水北溝渡槽預應力施工工藝

摘要：水北溝渡槽共四跨，單跨槽身為跨度30m的兩孔一聯簡支多側墻結構，槽身縱向、橫向、豎向三向施加預應力。上部結構為雙孔矩形過水斷面，尺寸為2×6m×4.6m，底板厚0.4m，側墻厚0.5m，中墻厚0.6m。槽身結構復雜，施工難度大。目前槽身施工已經完成，結合施工過程介紹一下預應力施工工藝。

關鍵詞：南水北調 水北溝渡槽 預應力 施工 后張法

1 波紋管安裝

1.1 波紋管安裝

在將底網鋼筋及側向鋼筋綁扎好后才能夠進行波紋管的安裝。安裝的過程中，應按照設計圖紙中每個孔道坐標在模板上標出的斷面及矢高控制，坐標尺寸量測的誤差保持在±5mm的范圍內，波紋管應用定位筋固定在附近鋼筋上，同時將其左右位置控制好。

定位筋與附近筋焊接，將波紋管上的定位環（φ6圓鋼，間距50mm，彎段加密）與定位筋焊牢，由專人隨時用凈水冷卻焊點，以防高溫灼傷波紋管，防止波紋管位置移動。波紋管接頭采用專用接頭，在搭接處用密封膠帶纏緊。安裝完波紋管后，根據設計要求對其位置及曲線形狀進行檢查，以保證波紋管固定牢靠。

1.2 排氣孔及灌漿孔布置

①對于一端張拉水平預應力孔道，用φ15mm高壓塑料管從固定端錨墊板預留孔口引出作為排氣孔，用φ15mm鋼管從張拉端錨墊板預留孔引出做為灌漿孔。②對于一端張拉豎向預應力孔道，用φ15mm高壓塑料管從張拉端錨墊板預留口引出作為排氣孔，從固定端錨墊板預留孔口引出作為灌漿孔。③對于兩端張拉部分的預應力孔道，根據施工方便，在一端錨墊板預留孔用φ15mm鋼管引出作為灌漿孔，另一端作為排氣孔。④排氣管要求通至預應力混凝土表面并外露300mm以上，在外端編號并用膠布粘牢，排氣管與波紋管之間應用密封膠布纏緊，灌漿管與錨墊板之間用絲扣連接。

2 鋼絞線加工及安裝

2.1 鋼絞線的下料長度 本工程設計為夾片錨具，施工時采用穿心式千斤頂在構件上張拉，鋼絞線束的下料長度L按下式計算，以校核設計圖紙中下料長度滿足施工需要。

L=L0+2L1+L2+L3

式中L0——固定端（或張拉端）至張拉端錨墊板之間的直線或曲線長度（mm）。L1——錨具長度（mm）。L2——張拉工作長度（mm）。L3——固定端錨板后的鋼絞線長度。

2.2 預應力鋼絞線的下料與編束鋼絞線的下料場地要平整，并搭以長×寬×高為35m×6m×0.5m的工作平臺，便于鋼絞線的編束工作和存放。平臺采用腳手管、腳手板搭設，鋼絞線下料長度誤差控制在-50~+100mm以內。

鋼絞線的下料采用砂輪切割機切割，切割完畢后，將鋼絞線理順，并使各根鋼絞線松疏一致。用20#鐵絲扎成束，間距1.0m，近張拉端2m以內每隔0.5m一道，標明鋼束型號及單根編號，不得扭曲，然后用干凈塑料編織袋包裹非固定端，以防穿束過程中破壞波紋管，同時也便于穿束，最后分類存放。所有鋼絞線下好料后要覆以塑料布防雨淋生銹。

2.3 張拉端錨墊板安裝將錨墊板的頸部套在已經安裝就位的波紋管上，兩者間的搭接長度應在30cm以上，用密封膠帶將搭接處纏緊，并用φ3~4mm鐵絲綁扎固定在錨墊板上，將螺旋筋套入后進行安裝，錨具安裝完成后，將螺旋筋緊貼錨墊板并固定在鋼筋上。錨墊板的孔口必須與波紋管中心線垂直，其端面的傾角必須符合設計要求。在端面模板支立好后，用螺栓將錨墊板固定在上面。

2.4 固定端圓P型錨具安裝圓P型錨具裝配是將固定端的鋼絞線穿過錨墊板及錨板的小孔做擠壓套、封壓板。當張拉端穿束后，將固定端圓P型錨墊板的小孔端套在波紋管上，并將螺紋筋套入圓P型錨具的頸部，裝配好的圓P型錨具安裝到位，用鋼筋架固定在附近的鋼筋上。

2.5 穿束穿束過程中防止鋼束扭轉，注意鋼束端的上下標志。穿束完成后，外露部分用干凈塑料編織袋套牢纏實，并把鋼束與錨墊板之間的空隙堵嚴，以防孔道進水造成鋼絞線生銹影響工程質量。

3 預應力混凝土澆筑

澆筑過程中應對預應力構件密切關注，防止混凝土入倉及振搗過程中對其造成破壞，氺北溝渡槽施工空間非常狹窄，混凝土振搗采用70、50、30插入式振搗器、附著式振搗器和人工輔助振搗，確保波紋管及錨具周圍振搗密實。

4 預應力張拉

4.1 張拉前準備①混凝土結構的強度達到設計強度的80%時，并提交同期混凝土試塊的強度報告。②對千斤頂及油表進行配套校驗，其壓力表的精度在±2%范圍內。③張拉前應清理基面及鋼絞線表面，并檢查錨墊板后面及波紋管邊緣處有無空鼓現象，如有空鼓現象應及時修補，待修補混凝土的強度達到設計強度的80%后，才能允許張拉。④匯同專業人員進行試張拉，確定合理工藝，試張拉過程正常，才可進行張拉。⑤孔道摩阻試驗。正式張拉前進行孔道摩阻試驗，測定實際摩擦系數μ和偏擺系數K值，以確定實際張拉參數，校核伸長量。

4.2 預應力鋼束張拉

4.2.1 張拉設備的定位安裝。渡槽單跨槽身長30m，槽身兩端各留出530mm后澆帶，張拉空間僅剩1100mm（含分縫40mm），張拉工具應首選短小精悍的穿心內卡式千斤頂。將工作錨板套在鋼絞線上，并將一層薄薄的黃油抹在錨板錐孔內，以方便進行錐孔內工作夾片的安裝，注意使夾片均勻打緊并外露一致；將相應的限位板套在千斤頂端頭，進行千斤頂及工具錨板的安裝，工具錨夾片要被安裝在錨板錐孔內，并在錐孔內表面和夾片表面涂上蠟質潤滑劑（約1mm厚），使得夾片在張拉完畢后能自動松開。

4.2.2 預應力鋼束的設計張拉力及張拉步驟。①預應力鋼束設計張拉力，按下式計算：Pj=σcon·Ap。式中σcon—預應力鋼束設計張拉控制應力值。σcon=0.7×fPtk=1302Mpa(fPtk為本工程選用的Φj15.2預應力鋼絞線的標準強度)。Ap—束預應力筋的截面面積。②預應力鋼束的張拉步驟。分三步張拉：第一步：應力由0→15%σcon；第二步：應力由15%→30%σcon，再由30%→60%σcon；第三步：應力由60%→103%σcon。③張拉順序為縱、橫、豎分布總循環，鋼束張拉按同步、對稱、同時張拉的原則。④張拉中，每根鋼束滑絲或斷絲不應超過一根，且其總量不得超過一根縱梁某一截面鋼絲總數的1%。⑤鋼束伸長量 預應力張拉采用雙控，應力控制即由壓力表讀數控制；伸長值控制按張拉過程實測伸長值與理論伸長值比較，預應力鋼束張拉伸長量的測定值與圖中給定值相比誤差不得超過±6%，否則應停止張拉，并查明原因。

4.3 錨固完成預應力張拉后，將送油油路截止閥松開，因預應力筋回縮張拉活塞回程若干毫米，工作錨片將預應力筋錨固好。將回油油路截止閥關閉，向回程油缸送油，活塞慢慢回程到底。將工具夾片，工具錨板，張拉千斤頂、限位板按順序取下。在距工作夾片30mm處切除多余的預應力筋，接著進行保護照的安裝，用螺栓固定在錨墊板上，通過保護罩的預留孔灌微膨脹水泥砂漿，密封錨具，以做好灌漿準備。

4.4 孔道灌漿在往張拉孔道內灌漿時，一般應在預應力筋張拉后24小時內進行。如有特殊情況不能及時進行，應采取保護措施保證錨固裝置及鋼絞線不被銹蝕，以防滑絲。

5 封錨

壓漿完成后將錨頭周邊沖洗干凈并安裝錨具保護罩裝置。張拉端槽身截面的混凝土鑿毛，即可進入封錨階段。對于淺埋式張拉端（指橫向及豎向預應力鋼束），在封錨前按上述要求完成后，將面層鋼筋復原，澆筑二期同等的微膨脹混凝土。

6 支撐拆除

在孔道水泥漿取樣試驗達到80%設計強度后方可拆除。

7 結束語

水北溝渡槽項目工藝復雜，技術含量高，施工難度大，其中預應力施工尤為突出。雖然在本項目施工過程中，各項技術指標基本符合設計要求，但對于水利行業來說，預應力施工技術應用較少，從業人員的理論知識和施工經驗相對不是特別豐富，所以還需要我們不斷地學習和總結。

參考文獻：

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