淺談渡槽工程預應力槽身關鍵點施工作業技術

[摘 要] 槽身段預應力施工工藝的選擇控制，不但影響工程建設進度，也關系到渡槽建成后的運行安全和使用壽命，是渡槽工程施工過程的關鍵點，做好各環節施工技術交底和克服施工質量通病是控制預應力槽身施工好壞的關鍵因素。

[關鍵詞] 止水；槽身預應力；施工工藝；質量問題

[中圖分類號] TV6 [文獻標識碼] A

南水北調工程中，有40余座跨越山谷和江河的渡槽工程，是世界著名的引水渡槽，它由進出口段、槽身段、支承結構和基礎等部分組成。這里結合工程實踐，簡要介紹槽身段預應力施工工藝，并對常見的問題進行分析，針對性地提出具體防治對策，以積累渡槽工程關鍵點施工經驗，逐步提高工程建設質量管理水平。

1 止水施工

1.1 止水片（帶）的安裝

止水片（帶）須按設計位置跨縫對中進行安裝，并用托架、卡具定位，確保在混凝土澆筑過程中不產生變形或位移。不允許有拉筋、鋼筋或其他鋼結構與止水相碰接。

橡膠止水帶的連接宜用硫化器熱粘接，橡膠止水帶的熔接既要材料充分熔化，又不要燒焦發黃，熔接處要密實，沒有氣泡或漏焊的地方。

紫銅止水銅鼻子內澆瀝青柱前，預先放置一根在瀝青里浸透的麻絲。在澆瀝青柱的過程中，采取多次多層澆的方法可使瀝青柱澆得比較密實，澆瀝青時速度要盡可能快，縮短層與層之間的間隔時間。

1.2 混凝土澆筑過程中，止水片（帶）的質量控制

止水帶的防滲效果與混凝土澆筑有密切關系，對于垂直方向上的止水帶，應在止水帶兩側均勻地澆筑混凝土。對于水平或傾斜方向止水帶，在澆下部混凝土時宜先將止水帶稍加翻起，混凝土澆滿并排氣后放下止水帶，再澆上面的混凝土，以免氣泡和泌水聚集在其背面。

混凝土振搗過程中，應人工剔除止水片（帶）周圍砼料中的大粒徑骨料，在止水片（帶）附近振搗時，可使用軟軸振搗棒或其他小型振搗器振搗密實，嚴禁振搗過程中振搗器直接觸及止水片（帶），導致止水片（帶）移位。

禁止在止水片（帶）處直接下料，防止澆筑過程中，混凝土料直接沖擊止水片（帶），導致止水片（帶）移位、變形。

在施工過程中，嚴格禁止踐踏水平止水片（帶）。應隨時將其上污、雜物清除。

對于有遇水膨脹線的止水帶，防止水流提前浸潤膨脹線。

在混凝土澆筑過程中，承包人應安排專人巡視、管理。如發現跑偏，應及時糾正。

2 預應力施工過程

2.1 鋼絞線下料及編索

鋼絞線驗收合格后方可進行下料作業。下料操作過程中，應遵循以下步驟：

2.1.1 鋼絞線長度依據施工藍圖中單根鋼絞線理論長度，按滿足張拉和設計要求的最小長度截取，使用砂輪逐根進行切割。

2.1.2 不同長度、種類的鋼絞線應掛牌標識，分區堆放以方便運輸、使用。

2.1.3 鋼絞線可在澆筑混凝土之前或之后穿入管道，宜將一根鋼束中的全部鋼絞線編束后整體裝入管道中。

2.2 鋼絞線的鋪設

鋪設鋼絞線時掌握以下原則：

2.2.1 槽身底部波紋管，應在底板鋼筋安裝完成后進行鋪設，其余波紋管需待面層鋼筋安裝完成后進行。

2.2.2 在槽身的任何截面，保持鋼束中心與施工圖中預應力筋的坐標一致。可在槽身端模及槽身外模，定出每個錨索孔的空間位置，并用紅油漆做好標記。

2.2.3 端部承壓板、錨墊板的位置應保證與定位中心線左、右對稱。預應力曲線筋末端的切線應與承壓板相垂直。

2.2.4 預應力槽身施工時，以鋼絞線位置為主，當非預應力鋼筋與主筋位置沖突時，經設計同意可將非預應力鋼筋作適當調整。

2.2.5 鋼絞線端部錨墊板固定在端部鋼筋或端模模板上，采用泡沫膠對其進行填充密室，要求錨具灌漿孔及錨具與波紋管間空隙嚴密不漏漿。錨墊板以外露出的鋼絞線采用彩條布包裹保護，防止槽身澆筑混凝土過程中粘帶水泥砂漿。

2.2.6 成品保護：①現場施工中，各工種應注意保護波紋管，不得在上面堆料、踩踏，以免損傷波紋管。②在整個鋼絞線的施工過程中，如周圍有電焊施工，應對鋼絞線進行遮擋，防止焊渣飛濺損傷鋼絞線，嚴禁電焊機連接鋼絞線，以免通電后造成鋼絞線強度降低。

2.3 鋼絞線張拉工藝要求

2.3.1 張拉準備工作

①張拉端錨墊板和鋼絞線清理干凈，不得有水泥灰漿、鐵銹、污物。

②檢查錨墊板后部混凝土是否密實，如果不密實須進行高壓灌漿處理或者環氧砂漿處理。

③張拉前先把錨具和夾片安裝到位，用鋼管套筒將夾片打緊，要求夾片不允許錯位。

④核查千斤頂和配套油壓表編號與計量標定報告是否相符。鋼絞線張拉設備及儀表應滿足鋼絞線張拉的要求，且應定期維護和標定。

⑤現場組建4個張拉組，分別負責安裝千斤頂、量測伸長值、開油泵和作張拉記錄。

2.3.2 鋼絞線的張拉次序：

槽身預應力采用后張法施工，其縱向采用單端張拉，環向采用兩端同步張拉。為保證槽身受力均勻，縱、環向預應力鋼絞線采用對稱張拉。按先張拉端肋環向鋼絞線，再張拉縱向鋼絞線，最后張拉漸變段至跨中區域環向鋼絞線順序進行。鋼絞線張拉前先單根預緊再整束張拉，單根鋼絞線的預緊力宜為張拉控制應力的10%。

2.3.3 鋼絞線張拉操作要求

①清理錨墊板及鋼絞線。②安裝張拉限位板及千斤頂。檢查錨具、千斤頂、孔道三者軸心是否同心，有偏差時應用手錘輕擊錨環調整位置。③鋼絞線張拉實行雙指標控制，張拉應力控制為主，伸長值校核為輔。每一束鋼絞線張拉時，都應做詳細記錄。④孔道摩阻和鋼絞線的彈性模量Ep取值不同，張拉理論伸長值的計算結果也不同。槽身預應力張拉之前應進行摩阻試驗，摩擦系數以實際測試數據為準。⑤伸長值應從初應力時開始量測，預應力鋼筋實際伸長值除量測的伸長值外，必須加上初應力以下的推算伸長值。對后張法施工，在張拉過程中產生的彈性壓縮值一般可省略。⑥鋼絞線的伸長量實測值加上初始張拉推算伸長值和理論計算值比較應符合《水電水利工程預應力錨索施工規范》（DL/T5083-2004）的要求，若兩者相比，差值超過±6%時應暫停張拉，分析原因后再繼續進行。

3 預應力管道壓漿

鋼絞線張拉完畢后，必須在2天內對預應力管道進行壓漿作業。宜采用真空輔助壓漿工藝，壓漿設備宜具備壓力和灌漿量記錄功能。漿體強度、水膠比和泌水率應符合規范要求，為增加孔道灌漿密實性時，水泥漿中可摻入對鋼絞線無腐蝕作用的外加劑。

3.1 攪拌水泥漿

攪拌前，應先清洗攪拌機，清洗后的攪拌機內不應有殘渣和積水，并應檢查攪拌機的過濾網完好情況，確保攪拌機能正常生產。

水泥漿攪拌均勻后，應定時進行漿體出機流動度試驗，其流動度控制在14 s～18 s，方可經過過濾網進入貯漿筒。

3.2 壓漿過程

①將灌漿閥、排氣閥全都關閉，抽真空閥打開；啟動真空泵抽真空，觀察真空壓力表讀數，即管內的真空度，當管內的真空度穩定在-0.06 MPa～-0.1 MPa左右時，壓力能保持不變即可認為孔道能達到并維持真空。②啟動壓漿泵，排除殘存在壓漿泵及管道內的水分和空氣，當排出的水泥漿和儲漿筒內的水泥漿稠度一致時，關閉壓漿泵，將壓漿泵管道通過快換接頭接到錨墊壓漿孔的控制閥上，打開閥門，啟動壓漿泵，開始壓漿。③觀察排氣管的出漿情況，當漿液稠度和儲漿桶一樣，且流速穩定時，暫停壓漿泵1～2分鐘，保持出漿口的閥門敞開，然后再開啟壓漿泵，待出漿口出漿順暢后，關閉出漿端閥門，使壓漿泵的壓力達到0.5 MPa～0.7 MPa，持壓2分鐘。④在持壓的條件下，關閉壓漿端閥門及壓漿泵，完成壓漿。壓漿順序應先下層孔道后上層孔道，同一孔道的壓漿應連續、一次完成。從漿液攪拌到壓入槽體的時間不宜超過40 min。⑤壓漿過程中，應制作3組標準養護試件（40 mm×40 mm×160 mm），進行抗壓和抗折強度試驗，作為評定水泥漿質量的依據。

3.3 張拉端端部處理

張拉錨固完畢檢驗合格后，用砂輪鋸切斷超長部分的鋼絞線，嚴禁采用電弧切割。鋼絞線切斷后露出錨具夾片外的長度不得小于30 mm。采用與槽體同強度等級混凝土封堵錨具。

4 施工過程中應注意的問題及預防措施

4.1 混凝土澆筑過程中，預應力孔道可能被堵塞

4.1.1 問題與現象

在混凝土澆筑過程中，有時會發生預應力孔道漏漿，嚴重時導致孔道堵塞，這樣就改變了孔道摩阻系數，使預應力張拉控制值發生偏差，當孔道堵塞時鋼絞線穿入困難或無法穿入。

4.1.2 分析原因

①施工過程中，波紋管被損壞破裂。

②波紋管接頭處套接不牢固或有孔洞。

4.1.3預防措施

①澆筑混凝土時，應防止振搗棒直接觸及波紋管。

②進行鋼筋焊接時，應防止電焊火花燒破波紋管。

③管道與錨墊板喇叭口的接頭及管道中間接頭部位，必須牢固密封。

④在混凝土拌和物終凝前，用高壓水沖洗管道，并用通孔器檢查管道是否堵塞。

⑤先在波紋管內穿入稍細的硬塑料管，澆筑完成后再拔出。

4.2 一定要保證預應力孔道坐標位置準確

4.2.1 問題與現象

在預應力槽身施工中，如果預應力預留孔道位置不符合設計要求，鋼絞線位置發生變化，可能會影響槽身使用壽命，甚至結構安全。

4.2.2 分析原因

①讀圖錯誤或坐標計算錯誤，使預留孔道施工安裝錯位。

②在澆筑混凝土過程中，由于預埋件受到擾動，孔道位置發生改變。

4.2.3 預防措施

①熟悉施工圖紙，認真計算預留孔道在每一斷面上的坐標。

②固定波紋管的箍筋位置、間距要合理。

③在澆筑混凝土時，防止振搗棒觸及波紋管等預埋件，防止波紋管上下左右浮動。

5 結束語

止水部位施工、波紋管安裝、預應力張拉及預應力孔道壓漿，是渡槽工程槽身段質量控制關鍵點，因此，應加強現場施工人員特別是農民工的培訓教育，傳授施工技術、質量控制、文明施工以及基本操作技能等知識，對施工中存在的質量隱患問題，及時發現及時處理，盡量減少返工、窩工現象，切實提高現場人員的施工技術水平和管理能力，確保實現工程合同目標。

參考文獻

[1]中華人民共和國水利部.DL/T5215-2005水工建筑物止水帶技術規范[S].北京：中國電力出版社，2005.

[2]中華人民共和國水利部.DL/T5083-2010水電水利工程預應力錨索施工規范[S].北京：中國電力出版社，2011.

[3]中華人民共和國交通運輸部.JTG/TF50-2011公路橋涵施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2011.

作者簡介：李寧（1968.9-），男，本科，高工，研究方向：水利工程。