蘇冠仁

（廣東順?biāo)こ探ㄔO(shè)監(jiān)理有限公司，廣東 佛山 528300）

0 引言

南水北調(diào)中線一期工程總干渠Z施工標(biāo)段，位于寶豐縣境內(nèi)，起點(diǎn)位于平頂山市魯山縣辛集鄉(xiāng)馬莊東500 m 附近，終點(diǎn)位于寶豐編組站北側(cè)約100 m處。樁號(hào)：SH（3）19+707～SH（3）25+759.6，全長(zhǎng)約6.05 km。此工程主要為平頂山及以北地區(qū)城市生活、工業(yè)用水輸送優(yōu)質(zhì)水源。某一灌渠渡槽工程是Z施工標(biāo)段主體工程項(xiàng)目渠渠交叉建筑物工程內(nèi)容之一。結(jié)合此渡槽工程施工實(shí)踐，分析研究渡槽施工技術(shù)基本內(nèi)容具有重要的工程建設(shè)實(shí)踐意義。

1 工程概況

此渠是以昭平臺(tái)水庫為水源的灌溉渠道，引水流量1.70 m3/s。此灌渠渡槽軸線與南水北調(diào)一期總干渠軸線正交，交叉點(diǎn)總干渠設(shè)計(jì)樁號(hào)SH（3）23+776.5，大地坐標(biāo)X＝3 746 993.427，Y＝502 973.603。此灌渠渡槽總長(zhǎng)237 m，其中進(jìn)口段30 m，槽身段100 m，出口段（含連接渠）107 m。槽身段采用C50預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)為5跨結(jié)構(gòu)，除中跨跨徑為24 m外，其余跨徑19 m，槽身凈高1.40 m，凈寬1.50 m。支承槽身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為獨(dú)立樁墩，基礎(chǔ)為單樁樁基，墩樁直徑設(shè)計(jì)為1.20 m，邊樁、坡樁及中樁高度分別為11、15和18 m，樁基混凝土均為C25。此渡槽槽身均為簡(jiǎn)支預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，鋼絞線束采用Φs15.20 mm 高強(qiáng)低松弛鋼絞線，抗拉強(qiáng)度1 860 MPa，張拉控制應(yīng)力σcon=0.75fpk=1 395 MPa；預(yù)制槽身混凝土要求養(yǎng)護(hù)齡期不小于14 d，截面應(yīng)力強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%時(shí)，即可開始張拉預(yù)應(yīng)力鋼束；鋼束采用兩端對(duì)稱張拉；鋼絞線束張拉過程中實(shí)施雙向控制；張拉順序以施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)為準(zhǔn)。貫穿鋼絞線束時(shí)必須保證各鋼絞線間始終相互平行。

2 渡槽灌注樁施工

此灌渠渡槽樁基采用沖擊鉆成孔。先安裝GJF-20型沖擊鉆機(jī)，進(jìn)行灌注樁施工；現(xiàn)場(chǎng)制作鋼筋籠，人工配合25 t吊車安裝；在拌和站集中拌制混凝土，采用9 m3混凝土罐車水平運(yùn)輸，水下混凝土灌注。在鉆孔過程中，隨時(shí)檢測(cè)泥漿比重、樁深、樁徑、樁位；鉆至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高時(shí)，檢查孔徑、孔深、孔傾斜度，符合要求后進(jìn)行清孔。自檢合格后通知監(jiān)理檢查驗(yàn)收，安裝鋼筋籠，再次進(jìn)行洗孔，清至樁底沉淀層厚度符合要求后，下放導(dǎo)管距離樁底40 cm。采用25 t汽車吊、料斗，導(dǎo)管法進(jìn)行水下混凝土澆筑。樁基澆筑施工采取連續(xù)作業(yè)。

3 槽身混凝土施工

在現(xiàn)場(chǎng)就近布置預(yù)制場(chǎng)地，一次性臺(tái)座底模進(jìn)行預(yù)制、張拉、灌漿，預(yù)制用16 t汽車吊配合完成。槽身采用汽車吊抬吊就位安裝，吊裝設(shè)備配置情況是：1輛260 t與1輛130 t、1輛100 t吊車抬吊共3輛汽車吊；運(yùn)輸車為480馬力拖車2臺(tái)，一次在預(yù)制場(chǎng)裝一片；鋼絲線繩6×37+1，鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度為155 kg/mm，直徑56 mm，繩長(zhǎng)12 m，4根。

開始張拉施工前檢查孔道和錨墊板，合格后安裝預(yù)應(yīng)力鋼束，安裝時(shí)，將一孔內(nèi)全部預(yù)應(yīng)力筋編號(hào)整體編束后穿入孔道內(nèi)，安裝錨具，混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，按照監(jiān)理審批的渡槽張拉方案進(jìn)行張拉，張拉后進(jìn)行孔道灌漿。切割預(yù)留的工作鋼絞線，預(yù)留3 cm，用環(huán)氧砂漿封錨。

4 預(yù)應(yīng)力管道安裝施工

預(yù)應(yīng)力管道采用金屬波紋管。在底、側(cè)板鋼筋綁扎成形后，應(yīng)按預(yù)應(yīng)力鋼絞線束坐標(biāo)準(zhǔn)確確定預(yù)應(yīng)力金屬波紋管道位置。預(yù)留管道各截面均隔定位網(wǎng)，焊接在專用卡具上，定位網(wǎng)要與馬凳筋及箍筋綁扎牢固，將定位網(wǎng)片按編號(hào)與設(shè)計(jì)位置綁扎好，且與渡槽鋼筋綁扎同時(shí)，定位網(wǎng)每0.50 m設(shè)置一個(gè)，用寬膠帶包纏管道接頭以防止漏漿。澆筑混凝土前應(yīng)再次檢查管道是否有損傷，預(yù)應(yīng)力管道安裝施工時(shí)需要注意的是：現(xiàn)澆槽身的預(yù)應(yīng)力鋼絞線必須在澆筑混凝土前安裝到位，同時(shí)注意鋼絞線外露長(zhǎng)度必須滿足設(shè)計(jì)要求。

5 鋼絞線安裝

5.1 安裝步驟

①綁扎槽身普通鋼筋及端肋鋼筋。②安裝鋼絞線、波紋管的定位托架。③安裝鋼絞線束和波紋管。④安裝內(nèi)層普通鋼筋及錨具槽模板。⑤鋼絞線束的準(zhǔn)確測(cè)量定位。⑥普通鋼筋、鋼絞線束的檢查和驗(yàn)收。⑦架設(shè)內(nèi)模。⑧鋼模的整體檢查和驗(yàn)收。

5.2 注意事項(xiàng)

①鋼絞線的下料長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)錨具設(shè)備及錨固尺寸要求確定，下料長(zhǎng)度的誤差不應(yīng)大于+50～-0 mm。②安裝預(yù)應(yīng)力鋼絞線束前，槽身每一澆筑段內(nèi)，應(yīng)用專用儀器測(cè)量鋼絞線（束）不少于5束、波紋管托架的位置保持正確，偏差不大于10 mm。③波紋管正確安裝之后，就要精準(zhǔn)檢查波紋管的位置要符合設(shè)計(jì)要求，而且要固定牢靠，且端部擴(kuò)大頭中心一定要與波紋管同心，端部鋼墊板是否垂直于孔道中心線，接頭是否密封，管壁有無破損等，若有破損，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。④安裝鋼絞線束必須滿足設(shè)計(jì)要求，整束外觀應(yīng)順直無旁彎、無扭曲，切口無松散。⑤預(yù)應(yīng)力鋼絞線（束）在鋼模板內(nèi)安裝就位后，其附近不宜電焊等高溫作業(yè)，必要時(shí)須采取防護(hù)措施確保波紋管不受損壞。⑥安裝預(yù)應(yīng)力鋼絞線（束）經(jīng)檢查合格后，進(jìn)行下一道施工工序。

6 張拉施工

6.1 預(yù)應(yīng)力鋼絞線束張拉前的基本準(zhǔn)備內(nèi)容

①準(zhǔn)備油泵和千斤頂設(shè)備。預(yù)應(yīng)力鋼絞線束在張拉作業(yè)開始前一個(gè)月內(nèi)，油泵和千斤頂經(jīng)具備專業(yè)資格的計(jì)量機(jī)構(gòu)配套標(biāo)定，按標(biāo)定編號(hào)配套使用，繪出“油泵壓力表讀數(shù)P～千斤頂張拉力T”對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線，且“P～T”曲線至少每個(gè)月校驗(yàn)一次。②準(zhǔn)備器材。按照每一跨槽段所需的數(shù)量開列清單，將工作夾片、錨板、夾板、橡膠板以及其他必備的材料及工具全部準(zhǔn)備好。③注重錨板、夾片安裝。先將錨板擦拭安裝到鋼絞線束張拉端上，再將夾片擦拭并在外錐面涂以防腐油脂后裝進(jìn)錐孔內(nèi)，然后以夾片專用錘將夾片打緊。④夾具安裝檢查。每一槽段的錨具安裝結(jié)束后，應(yīng)認(rèn)真檢查以確保夾片安裝齊平并已打緊，且夾片沒有少裝或漏裝。正確安裝錨具避免可能導(dǎo)致鋼絞線束或部分鋼絲受力不均勻，部分鋼絲被拉斷，以致造成整束鋼絞線超載事故。⑤安裝千斤頂。按照操作規(guī)程的要求安裝限位板、工具錨板和千斤頂。應(yīng)使千斤頂?shù)膹埨ψ饔镁€與預(yù)應(yīng)力筋的軸線重合，以保證鋼絞線束受力均勻。與千斤頂連接的油泵必須經(jīng)過配套標(biāo)定。

6.2 張拉前控制應(yīng)力分級(jí)計(jì)算

根據(jù)設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)鋼絞線束，進(jìn)行分級(jí)應(yīng)力計(jì)算。

6.2.1 設(shè)計(jì)要求

鋼束抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1 860 MPa，張拉控制應(yīng)力1 395 MPa；混凝土試塊養(yǎng)護(hù)齡期不少于14 d，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)等級(jí)的100%時(shí)可張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。張拉順序N1→N2，橫槽向?qū)ΨQ均勻張拉，穿束時(shí)，必須保證各鋼絞線之間相互平行。

6.2.2 控制應(yīng)力計(jì)算

設(shè)計(jì)要求鋼絞線控制應(yīng)力為1 395 MPa，單根張拉力F=控制應(yīng)力σcon（1 395 MPa）×截面面積S（7Φ50）=1 395×140=195.30 kN。

則各種根數(shù)鋼絞線束控制應(yīng)力為：5 根976.50 kN ，6 根1 171.80 kN，7根1 367.10 kN。

各種根數(shù)鋼絞線束分級(jí)控制應(yīng)力見表1。

表1 各種根數(shù)鋼絞線束分級(jí)控制應(yīng)力表 單位：kN

6.2.3 控制應(yīng)力對(duì)應(yīng)1#千斤頂壓力表讀數(shù)計(jì)算

1#千斤頂回歸方程：P=0.02635F+0.74。根據(jù)千斤頂檢測(cè)曲線確定壓力表讀數(shù)，見表2。

表2 根據(jù)千斤頂檢測(cè)曲線確定分級(jí)壓力表讀數(shù)表 單位：MPa

6.2.4 控制應(yīng)力對(duì)應(yīng)2#千斤頂壓力表讀數(shù)計(jì)算

2#千斤頂回歸方程：P=0.02747F-0.56。根據(jù)千斤頂檢測(cè)曲線確定壓力表讀數(shù)，見表3。

表3 根據(jù)千斤頂檢測(cè)曲線確定壓力表讀數(shù)表 單位：MPa

6.2.5 引伸量控制

不同長(zhǎng)度槽身單端理論引伸量控制，見表4。

表4 不同長(zhǎng)度槽身單端理論引伸量控制表

6.3 張拉施工工藝

①渡槽槽身預(yù)應(yīng)力張拉。首先搭設(shè)支撐架，懸掛好千斤頂。為達(dá)到管道兩端對(duì)稱均勻張拉，每端各安裝一臺(tái)千斤頂；其次按事先確定的穿孔編號(hào)，準(zhǔn)確把鋼絞線束穿入工作錨相對(duì)應(yīng)的孔中安裝上夾片；最后依次完成限位板、千斤頂及工具錨的安裝。②張拉分級(jí)。施工圖紙要求鋼絞線為低松弛鋼絞線，根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》不需要超張。為了保證張拉工作的安全，分三級(jí)張拉。即：0→0.1σcon（初應(yīng)力）→0.35σcon→0.70σcon→1.0σcon（持荷5 min）。③張拉加、卸載均應(yīng)緩慢、平穩(wěn)及勻速，加載速率≤0.1σcon/min，卸載速率≤0.2σcon/min。④預(yù)應(yīng)力筋張拉過程中每級(jí)加載后量測(cè)其伸長(zhǎng)值，鎖定后量測(cè)預(yù)應(yīng)力筋回縮量和滑移量并記錄，做好錨具密封前復(fù)測(cè)回縮量變化值的標(biāo)記。

6.4 錨具密封

完成預(yù)應(yīng)力張拉經(jīng)驗(yàn)收合格后，保留30 mm預(yù)應(yīng)力筋，將其余部分切除。將錨具及外露的預(yù)應(yīng)力筋用環(huán)氧砂漿密封。

7 灌漿施工

預(yù)應(yīng)力終張拉完成經(jīng)驗(yàn)收合格后，在48 h 內(nèi)進(jìn)行管道真空輔助灌漿施工。①施工前先察看管道內(nèi)是否有積水和雜物，若有則用高壓空氣清除。管道內(nèi)油污等漬污垢，應(yīng)用無腐蝕性的中性洗滌劑或皂液加水稀釋后沖洗。隨后使用不含油的壓縮空氣將管道內(nèi)的所有積水吹干。②活塞式壓漿泵，采用真空輔助灌漿工藝，一端灌漿，另一端設(shè)排氣孔抽真空。③灌漿施工保持緩慢、均勻。灌漿前將排氣孔關(guān)閉，抽真空，孔內(nèi)大氣壓保持-0.08～-0.10 MPa。漿液充滿管道后將排氣孔依次放開，直至排氣孔排出規(guī)定稠度的漿液時(shí)關(guān)閉排氣孔，之后繼續(xù)加壓至0.50～0.60 MPa，持續(xù)5 min 后將灌漿孔用木塞堵住。④灌漿過程中及灌漿后3 d 內(nèi)，結(jié)構(gòu)及環(huán)境溫度不小于5℃。灌漿時(shí)漿液溫度10℃～25℃，當(dāng)氣溫大于35℃時(shí)，灌漿在夜間進(jìn)行。⑤灌漿結(jié)束24 h 后，檢查灌漿質(zhì)量，檢查進(jìn)漿口、出漿口灌漿飽滿程度；若漿體不飽滿，需采取必要措施補(bǔ)充灌漿。

8 結(jié)語

綜上所述，圍繞此灌渠渡槽工程施工實(shí)踐，深入分析研究渡槽施工技術(shù)要點(diǎn)和施工工藝特點(diǎn)，總結(jié)梳理渡槽施工技術(shù)實(shí)踐的寶貴經(jīng)驗(yàn)，為類似工程施工提供參考借鑒。