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（濟源）灌區(qū)工程建成后能解決濟源市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，吊車分解拖運到場荷載重量90t～100 t，拖運設(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)備進場，需要對現(xiàn)有路基寬度6.5 m的進場道路升級改造，待吊車進場后再進行現(xiàn)場吊裝場地改造，為吊車提供施工場地，方可進行吊裝。進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)備進場，施工現(xiàn)場也需要大量的石方爆破（硯瓦河渡槽進口段）及開挖平整為吊機修建工作平臺，同時工期和安全性得不到保障，且投入費用巨大等施工原因，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)人員進行現(xiàn)場實地查看后，進行了渡槽槽身現(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)渡槽鋼筋混凝土達設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后，進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行支架構(gòu)件的轉(zhuǎn)運及再次組裝。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,費用為228萬元，由雙塘橋向大莊村方向經(jīng)過的進場道路小彎道需要擴大轉(zhuǎn)彎半徑，需要石方爆破開挖約10000 m3，爆破開挖單價51元，費用為51萬元，其他臨時征地費用暫計80萬元，場外進場道路升級改造費用為359萬元。硯瓦河渡槽及支渡槽為山澗渡槽，需進行土石方填筑。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，需進行土石方填筑3.0萬m3，改造費用為180萬元。場地內(nèi)外道路改造兩項合計費用539萬元，加之吊車租賃及其他費用估算金額遠遠大于539萬以上。

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

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能自行完成過孔移位，無須地面其它輔助吊機設(shè)備，機械化程度高，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全天候工作，以提高造橋機總體工作效率，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)備費高。同時只能依次進行每跨施工，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)澆施工方案運用下行式移動模架造橋機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。