南水北調孟良河倒虹吸管身預應力施工工藝研究

摘要：在孟良河倒虹吸工程中，施工單位進行的“倒虹吸管身預應力施工工藝研究”，精確建立了預應力施工工序與模板、鋼筋工序的穿插順序，創造了預應力工序施工時的施工輔助設施，并優化了預應力的張拉順序，對后續同類工程施工具有指導意義。

關鍵詞：預應力 張拉 工序 研究

0 引言

孟良河倒虹吸工程位于河北省曲陽縣燕趙鎮中管頭村南1Km處，穿孟良河與沙河干渠，工程等級為Ⅰ等，建筑級別為Ⅰ級，地震設計烈度為6度。管身段全長310m，共16個管節，分進口斜管段、水平管身段、出口斜管段3部分，管身為三孔一聯的預應力鋼筋混凝土箱型結構，單孔過水斷面尺寸6m×6m，頂板厚1.0m，底板厚1.1m，中墻厚1.0m。倒虹吸管身為有限預應力混凝土結構，混凝土等級C40W6F150，鋼筋采用Ⅱ級鋼筋，預應力筋采用鋼絞線Φ15.2。管身預應力筋橫向布置，縱向全部為普通鋼筋。底板、頂板鋼束分上下兩層布置，邊墻、中墻鋼束內外分兩層布置，錨具采用OVM15-5、15-4、15-3型錨具。

孟良河倒虹吸工程是南水北調京石段應急供水工程中設計雙向預應力施工的倒虹吸工程之一，預應力施工工藝應用于大型倒虹吸箱涵結構當時尚屬首次，為了保正工程施工質量，中標施工單位：河北省水利工程局，需要研究一套切實可行、優質高效的倒虹吸預應力施工工藝流程。

1 試驗研究的依據以及擬采用的研究方法、工藝與技術路線

1.1 準備工作情況

經認真研究，施工單位挑選骨干技術人員，成立了“倒虹吸管身預應力施工工藝研究”課題組，多次召開課題組會議優化改進施工工藝，及時收集數據進行分析研究，這些工作為課題研究奠定了良好的基礎。

1.2 試驗研究的依據

孟良河倒虹吸施工圖紙和針對預應力施工的設計技術要求。

1.3 研究方法

以現有實際數據為基礎，分析對比改進前后的成本高低和改進前后的優劣；建立合理的施工順序和工藝流程。采取數據采集、合理分析、總結推廣相結合，理論與實際相結合的工藝與技術路線。

2 倒虹吸管身預應力施工工藝研究的目的及國內外發展趨勢

2.1 目的、意義

通過孟良河倒虹吸管身預應力施工實踐，逐步合理安排預應力混凝土各工序之間穿插，并逐步研究出從預應力各部件埋設到張拉、灌漿及封錨時的較適宜的施工工藝和較配套的施工設備及輔助設施，從而總結出一套針對倒虹吸管涵的預應力施工工藝流程。

2.2 國內外現狀，水平與發展趨勢

國內外對倒虹吸管身的預應力施工沒有針對性的預應力施工工藝流程，僅有宏觀的指導性文件。隨著預應力施工工藝的發展，預應力施工工藝逐漸應用到水利行業，尤其是應用在倒虹吸工程等大型建筑物上，該工藝安全可靠并降低工程造價，具有廣闊的應用前景。

3 主要技術關鍵

①綜合現場實際施工情況和施工效果進行分析，簡化施工過程，提高生產效率。②在符合規范要求的前提下，改進施工工藝，節約成本。③精確建立預應力施工工序與模板、鋼筋等工序施工的先后順序，分析如何合理安排施工進程。

4 研究內容、研究進度

4.1 研究內容

①總結預應力施工中，從鋼絞線下料、擠壓、編束、布設波紋管、穿束、錨具固定、張拉、灌漿全過程操作要點和質量控制要點，并綜合現場實際施工情況和施工效果進行分析，簡化施工過程，提高生產效率。②研究預應力施工工序在倒虹吸底板、墻體、頂板各施工部位不同的穿插工藝流程。③精確建立預應力施工工序與模板、鋼筋工序施工的先后順序，分析如何合理安排施工進程，確定預應力各工序開始施工的最佳時機。④研究預應力施工輔助設施，更快速、更安全地完成張拉施工。⑤張拉順序的改進，以減小基坑降水時間。⑥管身預應力施工部分施工定額的確定，及人員的合理組織。

4.2 研究進度

①2006年10月，下料方法及下料長度確定，擠壓P錨設備選型。②2006年11月至2007年4月，倒虹吸底板、墻體、頂板預應力埋設施工工藝流程確定。③2007年4月至2007年5月，倒虹吸張拉設備選型和張拉輔助設施成型應用。④2007年5月至2007年6月，預應力孔道灌漿設備選型、灌漿工藝和封錨方案優化。⑤2007年7月至2007年9月，資料整理、總結，寫出成果報告。⑥2007年10月至2007年11月，請教專家對該施工工藝進行論證、指導、改進。⑦2009年1月，向主管部門申請，組織專家論證會，對預應力施工工藝研究課題評審。

5 所需主要材料、儀器、設備

6 工程運行情況

2008年9月至2009年8月，從河北省4個水庫應急向北京市區供水；2010年6月至12月，第二次由河北省向北京市應急供水；兩次供水全部經南水北調京石段應急供水工程渠道調水，孟良河倒虹吸作為渠道上的控制性建筑物，經過了兩次過水的考驗。2011年5月，孟良河倒虹吸工程所在的S17標段，通過了項目驗收，孟良河倒虹吸單位工程被評定為優良。

7 結語

河北省水利工程局“預應力施工工藝研究”課題組，在施工過程中對倒虹吸管身預應力施工工藝進行了研究分析，根據收集到的工程資料和了解到的相關情況，確定了合理的預應力施工方案。針對如何確定穿插順序、如何優化張拉順序等一系列關鍵技術問題，組織相關工程專家進行反復研究對比，科學論證，精確建立了預應力施工工序與模板、鋼筋工序的穿插順序，創造了預應力工序施工時的施工輔助設施，并優化了預應力的張拉順序，簡化了施工過程，總結了施工中的注意事項，保證了施工質量，加快了施工進度，創造了較高的經濟效益，對后續同類工程施工具有指導意義。

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[6]河北省水利工程局.《倒虹吸管身預應力施工工藝研究》科技創新項

目，2007.

作者簡介:

趙明，（1978年10月—），男(漢族)，河北省石家莊市，水利水電工程師。

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