三峽升船機塔柱施工技術

周建華

（中國葛洲壩集團股份有限公司三峽分公司，湖北宜昌 443002）

1 前言

三峽升船機為齒輪齒條爬升式垂直升船機，其過船規模為3 000噸級，最大提升高度113m，具有提升高度大、提升重量大、船廂與混凝土建筑物結合密切，施工精度要求高等特點，是目前世界上規模最大和技術難度最高的升船機[1，2]。

三峽升船機船廂室段塔柱總長119 m，總寬57.8m，采用對稱結構布置。每側塔柱由兩個筒體和3個承重墻組成，筒體與墻相間布置，每個筒體長40.3m，寬16.0m，高1.0m。筒體在平面上呈凹槽形，螺母柱和齒條裝設在凹槽的側壁上，在凹槽外圍布置有樓梯間、電梯井和電纜豎井。在高程84.50m設平衡重在下游的安裝平臺，同時兼作升船機塔柱與下游間的交通通道；高程185.00m平臺為升船機與壩頂間的交通通道；高程175.00m、高程189.00m平臺為平衡重在上游的安裝檢修平臺。兩側塔柱在頂部高程196.00m，通過7根橫梁和兩個平臺實現橫向連接，中控室平臺和觀光平臺分別布置在上、下游塔柱筒體凹槽的上方[3]。

塔柱結構是三峽垂直升船機的主要建筑物之一，高度為149m，屬于高聳結構，由于功能的要求，它不同于一般的民用高層建筑。第一，它頂部建有長120m、高20m的大型機房，而且要求運行時機房工作人員有良好的舒適度；第二，為保證承船廂的順利提升，需嚴格限制塔柱結構的變位；第三，由于三峽工程的重要性，塔柱結構要求有很好的抗震性能[4]。為了達到這些要求，采取合適的施工技術與方法進行塔柱的施工就顯得至關重要。

2 總體施工程序

塔柱為混凝土薄壁結構，施工期4個塔柱和剪力墻處于底端固定、頂部自由的狀態。受混凝土溫升、干縮、徐變、年溫度變化、風荷載、船廂和平衡重等工作荷載以及太陽偏照等因素的影響，塔柱在縱向、橫向和垂直向都會產生一定的變形[5]。為滿足升船機安全運行的要求，在對塔柱的變形規律進行研究的基礎上，充分分析塔柱變形對升船機運行的影響，采取如下施工程序：升船機塔柱混凝土澆筑到頂部高程后，在縱向與剪力墻連接，在橫向通過聯系梁和平臺與另一側塔柱連接，形成立體的封閉框架，并在此以前完成高程120.00m以下齒條、螺母柱的安裝，上述條件具備后利用平衡重系統對整個塔柱進行加載，加載完畢后再進行高程120.00m以上的齒條、螺母柱的安裝。采用上述施工程序可使塔柱上部機電設備在接近實際運行受力狀況下完成安裝，從而最大限度地降低施工期變形對升船機運行的影響。升船機施工總體程序如圖1所示。

圖1 升船機施工總體程序圖Fig.1 Thewhole construction progressof ThreeGorges Projectship lift

3 施工特點與難點

三峽升船機塔柱結構為超高層混凝土薄壁結構，對混凝土的施工質量與埋件安裝精度有較高的要求，其主要的施工重點和難點問題如下。

1）土建結構精度控制。塔柱結構中鋼筋和埋件較多，筒體模板制做、混凝土澆筑精度要求高，因此施工過程中測量、放樣、定位的精度比普通高層建筑更高。同時，塔柱混凝土不但要滿足自身及單體埋件的精度要求，而且還要滿足埋件群相對精度的要求，因此如何保證塔柱筒體形體精度，包括相對位移、垂直度、平直度等滿足技術要求是本工程的重點，也是其難點。

2）金屬結構及埋件精度控制。金屬結構埋件安裝工程量大、施工工序多而且安裝技術復雜。同時，金屬結構埋件安裝精度要求高、調整定位工作量大、精度檢測和控制難度大[6，7]，如4根同高程齒條安裝高程相對差不超過2mm，首節螺母柱下部標記高度位置偏差不超過±2mm等。因此必須采取相應的技術措施以滿足這種高精度施工的要求。

3）混凝土溫控防裂。三峽升船機塔柱混凝土結構特殊，溫控防裂難度比常規混凝土結構大，主要體現在以下幾個方面：a.塔柱筒體形體復雜，應力集中，極易產生溫度裂縫。b.塔柱筒體中鋼筋密集，含筋率高達80%以上，再加上墻體內還布置有大量的金屬結構埋件，且較集中，容易出現導熱不均。c.塔柱筒體是薄型混凝土結構，墻厚僅1.0m，因而受外界氣溫影響大。d.塔柱筒體混凝土施工期較長，高溫季節氣溫高且持續時間較長，秋冬季溫差大，混凝土運輸較遠，在其運輸過程中混凝土溫度回升影響大。綜上所述，在施工過程中，必須及時有效地采取保溫和通水冷卻等溫控措施以防止混凝土產生溫度裂縫。

4）安全控制難度大。塔柱垂直高度大，工作面多，混凝土澆筑與埋件安裝均為高空作業，各施工項目平行交叉立體作業[8]，相互干擾較大。因此，針對這種高空立體交叉作業，進行有效的安全控制也是本工程的重點和難點。

4 塔柱施工技術

4.1 升船機高精混凝土、金屬結構機電設備施工測量控制技術

4.1.1 高精度測量控制網建立

測量控制網是整個施工場地的測量基準，是升船機各部位土建施工、埋件安裝、機電設備安裝及各階段變形測量的依據。此外，升船機各種埋件以及設備點的安裝定位要求高，對測量控制網的精度和可靠性提出了較高的要求。三峽工程現有的控制點的密度及精度均不能滿足升船機土建施工、埋件安裝、機電設備安裝及變形測量的要求，因此需在現有控制網點的基礎上進行加密并校核精度。

1）高程控制網的建立。根據地形和現場條件，為便于施工放樣和變形測量，同時結合升船機結構特點，高程網點在原有網點的基礎上，增設了5座水準點，新增設的5個高程點均采用混凝土水準標石，其埋設和施工要求按照《國家一、二等水準測量規范》執行。

2）平面控制網的建立。升船機船廂室塔柱結構土建施工及一期埋件對控制網的精度要求比二期埋件對控制網的精度要求低。因此針對土建施工放樣及二期埋件安裝分別建立施工控制網與安裝控制網。安裝控制網在二期埋件安裝前進行測量，與施工控制網點位一致，但施測等級不同。

因各網點布設位置高差大，點間垂直高度大，塔柱等主體建筑施工完成后，控制網點間不具備通視條件。為了克服上述條件限制，減小大垂直角、折光差等對控制網測量精度的影響，施工控制網分兩級布設，即在高程差較大的點位間建立GPS（全球定位系統）首級控制網，然后利用高精度全站儀布設二級加密網，但兩級控制網按照相同的精度等級進行布設。為了解決不通視的問題，在施工控制網施測時，將施工基準傳遞到安裝控制網中。

4.1.2 設備選型

根據垂直升船機土建施工的精度要求，核心控制觀測儀器采用瑞士Leica公司生產的TCA2003全站儀和DNA03數字水準儀。同時綜合考慮升船機大型機械、機電設備安裝的精度要求和觀測效率，局部大尺寸工件的關鍵點定位測量采用超高精度Leica TDA5005工業全站儀。為了確保由下向上的高精度鉛垂基準，垂直投影采用瑞士Leica公司生產的天頂垂準儀和天底垂準儀。

特殊形體部位（諸如塔柱）的土建施工測量放樣和金屬結構安裝測量可采用Leica TPS1200+型號的高精度全站儀。此外升船機測量高程較高，測量控制網點布置分散且較遠，施工周期長，受外界環境與天氣等影響大，綜合考慮采用抗干擾能力強的新型PinPoint無棱鏡測量技術。

金屬結構及機械、機電設備安裝測量采用Leica TDA5005高精度工業測量系統，其內置精密測距儀，配備Leica專業Axyz軟件，具有高精度的定位與跟蹤目標的能力。

4.2 升船機高精混凝土連續快速施工技術

三峽升船機塔柱混凝土采用液壓自升式模板進行澆筑。液壓自升式模板主要由面板系統、支撐系統、爬升系統三大部分組成。爬升系統包括預埋件部分、導軌部分、液壓系統部分。模板面板高3.6m，澆筑層高3.5m，每塊每層模板可單獨爬升、重新定位和進行精度調整，具有操作安全、定位簡便、結構施工誤差小、容易糾偏等特點，能滿足升船機塔柱筒體混凝土施工精度和快速施工的要求。

由于升船機塔柱筒體內板、梁及牛腿結構較多，對爬模連續上升容易產生影響，因此為了確保爬模連續上升，必須對筒體結構施工過程進行優化。具體如下。

1）對牛腿、凸臺及板梁等結構的處理。對于牛腿、板梁等凸臺結構，采取預留凹槽的形式先施工筒體混凝土，待液壓自升式模板爬升越過后再施工相應的板、梁及牛腿混凝土。預留的凹槽通過免拆金屬網模板形成，同時相應的板、梁及牛腿處的結構鋼筋在此斷開，鋼筋采用直螺紋不錯接頭形式預留，后期采用直螺紋套筒連接。

2）對孔洞、凹槽等結構的處理。孔洞、凹槽之所以影響模板連續上升，是因為液壓自升式模板導軌的錨固件無法安裝，導致模板導軌無法布置，從而影響模板連續施工。因此當模板錨固件（掛錐）位于凹槽或凹槽附近時，先期將掛錐周邊的凹槽采用混凝土填滿，待爬模爬升后，由人工鑿除掛錐周邊混凝土形成凹槽；當模板錨固件（掛錐）位于樓板梁預留門洞時，則利用門洞內塔柱墻體鋼筋網加焊鋼板的形式固定并加長B7螺栓及模板掛靴；當模板掛錐位于結構門洞內時，采取在門洞側墻預埋多卡錨錐，后期采用型鋼支撐的方式固定加長B7螺栓及爬模掛靴。

4.3 升船機塔柱薄壁混凝土溫控防裂施工技術

塔柱筒體混凝土施工初期出現了混凝土澆筑溫度和最高溫度超過設計允許值的現象，其主要原因有。a.混凝土運輸距離較遠，運輸途中制冷混凝土溫度回升較大。b.初期混凝土澆筑強度偏低，倉面混凝土覆蓋時間長，溫控措施不完善等，倉內混凝土溫度回升較大。c.自爬式模板為2 cm厚的木板，側面散熱困難。

鑒于此，從混凝土生產到混凝土澆筑的過程中采取以下幾方面的措施控制混凝土溫度。a.拌和。拌制混凝土時，必需嚴格按照實驗室簽發的配料單進行配料，水、水泥、砂子均以重量計，稱量偏差控制在允許偏差范圍內。拌和程序和拌和時間通過試驗決定，并嚴格控制。b.控制出機口混凝土溫度。高溫季節開倉前提前通知拌合樓對骨料進行預冷，為減少預冷混凝土溫度回升，必須嚴格控制混凝土運輸時間和倉面澆筑坯覆蓋前的暴露時間。c.降低混凝土澆筑溫度。預冷骨料和冷水拌和是降低混凝土澆筑溫度的主要方法。同時合理安排澆筑時間，避免高溫時段澆筑，條件允許的情況下，在混凝土運輸設備上方搭設遮陽棚，同時對混凝土運輸車輛進行灑水降溫，并盡可能地減少轉運次數。d.采取個性化的通水冷卻措施。根據不同季節混凝土內部溫度監測情況，適時調整通水流量和通水水溫。e.合理控制澆筑層厚及澆筑間歇時間。塔柱筒體、柱、墩、墻等結構混凝土層間間歇期嚴格按照設計要求進行控制。此外對預計為長時間停止澆筑的倉面，需覆蓋表面混凝土以進行保溫。

4.4 升船機金屬結構埋件安裝技術

4.4.1 一期埋件安裝技術

三峽升船機船廂室段主要金屬結構一期埋件包括：螺母柱一期埋件、齒條一期埋件、平衡重系統一期埋件及縱導向一期埋件等類型。預應力鋼筋穿過埋設在一期混凝土中的聚氯乙烯（PVC）套管，將齒條（螺母柱）、二期埋件、二期混凝土與一期混凝土墻連接。通過施加預緊力使齒條（螺母柱）、二期埋件以及一、二期混凝土形成整體承載結構。因此，齒條、螺母柱一期埋件（PVC套管）的安裝位置精度比其他的金屬結構一期埋件的要求高得多。并且相應安裝部位鋼筋密集，在安裝中與土建施工干擾大，安裝質量控制難度較大，因而作為主要對象進行施工控制。

為確保套管安裝精度，并保證套管在混凝土澆筑過程中不發生位移，滿足混凝土澆筑后，套管安裝位置偏差不超過±5mm的要求，制作了齒條、螺母柱一期埋件輔助調整鋼架，并在施工中予以改進。在鋼架上將套管的安裝高程及位置基本定位，并用調整螺桿及管夾固定一期埋件，用以現場精確調整齒條、螺母柱一期埋件的安裝位置，提高安裝效率及安裝精度。套管調整完成后，一期埋件與鋼架固定，將一期埋件單獨加固，避免了埋件與土建鋼筋間的相互干擾及混凝土澆筑過程中的位移。在PVC套管調整過程中，每次調整前都利用測量儀進行線垂垂掛基準點復測，然后通過線垂對PVC套管進行調整，半個工作日內就可以順利完成每倉的PVC套管精調加固及最終驗收，極大提高了工作效率。同時因為每列套管均以同一根線垂為基準，這樣調整完成的每列PVC套管的安裝偏差基本都保持在一個變化趨勢內，在很大程度上提高了PVC套管整體安裝偏差變化方向的統一性，并確保了套管安裝滿足設計精度要求。

4.4.2 二期埋件安裝技術

按所屬功能及各自作用，三峽升船機金屬結構二期埋件分為平衡重軌道、縱導向軌道、齒條二期埋件及螺母柱二期埋件四大類。各類埋件結構形式不同、作用不一，在安裝質量控制方法上既有共性也各有不同特點。

1）齒條、螺母柱二期埋件安裝技術。三峽升船機齒條、螺母柱及其二期埋件在安裝上具有安裝高度高、單件尺寸重量大、結構復雜、安裝空間狹小、施工精度要求極高、施工環境復雜等突出特點。針對以上特點主要采取的技術措施如下。a.制作埋件調整及加固工裝，利用工裝將埋件與筒體上的預埋錨板連接，既便于安裝調整，也能夠對埋件進行加固。b.提前對埋件安裝部位的一期鋼筋進行檢查，對個別鋼筋及時調整，確保一期鋼筋與設計位置一致。安裝前對存在干涉的豎向鋼筋進行切割處理。c.控制點測量時，對4根齒條埋件的12個控制點、4套螺母柱埋件的24個控制點一次測量并相互校核，減少系統誤差，提高測量精度。每根齒條、螺母柱埋件的3個測量控制點投射完成后，相互校核其間距，降低投點誤差。d.對測量控制點、埋件首節投點均采取施工、監理、業主三方分別獨立測量的方式進行，減少人為誤差。e.二期砼澆筑過程中，合理控制澆筑速度，并采用百分表對埋件表面進行同步監測，發現異常及時停止澆筑。f.齒條、螺母柱埋件的安裝關鍵是控制其高程位置。4根埋件的首節下端面相對差不大于1mm，其余埋件均以下端面為基準測量。因此在調整時，必須首先控制好埋件高程，確保埋件下/上端面水平度。在此基礎上，綜合考慮埋件中心位置、垂直度偏差。高程方向考慮環境溫度帶來的埋件尺寸變化，高程測量時需準確記錄環境溫度，并轉換為17℃時的高程值。g.二期埋件調整定位后，用輔助材料或鋼結構件將其與一期預埋件焊牢加固，以免澆筑二期混凝土時發生位移。但加固用輔助材料不允許直接焊接在固定設備的主要構件上，而只能焊接在這些構件伸出的錨件、栓柱上，或者焊接在不會引起主要構件產生局部變形以及整體變形的次要構件上。

2）縱導向導軌安裝技術。首先，縱導向導軌二期埋件埋深淺，空間狹小，無法使用傳統的內置安裝調整、固定裝置，因此固定焊接施工難度大；其次，導軌安裝單元尺寸大而薄，剛度小，吊裝、運輸極易引起變形；此外，因其工作表面尺寸較大，在混凝土澆筑時所受的側壓力較大，導軌容易移位。針對上述問題，設計了一種適合于總體安裝高度大、結構剛度小，且整體安裝精度高的導軌埋件工裝以滿足安裝施工需要。該裝置一次安裝，可多次循環使用、方便移動和定位，可以滿足三峽升船機安裝進度質量要求。工裝分輔助鋼架和加固工裝兩部分，輔助鋼架由兩根經機械加工的鋼梁焊接而成。安裝時，首先將導軌板通過螺釘連接到輔助鋼架的機加工面上，將軌道與輔助鋼架連接成整體，便于對軌道運輸、吊裝及調整。最后通過輔助鋼架結構與外圍的加固工裝連接，焊接固定在塔柱混凝土表面的一期埋件上，確保軌道整體穩定性。

3）平衡重導軌安裝技術。升船機塔柱的每個平衡重井內安裝工字形、T形軌道各一根，兩根軌道成對使用，確保平衡重組沿軌道面上下運行。其中，工字形軌道有5個導軌面，T形軌道有兩個導軌面，各軌道面相互間定位精度、軌道全長垂直度要求高。施工中關鍵是控制好軌道面的X、Y軸坐標值。由于平衡重軌道與塔柱筒體土建施工同步進行，上下立體交叉作業，相互干擾，安全風險大，同時又受塔柱自升式爬模平臺影響，建塔吊鉤無法靠近安裝部位，軌道就位困難，軌道測量只能從平衡重井內投點測量，測量難度大。此外平衡重軌道背部設計有若干排等間距的錨釘，該錨釘與土建一期鋼筋間的中心距非常小（僅75mm），這就要求一期結構鋼筋施工精度必須滿足設計要求，一旦存在偏差，軌道就無法順利就位。

針對上述難題，參考縱導向導軌安裝思路，結合平衡重軌道結構形式及特點，其主要安裝措施如下：a.制作平衡重軌道安裝專用工裝，簡化軌道的調整與加固。根據工形軌道和T形軌道的不同結構形式，分別加工制作配套專用工裝。b.提前對軌道安裝部位的一期混凝土及鋼筋進行檢查，對個別安裝位置偏差大的鋼筋及時調整，確保一期鋼筋與設計位置一致。c.進行安裝模擬試驗，提前研究、細化安裝測量方案。d.每根軌道各設兩個測量控制點，對每個平衡重井的4個控制點一次測量并相互校核，減小每個井內兩條軌道間的測量誤差。每條軌道的兩個測量控制點投射完成后，相互校核其間距，減小投點誤差。e.每個平衡重井內的4個控制點、每條軌道的首節投點均采取施工、監理、業主三方分別獨立測量的方式進行，減少人為誤差。f.軌道吊裝過程中最初采用雙吊點配合手拉葫蘆的就位方式，安裝費時且鋼絲繩與自升式模板干擾大。經優化后改為單繩吊裝，利用2品模板間的空間將軌道順利就位。利用軌道上的工裝連接孔安裝滾輪，建塔吊裝軌道下降就位時，滾輪在墻體上運轉，避免了軌道背部栓釘與鋼筋的碰掛。

4.5 升船機機電設備安裝施工技術

4.5.1 齒條結構設備安裝

齒條作為船廂驅動機構向混凝土塔柱的傳力構件，同時兼作船廂的橫向導軌，安裝精度直接關系著船廂能否順利運行，其施工控制要點如下。

1）4組齒條的同步驅動控制。齒條共分4套對稱布置，作為船廂驅動機構向混凝土塔柱的傳力構件，安裝中首先要確保4組齒條做到同步驅動，即在安裝精度上要確保4組齒條相對關系滿足設計要求。

2）首節齒條的安裝精度控制。齒條由齒條部與導軌板組成，處于齒條起始基準節的導軌板作為小齒輪托架的定位導向裝置，其安裝質量直接關系到后續齒條部安裝是否滿足精度要求。因此，必須確保4組齒條起始基準節的導軌板安裝精度滿足設計要求。

3）齒條加固強度控制。單節齒條從安裝到驗收，需經過間隙灌漿、預應力張拉施工兩道工序。為確保安裝質量最終滿足技術要求，在以上兩道工序施工過程中，單節齒條的加固強度必須確保齒條不發生位移。

4）測量控制。a.齒條設備安裝的測控基準必須采用齒條二期埋件測控基準。b.由于螺母柱安裝是以齒條安裝為基礎，所以必須嚴格控制好齒條首節安裝的質量。c.齒條初步調整與定位。用經過檢驗的鋼板尺對齒條的垂直度和距齒條安裝縱、橫向中心距進行檢查，使用千斤頂對齒條的位置以及高程進行粗調。初步定位后，利用鉛垂線對齒條垂直度進行調整，調整到位后采用臨時調節螺栓固定。d.齒條精確調整與定位。利用輔助調整工裝上的調節螺栓對齒條進行精確調整。齒條的安裝高程采用高精度DNA03數字水準儀測控。e.使用高精度的工業全站儀、數字水準儀等測量設備和儀器對齒條的鉛垂度、相對于船廂縱橫向中心軸線的距離偏差、齒條反向導軌面與船廂室縱向中心線的平行度公差以及4套齒條間相對位置等各項幾何尺寸進行調整，直至滿足設計精度控制要求。

5）其余每個節段齒條安裝調整方法、測量方法與首節安裝基本相同，但需控制兩節齒條齒距偏差，用齒條間的隔板進行精確調整。測量采用帶測桿的大尺寸千分尺。

4.5.2 螺母柱結構設備安裝

螺母柱作為船廂運行安全鎖定機構，安裝精度直接關系著船廂的安全運行。調整時，必須同時調整4組螺母柱相對于4組齒條的各段所設的刻線高程及齒條與螺母柱的軸線位置，以確保在船廂運行過程中，齒輪與螺桿的同步上升。其施工控制要點如下所示。

1）同部位螺母柱與對應齒條間、4組螺母柱間的同步控制。螺母柱共分4套對稱布置，作為船廂驅動安全鎖定機構，安裝中要確保同部位螺母柱與對應齒條間、4組螺母柱間的同步控制，即在安裝精度上要同時確保螺母柱與齒條間、螺母柱間的相對關系滿足設計要求。

2）螺母柱加固強度控制。單節螺母柱從安裝到驗收，期間需經過間隙灌漿、預應力張拉施工兩道工序。為確保安裝質量最終滿足技術要求，在以上兩道工序施工過程中，單節螺母柱的加固強度必須確保螺母柱不發生超差位移。

3）測量控制。a.螺母柱吊裝。采用TCR1201全站儀在二期埋件上標定主要安裝軸線，并初步定位二期埋件。b.螺母柱輔助調節裝置安裝。在氣溫（17±3）℃、風力小于2級的現場環境下檢核定位基準裝置系統。采用電磁波測距垂直高程傳遞法一次性測設整個高程定位基準裝置。c.布置安裝線架并進行初步調整。采用懸掛鋼琴線的方式對垂直度進行粗略調整定位。鋼琴線主要使用精密全站儀TCA2003結合大尺寸千分尺來精確放樣，定位時最大點位中誤差不超過2mm。鋼琴線定位調校過程中受環境因素影響大，特別是鋼琴線的擺動誤差與風力大小、風向、鋼琴線的高度等因素相關。選擇在最適宜的條件下進行鋼琴線定位，各方面影響的綜合誤差可以控制在3mm以內。d.螺母柱精確調整并定位。采用兩條引張線作為安裝基準，用定位基準裝置的調節螺桿結合NET05工業全站儀對螺母柱安裝尺寸進行精調。當現場風力達到或超過3級時，停止埋件及螺母柱的調整、定位與檢測工作。在高度方向以相鄰的同高程齒條為基準。用DNA03數字水平儀進行測量調整，螺母柱上每間隔7個螺距所作的標記與同高程齒條上的每間隔16個齒所作的標記處于同一水平面，其誤差不得超過2mm。

4.6 齒條、螺母柱間隙灌漿施工技術

根據齒條、螺母柱埋件結構的要求，在齒條與鋼結構以及螺母柱與鋼結構間留有4 cm縫隙，待齒條、螺母柱安裝完畢后，將縫隙用高強度、高流動性的灌漿材料充填，以滿足齒條、螺母柱所受到的巨大荷載傳遞給鋼筋混凝土結構的傳力要求。目前，國內外均沒有采用該灌漿材料來實現如此重要結構的結合和傳力的工程實例，灌漿材料和灌漿縫隙的受力和變形則成為施工研究的關鍵。

為了確保灌漿質量，同時摸索一套合理的施工方法和完整的施工技術，采取了原型模擬試驗。試驗主要分為4個方面：材料物理性能檢測試驗、材料力學性能檢測試驗、室內模型灌漿試驗和灌漿效果質量檢測試驗。

根據以往接縫灌漿材料的施工經驗，主要開展了壓力灌漿法施工技術的研究。通過在室內制作灌漿試驗模型，試驗研究灌漿材料的流動性、可灌性、擴散半徑等基本灌漿參數，并研究與灌漿材料相適應的灌漿施工工藝參數，選擇出可應用到實際工程施工中的合適的制漿設備和泵送設備，為現場施工提供合適的灌注工藝參數。

通過對灌漿材料物理性能和力學性能指標試驗以及灌漿工藝試驗，優選推薦出符合三峽升船機齒條、螺母柱接縫灌漿設計要求的灌漿材料和合適的灌漿工藝，為三峽升船機齒條、螺母柱接縫灌漿材料的選擇提供參考，并為灌漿材料施工提供合適的工藝參數。

4.7 高空大跨度橫梁結構施工技術

三峽升船機塔柱頂部高程196.00m處的左、右側由11根跨航槽橫梁和兩個平臺（中控室和觀光平臺）連接。其中7根橫梁單獨布置，兩個平臺部位各有兩根橫梁和兩根縱梁。7根單獨布置的橫梁兩端由基礎梁進行連接。橫梁左端設計有寬槽后澆帶，寬槽后澆帶在橫梁混凝土澆筑完成兩個月后澆筑。跨航槽橫梁的兩端靠塔柱側設計成三角形牛腿，梁中部為矩形斷面，縱梁最大尺寸為19.1m×1.5m×7.25m（跨度×寬度×高度），橫梁最大尺寸為25.8m×2m×2.75m×7.15m（跨度×寬度×中部高度×兩側高度）。橫梁結構立體圖如圖2所示，橫梁結構剖面圖如圖3所示。

圖2 橫梁結構立體圖Fig.2 Stereogram of beam structure

圖3 橫梁結構剖面圖（高程單位為“m”，其余單位為“cm”）Fig.3 Sectionalview of beam structure（the elevation unit is“m”，the restunit is“cm”）

三峽升船機橫梁結構跨度大，混凝土自重大，對混凝土施工的支撐結構要求高。同時，橫梁結構的施工屬于高空作業，與齒條、螺母柱、縱導向導軌及二期埋件安裝、二期混凝土施工部位之間形成多重交叉作業，施工干擾大，施工過程中存在的安全風險較普通梁系施工要高的多。針對上述施工難點，對預制梁整體吊裝方案、疊合梁方案、鋼構梁方案、貝雷架支撐方案進行了研究比選，結合升船機現場施工設備及混凝土澆筑手段，經過經濟技術比較，最終決定塔柱橫梁梁系采用貝雷架支撐方案進行施工。同時，為保證施工安全，在施工過程中嚴格控制施工程序。為增強塔柱結構強度，在進行橫梁混凝土澆筑前，塔柱平衡重二期混凝土需澆筑至高程168.00m以上，塔柱內部縱向聯系梁后澆帶需澆筑至高程180.00m。而且，為保證高程196.00m平臺橫梁結構混凝土的整體性，全部橫梁結構不分倉一次性澆筑完成。

5 結語

通過采取以上先進的技術，結合三峽工程的先進管理模式，從技術攻關到施工組織等方面圍繞塔柱混凝土施工、金屬結構埋件高精施工進行科學管理、全面優化，保證了三峽升船機塔柱施工順利進行，塔柱混凝土質量、埋件安裝質量均達到預期效果，各項指標符合設計要求。

針對三峽升船機塔柱施工的特點與難點，在施工過程采用了混凝土高精度施工技術、金屬結構埋件及結構設備高精度安裝技術、高空大跨度貝雷架安全施工技術、薄壁混凝土重載荷預應力錨固系統、復雜高位深梁大跨度梁系混凝土現澆施工技術等一系列的技術手段。這些新的技術手段的成功應用，不僅保證了三峽升船機塔柱施工的順利進行，同時成功地實現了“混凝土”與“高精”的融合，為高精混凝土的施工打下了堅實的基礎。

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