灌区工程渡槽施工技术要点

灌区工程渡槽施工技术要点

廖茂居  陈鹏

中国水利水电第九工程局有限公司，贵州贵阳  550081

摘要：灌区工程是我国水资源合理调配应用以及农业发展的重要基础工程，渡槽施工作为其中的关键内容，对整个灌区工程的施工质量和效率都会产生明显的影响。文章以湖南涔天河水库扩建工程西干渠标段弄石渡槽工程作为研究对象，针对工程建设使用的下承式移动模架槽身浇筑支撑施工技术方案，在分析其结构特征的基础上，探讨了灌区工程渡槽施工的相关技术要点，为灌区工程的渡槽施工提供借鉴。

关键词：灌区工程；渡槽施工；技术要点

因为我国水资源存在着时空分布不均的现象。灌区工程的建设能够针对水资源合理地进行储存以及二次利用，使得农业生产以及居民生活都能够得到相应的水源支持。其中渡槽施工作为关键施工部分，要求施工方根据不同区域的实际状况，针对施工方案内容不断进行调整。基于此，本文以湖南弄石渡槽工程作为研究对象，根据施工方确定的下承式移动模架施工技术方案，分析了施工技术要点，以便为该技术的普及应用以及灌区工程渡槽施工提供借鉴、参考。

1、工程基本情况

该渡槽工程的弄石渡槽全长度为555m，槽身截面为矩形，下部结构主要为单排架、实心墩和空心墩。该工程的最大高度达到58m。本工程的基础形式以扩大基础和承台桩基础为主，并且单槽横断面内部轮廓规模为2.4m×2m，初始的设计流量为4m³/s。本渡槽工程共有28跨，19跨跨度已经达到了15m，并且在工程建设期间选择使用A类的C45混凝土，其余9跨的跨度为30m，选择使用B类预应力C45的混凝土材料进行施工。

施工方通过现场的勘察数据发现，因为渡槽的槽深高度较高，并且施工工期十分紧张，如果使用传统的满堂支架之类方法，不仅施工难度明显提升，而且面临着较高的安全风险[1]。故此，根据已有的地质勘查材料以及工程特征，借鉴其他工程的施工经验，选择以下承式移动模架作为槽身浇筑支撑的施工技术方案，并且已经得到了专家的认可以及通过，表1展示了工程建设所用的设备。

表1 工程建设的主要设备

2、渡槽工程下承式移动模架快速施工的结构特征分析

2.1横架支撑系统

以国内渡槽施工移动模架使用经验看来，上承式应用较为普遍，但对于本次工程而言，渡槽墩柱形式可以分为空心墩和实心墩两种，宽度分别为2.8m以及4.5m，且在工程建设过程中存在墩柱尺寸数据变化的现象。如此一来，在空心墩和实心墩之间需要模架自主进行切换，传统上承式移动模架无法在工程建设过程中适应墩柱在尺寸方面的数据变化。故此，施工方选择与附近的模架厂商共同设计了下承式移动模架，并在其中设置了吊挂系统，确保在尺寸数据出现变化的情况下，模架依旧可以自主进行移动[2]。施工方也在吊挂系统上添加了侧模板，底模板则是借助利用活页设计方法，保障底模板能够经过翻转之后在模架的两侧进行悬挂，并且能够与模架基本保持同步移动，在施工过程中无需进行二次拆装，施工效率明显提升。

本次工程使用的下承式模架的组成部分大致分为支撑牛腿、贝雷桁架组、架下的承重杆系、钢筋笼起吊系统等多个方面，在两侧的支撑牛腿上设置了对应的模架，并且在施工过程中槽身混凝土结构自重以及模板重量都能够利用模架进行支承。

2.2模架的行走系统

在传统施工过程中，移动模架都是以卷扬机牵引作为主要的移动方式。但在本次工程中，施工方选择使用下承式移动模架，如果使用卷扬机进行牵拉，意味着需要在墩柱上设置大量的钢丝绳，墩柱会在施工过程中出现数值较大的侧向力，并且模架也很容易被两侧移动不同步而出现变形问题。故此，施工方与厂家共同设计移动滚轮结构，选择利用电机提供动力，确保齿轮结构能够在工程建设过程中自主进行移动，模架左右两侧能够基本保持同步移动，避免出现变形问题（具体如图1所示）。

图1齿轮结构和电机移动

2.3钢筋笼的预制施工

在本灌区工程的渡槽施工期间，施工方选择针对模架设计了相对应的运输车辆以及吊装系统，并且需要在完成施工的槽身部分设置运输轨道，预制相应的槽身钢筋，将其运送到对应的施工部位。同时，施工人员需要利用吊挂系统将钢筋笼逐渐下放到槽身内部，运输小车也能够针对其他的施工材料进行运输，施工进度明显加快，并且能够避免在工程建设过程中使用大型吊车，施工成本明显降低，具体的运输状态如图2所示。

图2 钢筋笼运输状态

3、灌区渡槽下承式移动模架的施工技术要点

3.1安装牛腿预埋件

在施工人员进行钢筋安装施工前，需要针对预埋盒底板地面边缘线的标高进行计算，这是阻断主筋安装的前提条件。同时，施工人员需要将这一标高数据作为基准，将其向下推进1.5m，这也是后续节段混凝土浇筑的顶面标高要求。在预埋件安装过程中，为了保障标高测定工作变得更加便利，需要施工人员在正式安装前针对已经完成浇筑工作的混凝土顶面预先设置确定标高基点，且需要为相关人员的观测提供对应的便利，可以选择使用对应的螺栓，保障螺栓头朝上，在混凝土顶面添加灌浆料。为了进一步提高使用的便利性，基准标高需要控制在整数厘米范围内。在此之后，施工人员需要针对主筋的位置合理进行调整，并完成支承基筋和对中基筋的安装工作

[3]。

在进入预埋件安装工作之后，施工人员需要完成矩管支撑横筋的焊装工作，并且需要在上下对中基筋重点设置栓广线。同时，施工人员要通过二次检查将其作为铅锤使用过程中的墩柱中心，并且在其两侧1m的左右位置需要悬挂铅垂线，这也是矩管支撑横筋的中线。同时，矩管支承横筋需要与这条中线始终保持对准，中心标高需要超过预埋盒底板下口标高3m以上的位置。此后，用于工程建设的临时支撑计划需要全面就位，并在矩管支撑横筋上进行设置。在纵向槽内中心位置需要和对中基线保持1m左右的距离，横向槽内的中心孔位需要和槽墩横中线保持一致，并且施工人员可以利用小锤进行敲打，就位后利用扎丝进行绑扎处理。

此后，施工人员需要对于栓钩穿装进行调节，栓钩顶部需要高出螺母114mm左右。在预埋钢管和对拉钢筋初步就位之后，需要在对应箍筋上穿装预埋钢管，同时施工人员需要在栓钩上悬挂钢管提框，并安装对应的螺栓。在穿装工作完成之后，钢管需要在矩管的下方进行吊挂。支承工钢需要在支承基筋上进行设置。在预埋盒的安装施工环节，需要施工人员在吊架的联系架支撑小钢板上设置带有螺旋桨的预埋盒，并且要利用夹紧槽钢和夹紧螺栓将其在吊架上进行固定[4]。

3.2安装支撑牛腿

支撑牛腿在正式安装前，施工人员需要对预埋件的位置以及尺寸数据全方位进行检查，保证相关数据都能够符合施工设计方案的要求，同时针对吊车挂钩和钢丝绳的运行状态进行检测。

在支撑牛腿的安装施工环节，施工人员选择使用50吨重的吊车进行起吊安装。在牛腿竖向就位之后，需要将其支点放置到预埋盒卡槽内进行安装施工。施工人员需要针对腿脚的转向座底面和预埋盒底盘顶面是否紧密结合进行检查，如果二者存在间隙可以使用与转向底座面宽度一致的薄钢板进行垫实处理，随后需要针对锚头螺栓拧紧。施工人员在墩柱两方的牛腿安装之后，需要利用单端张拉的方法针对牛腿平梁的精轧螺纹钢筋进行张拉处理，预应力需要由施工人员提前进行计算。

3.3安装行走系统

在本灌区工程的渡槽施工过程中，选择使用下沉式移动模架的施工方法，其中所涉及的移动模架行走系统以电机齿轮结构和功能结构作为主要的组成部分，施工人员需要在完成滚轮和齿轮结构组装工作之后，在固定的位置就位并与电机进行连接。同时，施工人员在安装过程中要对齿轮契合程度进行检查，确保齿轮之间能够紧密连接。

3.4模架桁梁平台安装

在该施工环节，移动模架的横梁共分为两组，并且每一组横梁都可以利用水平传动横向联系桁片连接形成一个整体平台，桁梁上的纵桁片大致又可以分为贝雷桁片以及加强弦杆两部分，每一节的横梁都可以分为三片的贝雷桁片以及六根的加强弦杆和支撑架立片、平片等组成部分。同时，在不同节段的桁梁需要施工人员安装对应的转动枢纽，并且要满足水平传动的具体要求，一般会在桁梁边列贝雷片竖杆的支撑架孔上进行安装，安装工作需要和支撑架的安装工作同步落实[5]。但需要注意的是，并非所有的支撑架孔都需要安装对应的转动枢纽，只需要在转动桁片安装的位置进行安装即可。为了保证在工程建设过程中改制贝雷片在致电位置的稳定性明显提升，除了工程建设的支撑架之外，选择将连接板在支点的贝雷片和中置贝雷片之间设置，利用连接板保障贝雷片能够在中部的环节形成一个完整的整体。

在桁梁安装拼接工作完成之后，施工人员需要以拼装图的具体要求为基础，在桁梁的转动枢纽上安装水平转动联系的桁片，并且需要顺着水平方向将其进行转动收折直至与桁梁紧密贴近。在各组桁梁完全就位之后，需要立刻打开转动桁片并紧固螺栓，确保能够与桁梁的支撑架立片有效连接，形成完善的整体平台。

3.5横梁就位

施工人员需要利用红油漆在桁架的前后支点桁片的中竖杆下弦杆外部边缘进行标记，这也是桁架上的纵向定位点，随后由施工人员针对跨径存在差异的槽身对纵向定位点和墩柱中线之间的距离进行计算。针对本次工程30m跨度的桥梁而言，墩柱前后中线的距离一般为30m。平台桁梁前后定位点之间的距离通常控制在29m，定位点和桥墩中线的距离为0.5m。此外，施工人员需要在桥墩上优先弹出桥轴线，并以各组桁梁中心线和桥轴线之间的距离就横条向上的桁梁位置进行确定。但在初步行走完全到位时，施工人员可以结合桁梁边列片下弦杆边缘和桥墩主边缘的距离在横桥向完成初步就位工作，随后利用花篮螺栓和葫芦桥进行横向的微调牵引。

3.6打开桁梁横联转动桁片拼装竖向立联系

在桁梁完全就位之后，需要施工人员针对承重杆系的立联系进行安装，主要包括了不同桁梁竖杆之间的横向联系水平杆和剪刀支撑斜杆。剪刀支撑斜杆的每一个斜杆都可以分为两根杆，分别在与竖杆接近的支撑架内、外安装。施工人员需要打开靠近桁梁两边的转动桁片，并且利用螺栓在相邻的桁梁上进行连接，确保桁梁能够形成一个完善的整体，完成平台的拼装工作，具体如图3所示。

图3 施工工艺推进图

3.7渡槽钢筋笼的施工

为了进一步提高施工效率，在渡槽工程施工中使用的钢筋笼需要在槽台后安排厂商生产，施工方需要将台座在槽台后预先设置，预制台座和渡槽的顶面宽度基本保持一致，为3.6m。台座边部的厚度为150mm以上，而边部下方则选择使用路肩硬化加固处理方法。在钢筋笼运输的过程中，选择使用运笼小车以及工字钢托梁盘，运笼小车则是使用了聚氨酯触摸滚轮，在渡槽完成施工工程部分上运行，运动小车在渡槽翼缘的侧面位置设置了对应的水平限位车轮能够避免在运输过程中出现侧移问题。施工人员需要在模架模板上方完成钢筋笼的纵向定位，工字钢头两排需要利用横抬梁进行吊挂，随后由施工人员针对运笼小车框架横梁的连接螺栓进行拆除，剩余部分需要逐渐退出钢筋笼的施工范围之外。

3.8移动模架的平台预压施工

在本次渡槽施工过程中，槽壳施工荷载大致可以分为混凝土的结构自重、模板总重量，单个跨度的荷载已经达到了1999kN。在完成模架安装工作之后，施工方选择利用钢筋和预制块进行预压施工。相较于施工总荷载，模架的预压荷载数量基本在1.1倍以上。在进行预压施工前，施工人员需要在模板上铺设胶合板，避免模板在工程建设过程中出现污染和损。而在完成首跨移动平台安装工作之后，施工人员需要按照设计方案进行四级加载，并且针对各级荷载的下跨中、1/4跨以及支点处的变形数值进行监测。在预压施工过程中，要求施工人员优先完成有关技术交底、施工组织方面的准备工作，在移动支撑平台安装就位之后，需要对模架进行自检，由施工人员设置对应的观测点标记并进行分级加载，在读取对应数值的基础上确定是否能够继续进行下一级的对载预压。施工人员在完成全面检查工作之后卸载，针对观测结果进行整理和分析，确保模架能够正式投入使用。

3.9平台的落架和拆除模板

在渡槽施工过程中，移动支撑平台选择使用自锁千斤顶进行落架控制，这种千斤顶能够利用油压泵站对于下落的速度和时间进行管控，其中的自锁螺母下降速度保持同步，控制难度较低。在进行落架施工前，施工人员需要优先完成前支点的下落工作，但不得进行后支点下落施工，主要是因为槽身分布有悬臂结构，如果出现了后支点先落架的状况，很有可能出现前置点位置的较大负弯矩，从而带来桁梁损坏的问题。在模板拆除时，外模板的拆除要在移动支撑平台行走就位之后，利用50吨吊车进行拆除。

总结

在本灌区工程的渡槽施工环节，施工方根据施工现场勘查所得的相关数据信息，选择使用下承式移动模架作为主要的施工方案，并且在工程建设前针对该模架系统的具体组成结构进行分析，结合工程勘察得到的相关资料，针对其中的技术要点深入进行研究，以此为基础形成了完善的施工方案，使得渡槽施工在施工效率和质量方面得到有效保障。

参考文献

[1]蒲如强.水库灌区工程渡槽排架基础施工工艺分析[J].四川水泥,2022,(12):165-167+170.

[2]周嘉,宋姿熠.向家坝灌区工程建设有序推进[J].中国水利,2022,(21):7.

[3]辛石镱,徐全基,肖云伟等.预压试验技术在向家坝灌区渡槽工程施工中的应用[J].云南水力发电,2022,38(10):34-37.

[4]陈家东,林明标,陈积瞻等.海南牛路岭灌区工程高大跨度拱式渡槽抗震性能分析[J].水利水电快报,2022,43(09):35-39+48.

[5]孙丽玲.海城市下坎灌区渡槽改造工程设计及计算[J].水利科技与经济,2022,28(04):31-35.