东风渠普溪河渡槽设计与施工研究

东风渠普溪河渡槽设计与施工研究

蔡永虎

（宜昌市水利水电勘察设计院，湖北，宜昌，443005）

【摘要】工程设计和施工对工程项目的质量和效益有着很大的影响，渡槽工程的工程等别一般较高，为提高渡槽工程的质量和经济效益，必须重视工程设计和工程施工管理，本文以东风渠普溪河渡槽拆除重建工程为例，分析东风渠普溪河渡槽工程设计与施工，为相关工程项目提供参考。

【关键词】东风渠普溪河渡槽；工程设计；工程施工

渡槽又称高架渠、输水桥，是一组由桥梁，隧道或沟渠构成的输水系统。通常架设于山谷、洼地、河流之上，用于通水、通行和通航。用来把远处的水引到水量不足的城镇、农村以供饮用和灌溉。我国水资源分布不均匀，建立渡槽对调配水资源非常重要，我国的输水系统在不断完善，渡槽工程的建设已引起人们的重视。东风渠普溪河渡槽位于湖北省宜昌市的东南部，本文主要研究东风渠普溪河渡槽拆除重建工程的设计与施工。

1工程概况

东风渠灌区位于湖北省宜昌市，东边为沮漳河流域，西边为黄柏河流域，东风渠灌区是一项大型的跨流域饮水工程，全灌区支渠以上渠道247条，渠线总长1630.3km。由于东风渠灌区地形复杂，沟溪、岗陵众多，因此渠系建筑物种类多、数量较大。

现状普溪河渡槽位于总干渠桩号11+897.0~12+902.3，渡槽全长1005.3m，设计流量15m3/s，加大流量为18m3/s。渡槽断面形式为矩形，净宽4.1m，净高1.70m,结构形式为简支梁式渡槽。渡槽横跨河床段部分分为槽，桥双层联合建筑形式，采用槽墩支撑，共11个槽墩，槽墩沿高度方向由三部分组成。渡槽位于滩地部分用排架支撑，高度在8m以下的采用单肢排架，共计11个，高度在8m以上的采用双肢排架，共计38个。槽身运行已经超过40年，表面砼破损较严重，增大槽身的糙率，过流能力减小；槽身底板横梁结构砼破损，且出现结构裂缝；渡槽排架砼碳化较深[1]，经过相关机构检测复核，需对该渡槽拆除重建。

2东风渠普溪河渡槽工程设计

2.1设计依据

东风渠总干渠渠道及渠系建筑物级别为4级，次要建筑物为5级，主要建筑物按3级设计。由于东风渠工程建设年代久远，同时受当时建设各种因素的影响，使得工程设计和工程施工都没有达到规范要求，对该工程进行整治加固，以《湖北省宜昌市东风渠灌区续建配套与节水改造规划报告》为依据，遵循国家政府的发展战略，加强农业基础设施建设，加快大中型灌区、排灌泵站配套改造、水源工程建设，力争2020年基本完成大型灌区续建配套和节水改造任务。普溪河渡槽拆除重建工程以东风渠灌区续建配套与节水改造投资计划为设计依据。

2.2东风渠普溪河渡槽拆除重建设计

普溪河渡槽拆除重建工程在设计的时候，对普溪河渡槽结构进行安全检测的是湖北正平水利水电工程质量检测有限公司，根据检测结果，发现普溪河渡槽存在部分槽身错位及混凝土大面积露筋，槽身侧墙及底板多处裂缝，混凝土强度不均匀并且剥蚀严重，排架和帽墩部分破损，排架及混凝土存在多条裂缝，建筑物的承载能力降低等现象。所以在对普溪河渡槽拆除重建工程进行设计的时候，根据检测结果提出相关建议，以供工程设计参考。

借鉴南水北调渡槽的相关工程设计，通过对地形地貌条件，工程影响（主要包括占地、房屋）等的综合考虑，对上下两条轴线总体布置、五种结构布置方案（上线：①20×40m预应力槽身+现浇普通槽身、简支方案②倒虹吸埋管+桥方案③倒虹吸埋管方案④拱渡槽方案。下线：⑤17×40m预应力T型梁+现浇普通槽身、简支方案）进行了比较，最后从地形地质可行性、工程投资、工程施工、工程结构可靠性等方面推荐上轴线40m跨度预应力槽身简支布置方案。对普溪河渡槽的槽身结构进行设计，制定3种方案，分别是预应力槽身结构设计、T梁+上部薄壁槽身设计、箱梁式槽身设计，最后推荐预应力槽身结构设计方案。同时对渡槽的水力进行计算，拟定槽身过水面尺寸，计算水面衔接及水头损失和进出口的渐变段长度，保证工程设计的可靠性，还需要对槽身结构的稳定性进行计算，如抗裂性、荷载、裂缝宽度等。

还需要对支承结构进行设计，对墩帽、墩柱进行设计，为提高工程稳定性，对扩大基础设计进行计算，主要为承台设计计算和灌注桩基础计算。

2.3工程安全设计

根据《湖北省宜昌市东风渠总干渠普溪河渡槽安全评价报告》，通过对现状普溪河渡槽进行复核，发现该工程存在安全问题，在进行拆除的时候，对工程质量进行安全评价，通过对施工现场进行测量、检测、地质钻孔、探槽、探坑以及查阅部分竣工资料，发现工程质量综合评价不合格，具有较大的安全隐患，为提高普溪河渡槽拆除工程的安全性和可靠性，根据渡槽上轴线、下轴线、原轴线的具的优缺点，选择最合理的拆除方案，保证工程安全。

3东风渠普溪河渡槽施工分析

3.1施工条件

在施工之前，对工程的地理位置、自然条件、交通条件、水电供应条件、材料供应条件等进行分析，普溪河渡槽位于宜昌市夷陵区，横跨宜保公路，交通条件较好，满足工程施工的运输需求，自然条件为亚热带季风气候，施工用水、用电都能够满足施工要求，材料供应方便。

3.2东风渠普溪河渡槽拆除重建施工

本渡槽工程共有40m跨度预应力槽身20跨，均为整体现浇结构。根据施工现场条件，采用原位逐跨现浇法浇筑槽身，主要施工设备为DZ40矩形渡槽造槽机。该设备采用内、外主梁以及配套的内、外模系统，模板的开启与闭合采用全液压系统控制。

现浇预应力槽身施工程序如下：施工准备阶段主要是平整场地、准备材料，调试造槽机安装等。施工阶段主要进行钢筋制安、布置套管、现浇槽身、养护、预应力钢绞线张拉锚固、灌浆封孔。

进行槽身混凝土施工的时候，对槽身模板进行制安，安装钢筋骨架和预应力波纹管。对槽身进行预应力张拉的时候，采用的是分级张拉分级锚固，对应力和伸长值进行双控，最后对张拉后的钢绞线进行灌浆。槽身之间现浇二期混凝土施工主要是进行伸缩缝止水施工、跨简支槽身施工、进出口连接段施工、浆砌石施工和土石方回填。进行简支梁现浇二期混凝土施工的时候严格控制混凝土的强度和调配比例，保证工程施工的质量。

3.3施工进度控制

普溪河渡槽的施工时间和工期不受渠道灌溉调度制约，主体工程施工在2015年1月开始，2017年8月底完工，总工期32个月。

准备期内完成场内施工交通、施工供电、供水及通讯，修建临时房屋和施工工厂，安装塔吊，平整场地以及混凝土拌合系统，进行砼配合比试验和材质检验，同时进行备料，备足30%左右的砂石骨料和块石，为主体工程尽快开工创造条件。准备工期安排3个月，即当年1月1日至3月30日。

根据本工程渡槽重建的布置特点，结构形式及施工条件，结合各单项工程的施工方法和施工进度研究后，本工程施工总工期为32个月，其中准备工程3个月，主体工程工期28个月，煞尾期1个月。

结束语：

东风渠普溪河渡槽拆除重建工程的设计与施工都是依据工程的实际情况，采取有效的设计方案和施工工艺，对保证工程质量、控制工期和提高工程效益有重要意义。

参考文献：

[1]郑光俊,吕国梁,张传健,夏国柱.南水北调中线湍河渡槽设计与施工研究[J].人民长江,2014,06(11):27-30.