)規(guī)程》(TB 10303—2009)規(guī)定，首次拼裝的移動(dòng)模架需要采用不小于1.2倍的施工總荷載進(jìn)行預(yù)壓，因此，預(yù)壓總荷載為1954.72t×1.2=2345.66t。堆載時(shí)按2346t計(jì)算。

堆載試驗(yàn)在加載及卸載過(guò)程中，均采用分級(jí)加載(卸載)，加載時(shí)分級(jí)：0%→40%(靜停1h)→80%(靜停1h)→100%(靜停1天)→120%(靜停2h)；卸載時(shí)分級(jí)：120%→100%(靜停1h)→80%(靜停1h)→40%(靜停1h)→0%。

各項(xiàng)測(cè)量成果表明，在沙袋堆載預(yù)壓過(guò)程中，移動(dòng)模架的彈性變形值在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)，與理論值比較接近；經(jīng)過(guò)預(yù)壓基本消除了模架的非彈性變形，驗(yàn)證了移動(dòng)模架外模的強(qiáng)度，檢驗(yàn)了設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量，證明移動(dòng)模架外模系統(tǒng)安全可靠，DZ30/2500矩形槽移動(dòng)模架可投入施工使用。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 施工技術(shù)

雙洎河渡槽是目前國(guó)內(nèi)外工程中單跨重量最大的薄壁槽身結(jié)構(gòu)，因單榀槽身安裝需鋼筋152t，橫向、豎向、縱向三個(gè)方向的預(yù)應(yīng)力鋼絞線束共569束，安全監(jiān)測(cè)儀器109支(鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)、無(wú)應(yīng)力計(jì))，導(dǎo)致混凝土澆筑時(shí)振搗難度大，為此，監(jiān)理單位組織施工單位全方面研究混凝土澆筑方案，采用拖泵與汽車(chē)泵相結(jié)合方式入倉(cāng)，振搗采用附著式振搗器與插入式振搗器相結(jié)合方式，并在倒角處開(kāi)設(shè)小窗口，混凝土入倉(cāng)后先平倉(cāng)后振搗，振搗時(shí)進(jìn)行跟蹤檢查，確保倒角處混凝土澆筑飽滿且振搗密實(shí)，加強(qiáng)混凝土澆筑過(guò)程控制，避免欠振、過(guò)振，保證混凝土澆筑質(zhì)量。

3.2 施工安全保障

雙洎河渡槽工程造槽機(jī)是南水北調(diào)工程及國(guó)內(nèi)水利工程中單跨重量最重的造槽機(jī)，在施工過(guò)程中，沒(méi)有已成熟的方案可供參考，在造槽機(jī)安裝的整個(gè)過(guò)程中，均屬高空作業(yè)，大型汽車(chē)吊連續(xù)作業(yè)，施工安全難以保證。為此，施工中，監(jiān)理部應(yīng)設(shè)專職安全監(jiān)理師，巡視施工現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)糾正違規(guī)操作及違章作業(yè)，杜絕違章指揮，及時(shí)排查各類安全隱患，為保證造槽機(jī)安全施工提供保障。

澆筑過(guò)程用電量非常大，為保證供電持續(xù)，動(dòng)力線與照明線分開(kāi)設(shè)置，以避免動(dòng)力線斷電造成照明線不能正常供電，給夜間高空作業(yè)帶來(lái)安全隱患。

3.3 應(yīng)用1∶1模擬試驗(yàn)

雙洎河渡槽采用移動(dòng)模架現(xiàn)澆施工法，施工工藝復(fù)雜，因此對(duì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、影響因素較多的部位進(jìn)行1∶1的模擬澆筑試驗(yàn)；試驗(yàn)槽尺寸6m×3.5m×2m(長(zhǎng)×寬×高)，模擬關(guān)鍵部位為底板與墻體倒角處；試驗(yàn)槽按照1∶1的比例進(jìn)行鋼筋、波紋管的安裝，使用組合鋼模板，采用C50W8F200混凝土澆筑，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證渡槽澆筑手段和設(shè)備的可行性，以及施工工藝是否滿足要求。

混凝土澆筑采用平鋪法，在試驗(yàn)槽上預(yù)留下料孔進(jìn)行混凝土澆筑。先澆筑胚層厚度30cm，控制澆筑時(shí)間盡可能模擬渡槽實(shí)際澆筑情況。混凝土振搗采用φ30軟軸振搗棒，振搗時(shí)間以混凝土不再顯著下沉，并開(kāi)始泛漿時(shí)為準(zhǔn)，漏搗時(shí)振動(dòng)器應(yīng)插入上層澆筑混凝土內(nèi)5cm左右，且振搗器應(yīng)快插慢拔，同時(shí)需避免振搗器直接撞擊鋼筋、模板及波紋管等預(yù)埋件，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間，避免振搗過(guò)度而出現(xiàn)振搗性離析的情況。

4 技術(shù)與經(jīng)濟(jì)方案比較

4.1 移動(dòng)模架與支架法方案對(duì)比

4.1.1 支架法施工的不利因素

a.河漫灘和地質(zhì)不良地段在330m以上，基礎(chǔ)處理有淤泥土方開(kāi)挖、土方回填及基礎(chǔ)面層混凝土澆筑，每一跨支架均要做預(yù)壓檢測(cè)，并且在汛期難以進(jìn)行施工，移動(dòng)模架法基本不受基礎(chǔ)處理和汛期影響，因此，支架法所需施工時(shí)間比移動(dòng)模架時(shí)間要長(zhǎng)。

b.支架法槽身混凝土施工是分層澆筑的，雖然施工縫可認(rèn)真處理，但與移動(dòng)模架一次澆筑完成相比，施工縫仍然可能產(chǎn)生滲漏(滲水點(diǎn))，內(nèi)在、外觀質(zhì)量相對(duì)較差。

4.1.2 移動(dòng)模架施工方案的不利因素

a.移動(dòng)模架從加工制造到安裝和使用，國(guó)內(nèi)沒(méi)有先例，雖然方案要經(jīng)過(guò)論證，設(shè)計(jì)要進(jìn)行評(píng)審以及移動(dòng)模架安裝后要進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)和驗(yàn)收等，但在實(shí)際使用過(guò)程中還有可能遇到一些問(wèn)題，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

b.移動(dòng)模架是為本工程量身定做的，是一次性施工設(shè)備，租賃和安裝及拆除所發(fā)生的費(fèi)用較高。

4.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

根據(jù)合同文件及移動(dòng)模架設(shè)備資金合同等，移動(dòng)模架法比支架法費(fèi)用多約3527.63萬(wàn)元，從經(jīng)濟(jì)方面所需費(fèi)用要高于支架法費(fèi)用。

5 結(jié) 語(yǔ)

雙洎河渡槽采用DZ30/2500移動(dòng)模架法施工，模架總重約1600t，渡槽自重約2500t，是目前國(guó)內(nèi)外單跨最重的移動(dòng)模架。該技術(shù)在渡槽施工中首次應(yīng)用表明其在施工安全、度汛、施工進(jìn)度等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，為確保2013年底完成主體工程、2014年汛后南水北調(diào)中線全線通水創(chuàng)造了有利條件。同時(shí)，該技術(shù)加快了工期，保證了施工質(zhì)量，產(chǎn)生了顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

1 中南大學(xué)土木工程檢測(cè)中心. 南水北調(diào)工程雙洎河渡槽工程DZ30/2500型移動(dòng)模架過(guò)孔檢算報(bào)告[R].

2 曾金鴻,賈志營(yíng),李英才.邁步式移動(dòng)模架在渡槽施工中的應(yīng)用[J].人民長(zhǎng)江,2008,35(08):54-57.

3 項(xiàng)貽強(qiáng),張少錦,等.移動(dòng)模架施工技術(shù)的應(yīng)用與研究創(chuàng)新[J].中外公路,2008(2):52-56.