硯瓦河渡槽和支渡槽工程槽身現(xiàn)澆施工可行性分析

張傳偉

（淮河水利水電開發(fā)有限公司，安徽 蚌埠 233001）

渡槽工程是小浪底北岸（濟(jì)源）灌區(qū)工程的重要組成部分，總干渠工程由隧洞、渡槽、暗渠、節(jié)制閘、分水閘等部分構(gòu)成，渠線全長17.29 km。該工程主要利用已經(jīng)建成的黃河小浪底樞紐小浪底庫區(qū)預(yù)留取水口取水，經(jīng)由總干渠由西向東沿黃河北岸實現(xiàn)向灌區(qū)供水。小浪底北岸（濟(jì)源）灌區(qū)工程建成后能解決濟(jì)源市2733 hm2灌區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉用水及生活、工業(yè)用水需求。硯瓦河渡槽全長191 m，硯瓦河支渡槽全長193 m，渡槽工程主要由進(jìn)口漸變段、槽身段和出口漸變段三個部分組成，屬于9 m×20 m梁柱式渡槽結(jié)構(gòu)，下部采用薄壁墩擴(kuò)大基礎(chǔ)，單排架類型，槽身跨徑20 m，且采取預(yù)應(yīng)力混凝土矩形槽結(jié)構(gòu)型式。

1 問題的提出

經(jīng)過吊裝公司技術(shù)人員和淮河水利水電開發(fā)有限公司技術(shù)人員研究硯瓦河渡槽和支渡槽施工圖紙并實地勘察進(jìn)場道路和施工現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，硯瓦河渡槽和支渡槽單跨槽身重量為258 t，吊裝40 m高度需要300～800 t級汽車吊裝，吊車分解拖運(yùn)到場荷載重量90t～100 t，拖運(yùn)設(shè)備長度22 m～23 m。經(jīng)過專家論證及多家吊裝公司派技術(shù)人員實地考察，現(xiàn)有的進(jìn)場道路不能滿足300 t～800 t的吊車通行。根據(jù)施工圖紙及技術(shù)需要，為了大型吊裝設(shè)備進(jìn)場，需要對現(xiàn)有路基寬度6.5 m的進(jìn)場道路升級改造，待吊車進(jìn)場后再進(jìn)行現(xiàn)場吊裝場地改造，為吊車提供施工場地，方可進(jìn)行吊裝。進(jìn)場道路為村村通水泥路面，中間有兩座危橋年久失修需要加固，幾處彎道及局部路段要升級改造，道路升級改造需要大量資金和時間，同時涉及協(xié)調(diào)工作量較大，即使通過道路改造后設(shè)備進(jìn)場，施工現(xiàn)場也需要大量的石方爆破（硯瓦河渡槽進(jìn)口段）及開挖平整為吊機(jī)修建工作平臺，同時工期和安全性得不到保障，且投入費(fèi)用巨大等施工原因，故而將渡槽槽身設(shè)計吊裝方案變更為現(xiàn)澆施工方案[1]。

2 渡槽槽身現(xiàn)澆施工可行性分析

經(jīng)專家論證及淮河水利水電開發(fā)有限公司技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場實地查看后，進(jìn)行了渡槽槽身現(xiàn)澆施工的可行性論證。

2.1 地形地質(zhì)可行性

硯瓦河渡槽和支渡槽主要為低山丘陵地貌單元，河岸地面高程為215 m～224 m，河溝底部高程172 m。硯瓦河渡槽和支渡槽場區(qū)地層上部為第四系黃土及坡積碎石覆蓋，下部為三疊統(tǒng)二馬營組砂泥巖，呈現(xiàn)出土巖雙夾層結(jié)構(gòu)，并根據(jù)巖性不同自上而下劃分為黃土、碎石、泥巖及砂巖護(hù)層三個地質(zhì)單元。工程場區(qū)地下水賦含于三疊系基巖內(nèi)，屬于基巖裂隙水類型，平均埋深1.0 m～2.9 m，對砼并無腐蝕性。工程區(qū)內(nèi)主要為土巖雙層地質(zhì)結(jié)構(gòu)，地層下部泥巖及砂巖護(hù)層具有較高的承載力，而地層上部黃土和坡積碎石承載力稍低，地層空間分布呈現(xiàn)相對穩(wěn)定性。

2.2 排架施工期安全性

硯瓦河渡槽工程共有9個排架，且全為單排架，排架高度最高達(dá)30 m。對于高度≤12 m的排架一次性澆筑完成；對于高度＞12 m的排架分兩次完成澆筑，從而減輕澆筑過程中排架自重對下部澆筑完成部分的擠壓破壞。排架模板選用定型鋼模板翻模施工，并根據(jù)槽身腳手架情況進(jìn)行固定。排架斷面尺寸120 cm×400 cm，排架施工時采用串桶下料，并在模板側(cè)面的預(yù)留孔洞自下至上進(jìn)行振搗，并在砼澆筑的同時封堵模板側(cè)面的預(yù)留孔洞。由于施工過程中支架整體作用于排架之上，所以施工期間所需考慮的荷載為渡槽濕重+支架和模板自重+施工荷載+龍門吊自重。排架設(shè)計荷載為渡槽自重+流水自重+施工荷載+地震荷載+其他荷載。因此，施工過程中排架所承受的荷載和設(shè)計荷載存在一定差異[2]。根據(jù)施工實際計算得知：設(shè)計荷載-施工過程中荷載=流水自重（68 t）-支架自重（22 t）和模板自重（25 t）- 龍門吊自重（3 t）+ 地震荷載 + 其他荷載=18 t+地震荷載+其他荷載。可見，施工過程中排架承載荷載比排架設(shè)計荷載小，所以排架施工期安全性符合要求。

2.3 支架移動可行性

除預(yù)埋螺栓外，硯瓦河渡槽和支渡槽貝雷梁支架其余部件均采用螺栓連接，而且支架豎向設(shè)置了砂桶，當(dāng)渡槽鋼筋混凝土達(dá)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)行砂桶放砂便能完成支架的卸載，通過小吊車和龍門吊就能進(jìn)行支架構(gòu)件的轉(zhuǎn)運(yùn)及再次組裝。綜上，分析渡槽支架移動的可行性符合要求。

2.4 經(jīng)濟(jì)可行性

雙塘橋改造填筑臨時施工道路需土石方38000 m3，挖填一次及拆除綜合單價60元/m3,費(fèi)用為228萬元，由雙塘橋向大莊村方向經(jīng)過的進(jìn)場道路小彎道需要擴(kuò)大轉(zhuǎn)彎半徑，需要石方爆破開挖約10000 m3，爆破開挖單價51元，費(fèi)用為51萬元，其他臨時征地費(fèi)用暫計80萬元，場外進(jìn)場道路升級改造費(fèi)用為359萬元。硯瓦河渡槽及支渡槽為山澗渡槽，需進(jìn)行土石方填筑。考慮到吊車基本參數(shù)吊車長20.6 m，自重96t，工作支腿跨距9.6 m，為使其安全作業(yè)，頂部填筑寬度為12 m，需進(jìn)行土石方填筑3.0萬m3，改造費(fèi)用為180萬元。場地內(nèi)外道路改造兩項合計費(fèi)用539萬元，加之吊車租賃及其他費(fèi)用估算金額遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于539萬以上。

而下行式移動模架現(xiàn)澆施工方案單套設(shè)備費(fèi)用225.8萬元，組織安裝調(diào)試費(fèi)用兩次計費(fèi)30萬元，合計成本增加費(fèi)用255.8萬元。下行式移動模架現(xiàn)澆施工方案具有經(jīng)濟(jì)上的可行性。

3 渡槽槽身現(xiàn)澆施工方案的比選

在現(xiàn)澆施工通過可行性論證的基礎(chǔ)上，就現(xiàn)澆施工方案而言，又可以采取下行式移動模架現(xiàn)澆施工方案和鋼管滿堂架方案。由表1從施工主體思路、工期、費(fèi)用等方面的綜合論證結(jié)果表明，下行式移動模架現(xiàn)澆施工方案優(yōu)于鋼管滿堂架方案，建議硯瓦河渡槽采用下行式移動模架現(xiàn)澆施工方案。

表1 硯瓦河渡槽和支渡槽槽身現(xiàn)澆施工方案比選

采用下行式移動模架造橋機(jī)能自行完成過孔移位，無須地面其它輔助吊機(jī)設(shè)備，機(jī)械化程度高，操作簡單，安全可靠；施工封閉，主梁兩側(cè)頂部可設(shè)置防雨、防曬頂棚，能保證移動模架造橋機(jī)全天候工作，以提高造橋機(jī)總體工作效率，縮短工期；當(dāng)通過連續(xù)梁或連續(xù)鋼構(gòu)等橋間轉(zhuǎn)場時，只需展開側(cè)模架和底模，即可方便通過，減少整機(jī)拆除工作量，提高轉(zhuǎn)場作業(yè)效率；占地少，交叉工作少、干擾少。混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)方面，相對質(zhì)量保證系數(shù)更高。然而，由于本下行式移動模架為硯瓦河渡槽及支渡槽量身定做，無周轉(zhuǎn)利用價值[3]，一次性投入設(shè)備費(fèi)高。同時只能依次進(jìn)行每跨施工，不能同時多跨施工，工種間歇時間長，存在一定的窩工現(xiàn)象。

4 結(jié)論

硯瓦河渡槽和支渡槽工程施工實踐證明，下行式移動模架現(xiàn)澆施工方案運(yùn)用下行式移動模架造橋機(jī)并借助渡槽墩柱作為支撐下行式移動模架設(shè)備及整體澆筑槽身施工的荷載，完成每跨槽身的所有工序施工，完成后電力驅(qū)動過孔進(jìn)行下一孔施工，依次完成整個渡槽槽身工程施工。該方案施工效率更高，施工方便快捷，既能確保渡槽槽身質(zhì)量，又能縮短工期，降低施工成本，保證施工安全可靠，具有很大的推廣應(yīng)用價值。