胡艷軍

（中國水利水電第四工程局有限公司南水北調(diào)項目部，河南新鄭 451150）

南水北調(diào)工程是緩解我國北方水資源短缺、加速華北、西北地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重大戰(zhàn)略性工程［1］。南水北調(diào)工程設(shè)計為西線、中線和東線3條調(diào)水線路，分別從長江上、中、下游調(diào)水［3］;中線工程最主要的輸水區(qū)和受水區(qū)分別位于湖北省和河南?。?］。施工過程中，主要通過建造跨越山谷和江河的渡槽，將水從供水區(qū)成功引至受水區(qū)。近年來興建的水利工程、引水工程大量地使用各種各樣的渡槽:如鋼筋混凝土渡槽、各種輕型結(jié)構(gòu)渡槽、大跨度拱式渡槽等［4］。

雙洎河渡槽為南水北調(diào)中線16個控制性工程項目之一;雙洎河渡槽段工程位于河南省新鄭市境內(nèi)，總長度1.849 4 km，其中渠道長度0.772 4 km，建筑物長度1.077 km;共有各類建筑物6座，其中河渠交叉1座、左岸排水1座、鐵路交叉1座、公路橋1座、節(jié)制閘1座、退水閘1座。雙洎河渡槽作為當前世界采用移動模架法施工一次現(xiàn)澆成型的第一大渡槽，在施工過程中遇到的難題也是最多的。針對雙洎河特大型渡槽施工特點和難題，對特大型渡槽施工技術(shù)展開研究，以達到渡槽優(yōu)質(zhì)和快速施工目的。

1 渡槽施工特點

（1）雙洎河渡槽為簡支結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土，跨徑30 m，單槽底寬16.55 m、高8.9 m，渡槽底板厚65 cm、邊墻厚60 cm、中墻厚75 cm，具有跨度大、體積大、結(jié)構(gòu)薄的特點［5］。渡槽橫斷面如圖1所示。

（2）渡槽實物斷面如圖2所示。渡槽采用C50F200W8高性能混凝土施工，最大骨料粒徑25 mm，具有混凝土級配小、強度等級高的特點。

圖1 一聯(lián)渡槽橫斷面圖Fig.1 Cross section of aqueduct

圖2 渡槽實物斷面圖Fig.2 The profile of aqueduct

（3）渡槽工程使用的水泥細度小、比表面積大，相應(yīng)的需水量比較大，具有混凝土溫控防裂難度大的特點［6］。

（4）單槽工程量大，鋼筋總重163.65 t，鋼絞線55.36 t（569束），混凝土982.16 m3。

（5）為使渡槽混凝土表面（尤其是過流面）光潔、無氣泡，內(nèi)部密實，不僅要求混凝土具有很好的和易性，對混凝土施工工藝提出了更高的技術(shù)要求。

（6）三向預(yù)應(yīng)力施工:渡槽預(yù)應(yīng)力錨索孔道569個，其中:縱向63束，橫向128束，豎向378束。預(yù)應(yīng)力工程是確保渡槽工程質(zhì)量和渡槽能否安全運行的關(guān)鍵。

（7）渡槽設(shè)計流量305 m3/s，加大流量365 m3/s，對混凝土內(nèi)部密實和抗?jié)B要求高。

（8）渡槽施工工序多，快速施工組織管理要求嚴格。地面可用征地范圍小，施工干擾大。

2 渡槽施工難點

（1）混凝土養(yǎng)護。槽身混凝土采用移動模架法一次現(xiàn)澆成型，在預(yù)應(yīng)力張拉完成前模架模板無法打開，除槽內(nèi)底板外其它部位混凝土無法及時養(yǎng)護。

（2）槽身混凝土級配小、強度等級高，膠凝材料用量大，混凝土溫控、防裂技術(shù)難度大。

（3）雙洎河渡槽是南水北調(diào)中線16個控制性工程項目之一，亦是南水北調(diào)中線最后一個開工建設(shè)的項目，工期十分緊張。

（4）渡槽槽體高度8.9 m，槽內(nèi)底板兩側(cè)為2.0 m長倒角，槽身采用坍落度為18～22 mm的I級配泵送混凝土一次澆筑完成，混凝土外觀質(zhì)量控制難度大。

（5）渡槽施工工序繁多，且單槽工程量大，單槽施工進度達1跨/月，施工強度高，快速施工組織管理難度大。

（6）雙洎河渡槽設(shè)計為兩聯(lián)四槽，一聯(lián)單跨渡槽總重約2 500 t，屬特大型渡槽。雙洎河渡槽為當前采用移動模架法施工一次原位現(xiàn)澆成型的世界第一大渡槽，前無施工經(jīng)驗可供借鑒。

3 模板選型與設(shè)計

雙洎河渡槽槽身模板主要包含兩部分:一是吊掛于移動模架上的整體鋼模板，二是槽身端模及槽墩頂部的墩頂散模。移動模架整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 移動模架整機結(jié)構(gòu)圖Fig.3 The structure of movable formwork

（1）整體鋼模板。槽身內(nèi)、外側(cè)模板及底模板由面板與型鋼組焊制成，面板厚6～8 mm。外側(cè)模板吊掛于移動模架外肋上，與外肋組成整體，內(nèi)側(cè)模板吊掛于移動模架內(nèi)梁系統(tǒng)上，底模板安裝與底模橫梁上。槽身內(nèi)、外側(cè)模板及底模板固定在移動模架上，隨移動模架過孔，無需拆裝，模板由液壓油缸精準定位。槽身內(nèi)、外側(cè)模板及底模板除內(nèi)側(cè)模板在墻體頂部和底部轉(zhuǎn)角處設(shè)計鉸接部位及底模板中縫外，其它部位不設(shè)縱縫，僅設(shè)橫縫。整體無縱縫大塊鋼模板對提高混凝土外觀質(zhì)量具有關(guān)鍵性作用。

（2）端頭模板及墩頂散模。端模為渡槽的封端模板，分塊制作，為定型鋼模板，每塊端模重200 kg左右，便于人工拆除與安裝。因移動模架底模整體鋼模板無法延伸至墩帽頂部，故每跨渡槽施工時需安拆一部分墩頂模板，墩頂模板采用木模板拼裝。

4 新型脫模劑研究與應(yīng)用

槽身混凝土外觀質(zhì)量的好壞，關(guān)鍵取決于槽身模板處理、混凝土控制等工序。因此，鋼模板在混凝土澆筑前必須經(jīng)過清洗、打磨拋光、干燥、涂刷脫模劑、保養(yǎng)等工序處理，雙洎河渡槽單槽規(guī)模大，涂刷脫模劑、保養(yǎng)等工序需要時間較長。經(jīng)認真研究、反復試驗，調(diào)配出一種“長效模板脫模劑”，該脫模劑性能優(yōu)越，為新一代環(huán)保型產(chǎn)品。

長效模板脫模劑為單組份聚氨脂產(chǎn)品，經(jīng)涂裝后，涂層不僅有良好的脫模性，而且還具有良好的耐堿性、耐熱性、耐磨性及優(yōu)良的附著力，該產(chǎn)品可重復脫模3～4次，使用方便，自然養(yǎng)護時間長。

5 槽身體型控制

（1）模板加固。槽身底模板以中墻順水流軸線為界分左右兩塊，移動模架過孔后兩塊底模板旋轉(zhuǎn)閉合，采用精軋螺紋鋼連接兩底模橫梁，同時采用高強螺栓連接底模板，控制側(cè)模底口及底模板橫向位移。底模中縫處混凝土荷載較大，在該處設(shè)置吊桿將底模中縫吊掛于外梁中間聯(lián)系梁上，形成底模中縫拉桿，控制底模板豎向位移。側(cè)模外肋與底模橫梁鉸接。

左右側(cè)模板外肋在槽頂處采用精軋螺紋鋼連接，減少外肋變形，控制模板位移。側(cè)模外肋及底模橫梁及模板所承受的混凝土側(cè)壓力和豎向應(yīng)力均經(jīng)計算驗證，外肋及橫梁和模板強度及剛度滿足受力要求［7］。

（2）模架預(yù)壓。移動模架安裝完成后，模架各構(gòu)件間存在一定的間隙，同時模架構(gòu)件均有一定的非彈性變形和彈性變形量，因此，在混凝土澆筑前需采取預(yù)壓措施消除構(gòu)件間間隙和模架的非彈性變形，并測量出彈性變形量。根據(jù)測量出的彈性變形量，在混凝土澆筑前對模板進行預(yù)拱，保證槽身澆筑體型滿足設(shè)計要求。移動模架僅需在安裝完成后投入使用前進行一次預(yù)壓即可，后續(xù)跨渡槽澆筑時僅需根據(jù)模架彈性變形量調(diào)整模板預(yù)拱度和模板測量即可保證槽身體型［8］。

6 施工交通布置

雙洎河渡槽共20跨，每跨施工時均需在相應(yīng)槽墩位置設(shè)置垂直交通，同時，渡槽為兩聯(lián)同時施工，為保證兩聯(lián)渡槽間施工資源互補，尚需在兩聯(lián)渡槽間設(shè)置水平交通。另受征地范圍限制，渡槽兩側(cè)可用施工用地范圍較小，地面交通合理布置是減少施工干擾、交通干擾的重要因素。因渡槽跨數(shù)多、用地范圍小，對渡槽施工交通專門進行了研究，最終設(shè)計采用了可快速安拆、可周轉(zhuǎn)使用的標準轉(zhuǎn)梯和環(huán)形地面交通布置。

根據(jù)垂直交通特點，設(shè)計采用可方便拆裝的鋼轉(zhuǎn)梯作為渡槽施工垂直交通，鋼轉(zhuǎn)梯每標準節(jié)尺寸:3.6 m×1.8 m×3.4 m（長×寬×高），節(jié)間采用螺栓連接。槽間交通采用槽鋼和鋼筋焊接，上鋪鋼板網(wǎng)，方便兩聯(lián)渡槽間資源互調(diào)。

地面交通采用環(huán)形交通布置，即在渡槽兩側(cè)和槽間布置交通道路，環(huán)形交通可加大車流量，因車輛無需轉(zhuǎn)彎即可使出現(xiàn)場，可最大程度的減少地面交通干擾和車輛使用效率。

7 結(jié)束語

雙洎河特大型渡槽施工關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用不僅可以解決雙洎河渡槽工程施工中的難題，而且也是對工程設(shè)計理論的驗證，對渡槽安全運行非常關(guān)鍵和重要。同時形成的成果可為后續(xù)國內(nèi)外修建的其它特大型渡槽設(shè)計和施工提供大量有價值的經(jīng)驗，更好地推動我國水利事業(yè)的發(fā)展，尤其是特大型渡槽設(shè)計和建設(shè)水平，以達到技術(shù)先進、經(jīng)濟環(huán)保的目的。

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［1］張全發(fā)，蘇榮輝，江明喜，等.南水北調(diào)工程及其生態(tài)安全:優(yōu)先研究領(lǐng)域［J］.長江流域資源與環(huán)境，2007，16（2）:217 －221.

［2］汪易森，楊元月.中國南水北調(diào)工程［J］.人民長江，2005，36（7）:2－5.

［3］楊云彥.南水北調(diào)工程與中部地區(qū)經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展［J］.中南財經(jīng)政法大學學報，2007，162（3）:3 －9.

［4］賈志營，張志華，牛桂林.南水北調(diào)中線京石段漕河渡槽采用移動模架技術(shù)現(xiàn)澆施工研究［J］.水利水電技術(shù)，2006，37（5）:72－75.

［5］王德宏，李濤峰.大型渡槽施工期溫度場及溫度應(yīng)力仿真分析［J］.中國水運，2011，11（4）:68 －69.

［6］郭曉娜，陳同法.南水北調(diào)大型渡槽高溫季節(jié)施工溫控仿真［J］.中國農(nóng)村水利水電，2010（6）:138 －140.

［7］徐永麗，程培峰，孫志明.水泥混凝土橋面鋪裝層最不利荷載位置的確定［J］.森林工程，2013，29（2）:93 －95.

［8］葛新民，向先明，椎其生，等.大跨徑混凝土橋梁成橋靜載試驗研究［J］.公路工程，2008，33（1）:130 －134.