□張 榮 李書(shū)群 王莉娜

南水北調(diào)中線(xiàn)一期工程總干渠河北省南段跨河渡槽皆為大規(guī)模預(yù)應(yīng)力渡槽，設(shè)計(jì)之初，通過(guò)大量水工模型試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)及有限元分析驗(yàn)證解決了制約結(jié)構(gòu)的諸多重大技術(shù)問(wèn)題。但由于渡槽體型巨大(單跨槽身最大荷載達(dá)100000kN)，混凝土施工分縫多，施工縫處理難度大，目前國(guó)內(nèi)外已建成渡槽施工縫及結(jié)構(gòu)縫漏水成為普遍問(wèn)題，而渡槽一旦通水，放水檢修難度及影響相對(duì)較大，須先期單獨(dú)充水檢驗(yàn)，以防萬(wàn)一。

1.充水試驗(yàn)必要性

一是渡槽為總干渠的串聯(lián)輸水工程，一旦通水，任何部位輸水狀態(tài)的改變都影響其他渠段。通水前采用充水試驗(yàn)方式檢驗(yàn)渡槽工程不同水位下的安全性，可大幅度降低重大安全事故發(fā)生的概率，便于局部問(wèn)題局部解決、提高處理可能發(fā)生緊急事件的靈活性，降低處理難度。二是渡槽采用的結(jié)構(gòu)型式在國(guó)內(nèi)外尚屬首次，無(wú)同等規(guī)模工程實(shí)例，通過(guò)逐級(jí)加載可更安全、有步驟地檢驗(yàn)工程安全性和結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)。三是渡槽與進(jìn)出口連接的各類(lèi)閘室及渠道要從各種地質(zhì)環(huán)境中穿行，容易導(dǎo)致渠道不均勻沉降變形，利用充水試驗(yàn)可以檢查檢驗(yàn)沉降變形的影響，及時(shí)采取工程措施，避免滲漏破壞。四是充水試驗(yàn)是檢驗(yàn)渡槽結(jié)構(gòu)防滲漏及滲控設(shè)施工程質(zhì)量最直接和有效的手段之一。渡槽自身的滲漏及防水性能與渠道滲漏問(wèn)題緊密相關(guān)，直接關(guān)系到工程運(yùn)行效益、社會(huì)影響，甚至部分滲漏問(wèn)題會(huì)關(guān)系到輸水體系能否正常運(yùn)行和工程安全等一系列問(wèn)題，通過(guò)試驗(yàn)可對(duì)上述問(wèn)題實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)檢驗(yàn)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題。五是南水北調(diào)工程運(yùn)行需要參與調(diào)度的金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備、通信設(shè)施要協(xié)調(diào)統(tǒng)一，任何一個(gè)控制設(shè)施的機(jī)械性能、控制系統(tǒng)、通信故障或設(shè)備工作的不協(xié)調(diào)都將在不同方面對(duì)總干渠的安全運(yùn)行造成影響。有必要通過(guò)試驗(yàn)性通水，對(duì)部分工況進(jìn)行帶水聯(lián)調(diào)，實(shí)況檢驗(yàn)總干渠工程控制體系的完整性、協(xié)調(diào)性和可操作性，并檢驗(yàn)操作結(jié)果能否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。六是通過(guò)充水試驗(yàn)采集的安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，能有效反映渡槽的工程質(zhì)量。作為運(yùn)行期監(jiān)控的基礎(chǔ)，對(duì)運(yùn)行期監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行監(jiān)控，適時(shí)發(fā)現(xiàn)工程存在的隱患并及時(shí)處理，可以有效保證工程的輸水安全。

2.試驗(yàn)方案

渡槽充水試驗(yàn)取水時(shí)，可從鄰近水庫(kù)或在河道中開(kāi)挖大口井?dāng)r截地下潛流取水，除午河渡槽外，其余4座渡槽直接伸入河道取水坑取水，出水管伸入渡槽。充水時(shí)，以渡槽槽身段出口處設(shè)計(jì)水位、滿(mǎn)槽水為相應(yīng)充水水位；兩頭封堵結(jié)構(gòu)利用進(jìn)出口檢修閘門(mén)槽，采用輕型無(wú)黏土磚砌體擋水，墻后設(shè)扶壁，迎水面采用砂漿抹面，土工膜防滲體，可同時(shí)滿(mǎn)足三槽充水、兩邊槽、中槽充水條件，且總荷載與閘室滿(mǎn)槽充水相當(dāng)，地基應(yīng)力不均勻系數(shù)小。

渡槽充水過(guò)程按照兩邊槽→中槽順序進(jìn)行，渡槽放水過(guò)程同樣按照兩邊槽→中槽順序進(jìn)行，模擬渡槽運(yùn)行中所有狀態(tài)。

充水過(guò)程。兩邊槽同步充水至設(shè)計(jì)水位→停留72h觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)→將中槽充水至設(shè)計(jì)水位→停留72h觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)→三槽同步充水至加大水位→停留72h觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)→三槽同步充水至滿(mǎn)槽水→停留5天觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)。充水時(shí)槽內(nèi)水位上升速度按每天不大于2.5m控制，充水至設(shè)計(jì)水位按照10級(jí)控制，除第一、第二級(jí)可以連續(xù)充水外，之后各級(jí)應(yīng)進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)。

加載終止。遇以下情況應(yīng)停止充水加載并查明原因：一是渡槽沉降變形超過(guò)設(shè)計(jì)值；二是槽體混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)應(yīng)力異常變化；三是充水期間渡槽出現(xiàn)危害性裂縫。

放水過(guò)程。三槽由滿(mǎn)槽水同步放水至加大水位→停留3h觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)→兩邊槽分5級(jí)同步放水至空槽→停留72h觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)→中槽同步放水至空槽。放水過(guò)程應(yīng)分級(jí)進(jìn)行，每級(jí)卸載量取加載時(shí)分級(jí)荷載的2倍，逐級(jí)等量放水，槽內(nèi)水位放水至加大水位后按照5級(jí)控制，每級(jí)應(yīng)進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)。

3.應(yīng)急措施

渡槽充水加載試驗(yàn)可能出現(xiàn)的突發(fā)事件主要為噴射性漏水、渡槽充水期間的異常開(kāi)裂、墩基沉降過(guò)大和不均勻沉降造成槽體扭曲變形等。根據(jù)事件的性質(zhì)、嚴(yán)重程度以及短期能否修復(fù)，從而采取相應(yīng)的應(yīng)急調(diào)度措施。一是在充水過(guò)程中，由于對(duì)一些水力參數(shù)和其他參數(shù)評(píng)估偏差，引起水位超出警戒水位甚至漫頂，應(yīng)及時(shí)停止充水并啟用排水閥排出富余水量，化解險(xiǎn)情。二是充水過(guò)程中，止水、螺栓孔等部位出現(xiàn)噴射性漏水時(shí)，應(yīng)停止充水，按照排水原則同步排水至射水點(diǎn)以下，封堵處理后再繼續(xù)充水過(guò)程。三是渡槽充水期間產(chǎn)生異常裂縫時(shí)，應(yīng)停止充水，報(bào)告會(huì)診后確定是否繼續(xù)充水。四是充水過(guò)程和觀測(cè)期間發(fā)生墩基沉降過(guò)大和不均勻沉降造成槽體扭曲變形時(shí)，應(yīng)停止充水，按照排水原則同步排空渡槽，報(bào)告會(huì)診后確定是否繼續(xù)充水。