大型渡槽预应力施工技术初探

大型渡槽预应力施工技术初探

李兴玉1李珺妍

李兴玉1李珺妍2（1.中铁十二局集团第四工程有限公司陕西西安710000;2.南水北调中线干线工程建设管理局河南直管项目建设管理局河南郑州450000）

摘要：南水北调中线总干渠沿线共有几十座大型渡槽，由于渡槽本身体型巨大，造成施工中的难点众多。预应力施工技术由于可以克服混凝土抗拉强度低，建成之后混凝土不易开裂，所以特别适合用在体型巨大的渡槽施工中，如何进行预应力施工也成为渡槽施工的众多难点之一。本文以沙河梁式渡槽段为例介绍了大型渡槽预应力施工技术要点，希望能对类似工程有所帮助。

关键词：南水北调；大型渡槽；预应力；施工技术

一、工程概况沙河渡槽段工程位于河南省平顶山市鲁山县境内，总干渠设计流量320m3/s，加大流量380m3/s，工程为一等工程，主要建筑物均为1级建筑物。其中沙河梁式渡槽长1410m，渡槽槽身采用预应力钢筋混凝土U形槽结构型式，共4槽，单槽净直径8m，直段高3.4m，U形槽净高7.4m，4槽槽身各自独立，每两槽支承于一个下部支承结构上，跨径30m，共47跨188榀，槽底坡降为l/4600。采用预应力预制整体吊装，一次吊装重量1200吨，是当前国内最大的梁式渡槽。

二、大型渡槽预应力施工技术要点（一）波纹管安装波纹管安装需待底板钢筋及侧墙钢筋绑扎好后进行。安装时按设计图纸上每个孔道坐标在模板上标出的断面及矢高控制(这样可使波纹管与模板预留拱度保持一致，以此保证竖向偏差在设计允许范围内)。直线段定位钢筋间距不大于50cm，曲线段定位钢筋间距不大于30cm，定位钢筋与槽体主筋焊牢，以防止波纹管位置左右偏移或上浮，按定位筋间距布置马蹄形钢筋固定。

波纹管接长须采用专用波纹管接头，在搭接处外缘用密封胶布缠紧。当波纹管绑扎就位之后，其他作业应十分谨慎，在钢筋绑扎和钢绞线穿束过程中应小心操作，精心保护好预留孔道道位置、形状及外观。在电气焊操作时，尤其在加焊马蹄形钢筋时，必须采取防护措施，以免波纹管被焊弧烧伤。严禁电气火花触及波纹管及胶带，确保焊渣不堆落在波纹管内。

波纹管安装就位后，将锚垫板颈部套在波纹管上，波纹管与锚垫板的搭接长度不得小于30mm，搭接处外缘用胶布缠紧，并用软钢丝绑扎在固定锚垫板上。在安装前应将螺旋筋套入，安装锚具后，螺旋筋紧贴锚垫板固定在钢筋上，锚垫板的孔道出口端必须与波纹管中心线垂直，其端面的倾角必须符合设计要求。对于下卧式张拉端，应在结构物表层下按设计图纸预留锥形凹槽。在端面模板立好后，用螺栓将锚垫板固定在模板上。

固定端圆P型锚具安装应在钢绞线穿束前装配完毕。圆P型锚具装配是将固定端的钢绞线穿过锚垫板及锚板的小孔做挤压套、封压板。当张拉端穿钢绞线束时后，将固定端圆P型锚垫板的小孔端套在波纹管上，并将螺旋筋套入P型锚具的颈部。装配好的圆P型锚具安装到位，用钢筋架固定在附近的钢筋上。

（二）张拉工艺改进在预应力张拉过程中，为了保证张拉满足设计要求，满足渡槽预制质量，采取一系列改进措施，具体如下：张拉施工用千斤顶所配备油压表由原1.6级普通油压表，全部替换为高精度的油压表(精度为0.4级)。纵向锚索采用两端同步张拉后，一端先锚固，另一端补涨后再锚固。将锚垫板槽进行铣平精加工，使测力计直接放在锚垫板上，同时为防止混凝土浇筑过程对锚垫板附近钢绞线的影响，进行赛填棉状物进行防护。为保证波纹管安装精度，将定位网片间距由原来的1.2米加密到环向间距0.3米，纵向间距0.5米，保证波纹管及预应力钢绞线顺直。为避免波纹管在混凝土浇筑过程中进浆堵管，影响预应力损失，避免断丝隐患，采取以下措施：（1）使用特制钢绞线穿束波纹管保护套，避免在穿束过程中钢绞线戳破波纹管，造成进浆堵管。

（2）在波纹管与锚垫板间增加连接套并用胶条扎紧，防止波纹管在此处松脱，造成进浆堵管，同时对外露钢绞线进行套塑料管防护。（5）穿束钢绞线的环向波纹管吊入钢筋绑扎胎具完成定位后，对可能破损的波纹管进行逐束充水检查完整性，若发现存在破损及时进行修补。

（4）钢绞线穿束波纹管过程，缩短人工穿束的施工间距，最大限度避免波纹管因拖地而造成破损。

（三）预应力损失控制2011年4月22日施工中发现第5榀渡槽测力计读数与现场张拉油表读数存在较大偏差，预应力损失较大。此时，第1-6榀渡槽的预应力初张和终张施工已经完成，第7-12榀的初张拉施工也已完成，为避免接下来的施工出现同样问题，采取了以下减小预应力损失的措施：（1）对测力计、千斤顶、油压表进行一对一配套联合率定，张拉方程采用联合率定的曲线方程，减少了两系统间误差。

（2）对方形测力计进行改进，由5孔改为3孔，减小绞线与测力计间摩擦。

（3）设计并定做定位器，保证测力计、工作锚、千斤顶的对中误差小于2mm;（4）利用水平尺逐步校核锚垫板、测力计、工作锚、限位板、垫块、过渡环及千斤顶等设备的安装情况，保证其受力面水平；（5）设计并加工中空加厚垫板（35mm）,安装于测力计上下面，改善测力计受力条件；（6）对扁锚锚垫板与测力计安装的接触面进行铣平处理，改善测力计受力面；（7）更换油压表；由1.6级不防震压力表更换为0.4级防震压力表；张拉完成后锁定时由两端同时锁定回油卸载改为一端锁定，另一端补张后再锁定。

同时对第28榀之前预应力施工的渡槽进行了补张拉。

（四）压浆工艺改进措施为了保证预应力波纹管孔道在压浆过程饱满，我部采用体积对比检测方和二次补浆方，来保证波纹管饱满和密实。

（1）体积对比法通过计算和现场试验，对每束波纹管的灌浆量进行计算并验证，检测出孔道中的理论灌浆量，其中纵圆锚（8束）单孔理论量为140L，纵圆（6束）单孔理论量为105L，纵扁锚单孔理论量为49L，环锚单孔理论量为32L。

施工过程中，先计算浆液搅拌罐中的体积，每灌完一束锚索，检查一次灌浆量。在征得监理工程师的同意后，将锚索灌浆施工记录质量检查表进行修改调整，在保证每孔实际进浆量不小于理论进浆量的前提下，结束灌浆，并做好详细的记录。

待锚索出浆口浆液压出后，现场检查出浆口浆液流动度，和进浆口进行比较，待浆液流动度满足设计要求后进行补压并持荷5min。

（2）二次人工补浆方为防止压浆料凝固收缩，造成孔道顶部空洞现象，待压浆结束24h后，采用人工补浆的方法，补浆采用自制塑料瓶，从锚垫板压浆孔位置将浆液灌入，自流进入部分因收缩引起的空洞处。

（3）称量工艺改进在前期压浆过程中，对浆液的拌合用水都用水桶逐一称量，然后人工逐桶倒入搅拌机内，此方法会出现人为因素导致计量不准确的现象，同时导致压浆进度缓慢。为了提高压浆施工进度，又能保证浆液配合比称量的准确性，在搅拌机上部自制一个控制水箱，底部安装阀门，将每一盘拌合用水量计量好以后，在水位线位置打孔安装一个溢水阀门，当加水量达到计算量后多余水自然溢出，这样既保证制浆用水量计量准确、便于操作，又提高的施工进度。

（4）灌浆压力改进渡槽锚索布置纵向和环向，环向压浆时，压浆泵放置于地面，由于渡槽净高9.2m（9.6m）,加之存槽台座的高度（1.2m）,灌浆泵与出浆口高差较大，为了避免压浆机放置在地面压浆时由于高差造成的压力损失，利用制作专门的压浆平台，在纵圆锚压浆完成后，用吊车将压浆平台吊至槽顶对纵向扁锚、和环向锚束进行压浆，避免了压力损失，提高了压浆质量。

结束语通过对预应张拉前这些关键环节的质量控制，该渡槽在预应力施工过程中未发生断丝、滑丝和挤压头松脱等现象，保证了施工质量同时满足了施工进度的要求。

参考文献[1]翟渊军,朱太山,冯光伟.南水北调中线沙河渡槽关键技术研究与应用[J].人民长江,2013年16期.[2]张玉明,张明恩,张高伟,冯光伟,马春安.沙河U形渡槽预应力张拉试验研究[J].人民长江,2013年16期.