林 偉 明， 田 燕 龍 ， 邵 鵬 展， 趙 云 龍

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 概 述

龍門埡渡槽進(jìn)口位于金堂縣白果鎮(zhèn)羅盤村22組，出口位于金堂縣白果鎮(zhèn)羅盤村9組，設(shè)計(jì)流量為22 m3/s，全長(zhǎng)502 m(樁號(hào)：一35+886.75～一36+388.75)。該段渡槽由簡(jiǎn)支梁式渡槽和拱式渡槽組成，共計(jì)57跨，其中26跨為單跨長(zhǎng)5 m的拱上“U”型槽身，31跨為單跨長(zhǎng)12 m的“U”型槽身。

單跨拱式渡槽長(zhǎng)65 m，由下部拱座(拱墩)、肋拱拱圈、拱圈上部排架、拱圈上部槽身(單跨槽身長(zhǎng)5 m)組成。

由招標(biāo)階段提供的地質(zhì)資料可知：渡槽通過區(qū)無斷裂構(gòu)造，巖層傾角較緩，巖體中構(gòu)造裂隙不發(fā)育，無崩塌、滑坡等不良地質(zhì)體，物理地質(zhì)現(xiàn)象主要為巖石風(fēng)化作用。強(qiáng)風(fēng)化帶厚1～6 m，弱風(fēng)化帶的厚度為5～7 m。各渠道渡槽跨侵蝕洼地或小沖溝，洼地或溝底覆蓋層主要為坡洪積黏土，巖性為砂巖和粉砂質(zhì)泥巖，屬軟巖～較軟巖。渡槽所處巖層較平緩，兩岸大多基巖裸露，巖體基本穩(wěn)定。

在實(shí)際施工階段，龍門埡拱式渡槽跨越當(dāng)?shù)毓喔绒r(nóng)田，地下水豐富，覆蓋層大部分為可耕植土，且開挖8 m深后仍未見基巖，地質(zhì)條件發(fā)生了較大變化。設(shè)計(jì)變更后龍門埡1#槽墩由板式基礎(chǔ)+墩身結(jié)構(gòu)改為樁基礎(chǔ)+承臺(tái)+墩身結(jié)構(gòu)，肋拱及以上結(jié)構(gòu)保持不變。

2 施工方案的選擇

拱式渡槽肋拱支撐體系通常采用滿堂腳手架或鋼管柱+貝雷梁+鋼管腳手架結(jié)構(gòu)。筆者綜合對(duì)比分析了以下兩種施工方案。

方案一：滿堂腳手架。

肋拱施工搭設(shè)滿堂腳手架作為施工平臺(tái)?？紤]到施工周期及剩余材料的循環(huán)使用，架管選擇招標(biāo)采購(gòu)?？紤]到肋拱施工需要從兩拱腳向跨中對(duì)稱進(jìn)行澆筑，肋拱拱身以下需要全部搭設(shè)滿堂腳手架。腳手架鋼管的縱、橫排間距為60 cm，能夠滿足上部荷載承重使用要求。每m3鋼管含8.3 m架管。根據(jù)拱身長(zhǎng)度可以計(jì)算出需要φ48.3×3.6 mm鋼管腳手架的[1，2]工程量為25 872 m3，架管共計(jì)重約824.6 t，施工預(yù)算為371.07萬元(腳手架每t按4 500元計(jì)算)。

方案二：鋼管柱+貝雷梁+滿堂腳手架。

拱跨施工采用搭設(shè)鋼管柱(φ630×12)+貝雷梁+鋼管腳手架作為施工平臺(tái)(圖1)，所需材料選擇招標(biāo)采購(gòu)；肋拱施工同樣需要從兩拱腳向跨中對(duì)稱進(jìn)行澆筑。經(jīng)計(jì)算，共計(jì)需要φ630×12 mm鋼管重289.6 t，斜撐(橫撐)I20a工字鋼77.22 t，橫梁I40a/50a工字鋼26.58 t，貝雷片及加強(qiáng)弦桿274.4 t，分配梁I20a工字鋼53.51 t，φ48.3×3.6 mm鋼管腳手架3 746.39 m3，腳手架重量為119.4 t，施工預(yù)算為330.81萬元(工字鋼4 300元/t，貝雷片1 300元/t，鋼管柱6 000元/t)。

綜合對(duì)比分析后得知：滿堂腳手架結(jié)構(gòu)施工預(yù)算大,裝拆不便，搭設(shè)耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，腳手架工程量較大，工期無法保證；鋼管柱+貝雷梁+局部滿堂腳手架施工預(yù)算少，便于拆裝，工程量較小，能夠節(jié)省大量材料且保證工期要求，同時(shí)，鋼筒又能夠在其他渡槽結(jié)構(gòu)循環(huán)利用，節(jié)約成本。

針對(duì)支撐體系基礎(chǔ)優(yōu)化，原設(shè)計(jì)方案中的支撐體系基礎(chǔ)采用條形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，適用于巖石基礎(chǔ)，但在實(shí)際施工過程中地質(zhì)條件發(fā)生了較大的變化，如果不對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，需要下挖13～15 m方能見到基巖，顯然開挖工程量較大，同時(shí)還需大面積增加臨時(shí)用地，且征地手續(xù)繁雜、時(shí)間較長(zhǎng)而影響工期。因此，對(duì)于軟土地基，優(yōu)先采用砂礫石換填(深度為2 m)，可以有效減少開挖量和征地面積，對(duì)其進(jìn)行震動(dòng)碾壓密實(shí)后采用板式基礎(chǔ)替換條形基礎(chǔ)的具體結(jié)構(gòu)尺寸為：原臨時(shí)混凝土墩為條形，尺寸為11 m×6 m×1.5 m(長(zhǎng)×寬×高)，C25混凝土，雙層雙向鋼筋網(wǎng)(φ16、φ20)，共需混凝土792 m3，鋼筋42.28 t，施工預(yù)算為56.3萬元。

優(yōu)化后的臨時(shí)混凝土基礎(chǔ)為A、B兩種結(jié)構(gòu)形式：其中A型臨時(shí)混凝土基礎(chǔ)尺寸為11 m×6 m×1.5 m(肋高0.5 m)(長(zhǎng)×寬×高)，B型臨時(shí)混凝土基礎(chǔ)為18 m×11 m×1.5 m(肋高0.5 m)(長(zhǎng)×寬×高)，具體型式見圖2、3，混凝土標(biāo)號(hào)采用C25，其肋部與基礎(chǔ)連接處設(shè)有剪力筋，需要混凝土704 m3，鋼筋8.65 t，施工預(yù)算32.65萬元(基礎(chǔ)混凝土390元/m3,鋼筋制安6 000元/t)。

3 拱式渡槽臨時(shí)支撐體系的構(gòu)造

臨時(shí)支撐體系由下而上依次由臨時(shí)混凝土基礎(chǔ)、鋼管柱撐架、橫梁、貝雷桁架和滿堂腳手架等組成。

鋼管柱采用φ630×12 mm鋼管，用I20a做平聯(lián)連接和斜撐，5 m設(shè)置一道。鋼管柱豎向采用法蘭盤連接。橫梁采用2I40(拱腳跨采用2I50)，長(zhǎng)度為9 m，按照橋梁中心線對(duì)稱布置。在安裝2I40(2I50)時(shí)必須設(shè)置險(xiǎn)位卡，防止2I40(2I50)側(cè)移和傾覆。 在2I40(2I50)上安裝貝雷片，貝雷片沿橫梁中心線向兩邊對(duì)稱布置，在安裝貝雷片時(shí)需設(shè)置限位裝置，以防止貝雷片滑移[3]。在貝雷片上橫向布設(shè)I20a，間距為60 cm，用U型卡在貝雷片上固定。最后在分配梁上搭設(shè)鋼管腳手架。

圖3 B型臨時(shí)基礎(chǔ)示意圖

4 拱式渡槽臨時(shí)支撐體系的施工

遇軟弱基礎(chǔ)時(shí)，臨時(shí)混凝土基礎(chǔ)施工前先對(duì)需要換填處理的建基面進(jìn)行處理，分層填筑碾壓密實(shí)后再進(jìn)行澆筑；遇到基巖后直接澆筑混凝土基礎(chǔ)。

臨時(shí)基礎(chǔ)模板采用膠合木模板，木模板的拼接要求緊密、穩(wěn)固、平整、拆裝容易、操作方便。模板加固骨架采用φ42鋼管。澆筑混凝土前應(yīng)根據(jù)施工需要預(yù)埋鋼構(gòu)件，預(yù)埋位置必須準(zhǔn)確。

臨時(shí)基礎(chǔ)的剪力鋼筋預(yù)埋和定位嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范及方案圖紙的要求進(jìn)行，臨時(shí)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)的預(yù)埋鋼管柱支座鋼筋的位置必須準(zhǔn)確、牢固。

臨時(shí)基礎(chǔ)混凝土采用泵車入倉(cāng)的方式一次澆筑成型。分層澆筑混凝土?xí)r由人工使用振搗棒振搗密實(shí)，振搗每一層混凝土?xí)r，振搗棒插入下層混凝土10～15 cm[4]，以利于層間結(jié)合?；炷翝仓┕r(shí)需注意預(yù)埋件、鋼筋，避免發(fā)生碰撞、偏移等情況出現(xiàn)?；炷连F(xiàn)澆完成后灑水覆蓋養(yǎng)護(hù)。臨時(shí)墩混凝土達(dá)到強(qiáng)度要求后進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)支架體系的搭設(shè)。

鋼結(jié)構(gòu)支架體系除貝雷梁外均在加工車間提前制作。在鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)制安過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安裝的精度，確保結(jié)構(gòu)安全。所有構(gòu)件加工后均需進(jìn)行試拼裝并保證現(xiàn)場(chǎng)安裝質(zhì)量。

鋼管柱采用φ630×12 mm鋼管，用I20a工字鋼做平聯(lián)連接和斜撐，5 m設(shè)置一道。鋼管立柱安裝時(shí)，首先將第一節(jié)鋼管立柱底部的鋼板直接焊接在基礎(chǔ)預(yù)埋的鋼筋上面，鋼管立柱的接長(zhǎng)采用法蘭盤連接，并用高強(qiáng)螺栓固定。鋼管立柱采用塔吊，人工輔助吊裝到位，每節(jié)鋼管立柱的安裝均采用鉛垂儀檢查垂直度，并且由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員檢查鋼管立柱的法蘭連接及焊接是否滿足要求。橫梁采用2I40(拱腳跨采用2I50),長(zhǎng)度為9 m，按照橋梁中心線對(duì)稱布置。在安裝2I40時(shí)必須設(shè)置險(xiǎn)位卡，防止2I40側(cè)移和傾覆。 在2I40上安裝貝雷片，貝雷片沿橋梁中心線向兩邊對(duì)稱布置，中心間距為180 cm，共計(jì)5組。安裝貝雷片時(shí)必需設(shè)置限位裝置以防止貝雷片滑移。在貝雷片上橫向布設(shè)I20a，間距為60 cm，使用U型卡在貝雷片上固定。最后在分配梁上搭設(shè)鋼管腳手架。

支架體系的搭設(shè)按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行，自下而上，逐級(jí)搭設(shè)。搭設(shè)前需準(zhǔn)確測(cè)量定位，搭設(shè)過程中要嚴(yán)格把關(guān)，控制搭設(shè)質(zhì)量，確保每個(gè)構(gòu)件之間連接到位，以保障支架體系的整體穩(wěn)定性在可控范圍內(nèi)。

5 施工安全防護(hù)措施

由于是高空作業(yè)，施工過程中存在一定的墜落風(fēng)險(xiǎn)。在施工過程中，每位工作人員應(yīng)嚴(yán)格按照要求佩系安全帶且需系帶牢固，高掛低用[5]；除正確佩戴安全帽外，所有工作人員應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)意識(shí)，相互照應(yīng)，嚴(yán)格按操作規(guī)程施工并安排專人監(jiān)護(hù)；施工臨時(shí)用電設(shè)施應(yīng)設(shè)置接地裝置，現(xiàn)場(chǎng)配置專業(yè)電工經(jīng)常檢查用電線路；施工作業(yè)平臺(tái)四周的臨空部位必須設(shè)置連續(xù)封閉的安全防護(hù)欄桿，安全防護(hù)欄桿由橫桿、立桿及擋腳板組成，上橫桿距地面1.5 m，中橫桿距地面0.9 m，下橫桿距地面0.3 m，擋腳板高0.18 m，相鄰兩條立桿間距為2 m，欄桿每隔10 m設(shè)置一對(duì)斜撐(或拉接)，欄桿的任何部位均能承受任何方向1 kN的外力，涂刷紅白相間的安全警示油漆，安全防護(hù)欄桿采取密目式安全網(wǎng)封閉(相鄰密目安全網(wǎng)應(yīng)緊密結(jié)合或重疊)。平臺(tái)下部設(shè)置雙層白色安全橫網(wǎng)(兜網(wǎng))，平臺(tái)外側(cè)設(shè)置白色安全橫網(wǎng)，每隔3 m設(shè)置一支撐桿，支撐桿水平夾角不小于45°，安全橫網(wǎng)外高里底，橫網(wǎng)寬3 m。平臺(tái)預(yù)留人行通道并滿鋪腳手板，腳手板用鐵絲綁扎牢固，不得有探頭板。相鄰兩個(gè)平臺(tái)通過安全梯連接。

6 結(jié) 語

由于移民征地阻工原因，拱式渡槽臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)于6月底之前完成了基礎(chǔ)和鋼管柱搭設(shè)，支撐基礎(chǔ)需經(jīng)過6～9月主汛期考驗(yàn)，且支撐基礎(chǔ)周圍地下水豐富，必須充分考慮臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)周圍的抽排水。軟土基礎(chǔ)(換填碾壓后)若未及時(shí)對(duì)積水和地下侵水抽排，極易引起基礎(chǔ)沉降，致使支撐體系坍塌，同時(shí)，抽排水過程中還應(yīng)考慮對(duì)稱抽排水，以防抽排不均勻而引起沉降，因此，在中墩拱腳四周10 m遠(yuǎn)處布設(shè)了四個(gè)集水井，直徑1 m，深度為3 m，抽水設(shè)備的設(shè)置須超過換填底部高程，以利自動(dòng)抽排水。

龍門埡拱式渡槽于2018年12月13日全部完成兩跨肋拱的施工。實(shí)際施工證明：鋼管柱+貝雷梁+鋼管腳手架臨時(shí)支撐體系施工成本低，搭設(shè)速度快，在滿足安全與質(zhì)量的前提下節(jié)約了施工成本，提高了施工效率，所取得的經(jīng)驗(yàn)可為今后類似工程借鑒。