高大跨渡槽施工安全控制

劉孫勇

（中鐵五局集團第一工程有限責任公司，長沙 410000）

1 引言

水利水電工程是一種清潔的可再生能源，我國西南部水利資源豐富，但受制于地形條件，絕大部分水資源利用率低。因而，國家加大了水利水電資源的開發(fā)利用。在西南部山高、谷深，有些山谷水流急、流量大，因此，高大跨度渡槽是水利工程首選方案之一。黔中水利總干渠C1 標白雞坡是高大跨度渡槽，項目采取了多種方式進行安全管理，通過白雞坡渡槽的安全管理得總結(jié)出了一些經(jīng)驗，希望能為高大跨度渡槽工程現(xiàn)場安全管理提供一些借鑒意義。

2 工程概況

本工程主要分以下3 個部分內(nèi)容：

1）白雞坡渡槽位于貴州省六盤水市六枝特區(qū)梭戛鄉(xiāng)老卜底村境內(nèi)，起止里程為總干8+113～總干8+363，全長250 m，橫跨三岔河谷，為拱式渡槽。槽殼距離地面最大高度約125 m。

2）本渡槽平面位于直線段上，為16 m×15 m 梁柱式渡槽，底坡為1/1 500；其主拱圈跨度156 m，主跨高120 m，矢高39 m（設置永久預拱度0.25 m），矢跨比1/4。該渡槽設15 根排架，2 個邊墩，其中4#～14#排架座于主拱圈上。支承結(jié)構(gòu)采用箱型主拱加排架式輕型墩柱；槽殼采用標準A1 型（15 m 跨）槽殼，槽殼斷面5.5 m×4.7 m。

3）本渡槽由3 片預制拱箱組合而成，拱圈寬7.5 m、高3 m，每片拱箱分15 段預制，共45 段拱箱；每段拱箱長度基本相等，單件最大設計吊重720 kN（72 t）；拱軸線為懸鏈線，拱軸系數(shù)為1.988。拱圈采用分段預制和懸索吊懸臂安裝，通過縱橫縫連接形成閉合箱形拱圈。邊箱箱體預制寬度2.64 m、中箱箱體預制寬度2.37 m，預制箱高2.8 m，吊裝合龍后另現(xiàn)澆0.2 m 使箱體總高度達到3.0 m；拱箱合龍后，預制箱段的縱向通過接頭預埋件焊接，橫向通過橫隔板處伸出的鋼筋焊接，拱箱上下緣通過橫向連接筋連接，縱橫向之間現(xiàn)澆填縫混凝土，完成后澆筑頂板現(xiàn)澆層，頂板現(xiàn)澆混凝土達到設計強度的80%后，施作拱上排架柱和槽殼部位。

3 重點和難點分析

白雞坡渡槽由拱座、拱圈（由左、中、右3 片預制拱箱，上下游對稱Ⅶ節(jié)斷和合龍第Ⅷ節(jié)，共45 片組合而成，拱圈寬7.5 m、高3 m）、排架和槽殼組合而成。

1）本渡槽采用纜索吊無支架纜索吊裝施工，工藝流程為：纜索起重機安裝、調(diào)試→進（出）口岸中箱第Ⅰ段吊裝→安裝扣索、錨索→拱箱標高及軸線調(diào)整→接頭焊接→張拉扣索、錨索并放松吊點→進（出）口岸中箱第Ⅱ段吊裝→安裝扣索→拱箱標高及軸線調(diào)整→鋼板及主筋接頭焊接→張拉扣索、錨索并放松吊點→直至兩岸第Ⅳ段安裝完畢→澆筑上下游臺座至第Ⅳ段之間的橫縫混凝土，使前4 段拱箱成剛性體，以保證拱箱整體穩(wěn)定→繼續(xù)吊裝兩岸拱箱第Ⅴ段至第Ⅶ段拱箱→鋼板及主筋接頭焊接至第Ⅶ段→合龍段吊裝→校核拱箱標高→焊接合龍段接頭，中箱合龍完畢→放松吊點，完成體系轉(zhuǎn)換→按照安裝中箱的順序與方法安裝左邊箱，每安裝一段后橫向與中箱定位焊接→最后按同樣的順序與方法安裝右邊箱→3 箱合龍。因跨度大、施工工藝要求高、工序復雜、控制難度大、安全風險高，多節(jié)段拱圈合龍是本渡槽的重點、難點。

2）拱圈混凝土澆筑和排架施工控制是確保腳手架和槽殼施工的基礎，其工藝流程為：拱圈底部模板安裝→預制拱箱施工縫鋼筋安裝→排架柱鋼筋預留→拱圈模板安裝→混凝土澆筑。由于在拱圈上施工，拱圈坡度陡，行走、施工困難，混凝土澆筑控制困難，也是確保本渡槽施工的重點和難點之一。

3）拱圈上方的槽殼施工，因拱圈坡度大、腳手架搭設難度大，受拱圈寬度影響腳手架寬度僅大于槽殼外模板頂端1.5 m，外模安裝難度大、風險高，因此槽殼的施工安全和施工質(zhì)量也是本項目的重點、難點之一。

4 管控措施

4.1 纜索吊的管控措施

4.1.1 拱箱扣索、錨索的安裝

該環(huán)節(jié)安裝步驟主要包括以下內(nèi)容：

1）扣索、錨索布置：1#、2#扣索、錨索扣于3#及15#交界墩上，3#、4#扣索、錨索錨固于扣塔底部蓋梁上，5#、6#扣索、錨索錨固于扣塔塔中的張拉臺座上，7#扣索、錨索錨固于扣塔塔頂?shù)膹埨_座上。扣索、錨索數(shù)量：1#為4 根，2#為6 根，3#為6 根，4#為8 根，5#為8 根，6#為12 根，7#為14 根。

2）扣索安裝通過纜索吊裝系統(tǒng)安裝于拱箱扣點上，采用索塔上扒桿固定倒鏈將扣索裝入扣塔扣索錨箱各張拉孔中。錨索安裝通過纜索吊裝系統(tǒng)安裝于兩岸扣索地錨錨固端，采用索塔上扒桿固定倒鏈將錨索裝入扣塔錨索錨箱各張拉孔中。吊裝段靠拱圈中心的一端，用橫向調(diào)位纜風索調(diào)整好軸線位置，用扣索調(diào)整設計標高，待吊裝段全部荷載承重于扣點、拱箱標高和軸線調(diào)整滿足設計要求后，取下吊點。

4.1.2 松扣和卸扣的穩(wěn)定性安裝控制

松扣和卸扣的穩(wěn)定性安裝控制環(huán)節(jié)需注意以下要點：

1）單片拱箱合龍、各節(jié)段接頭焊接完成，逐級松扣，將扣索拉力轉(zhuǎn)換為拱的推力，然后吊裝剩余兩側(cè)邊箱。

2）松扣程序：（1）對稱吊裝兩岸第Ⅰ段～第Ⅵ段拱箱后，一次性對稱放松兩岸3#扣索并保留10 kN 拉力；（2）吊裝合龍段，合龍段焊接完成后，先不松鉤，拱箱重量由纜索吊機承受，按次序依次對稱放松2#、6#扣索，扣索拉力分3 級，每級放松1/3；各扣索松一級，暫停15～20 min 后，標高、軸線及平面位置經(jīng)監(jiān)控單位、監(jiān)理方確認后，再進行第二級放松；待扣索全部放松后，再松鉤使合龍段重量全部由拱肋自身承受。（3）最后按次序依次對稱放松4#、5#、7#、1#扣索，扣索拉力分3 級，每級放松1/3。各扣索松一級，暫停15～20 min 后，標高、軸線及平面位置經(jīng)監(jiān)控單位、監(jiān)理方確認后，再進行第二級放松，以此循環(huán)至最后全部拆除。

4.1.3 纜風繩的安裝控制、拆卸

每節(jié)段拱箱纜風繩安裝通過纜索吊裝系統(tǒng)安裝于拱箱扣點上，同時采用電動葫蘆將纜風繩裝入拱箱抗風索地錨張拉孔中，通過監(jiān)控測量調(diào)整，直至達到要求。拱箱合龍后方可進行纜風繩的拆除[1]。

4.1.4 纜索吊系統(tǒng)控制措施

渡槽的受力監(jiān)測和穩(wěn)定性，由業(yè)主委托有資質(zhì)的貴州省交通規(guī)劃勘察設計研究院試驗檢測中心進行：

1）對鋼絲繩、鋼絞線及索具檢查：（1）當鋼絲繩在受力過程中拉伸、彎曲的次數(shù)超過一定值時，鋼絲繩與鋼絲、鋼絲與滑輪、索鞍等相互磨擦發(fā)生斷絲現(xiàn)象，為保證安全，當鋼絲繩的直徑減少7%以上時，即不能繼續(xù)使用。工作鋼絲繩的外觀檢查，每20 d 檢查1 次，每4 個月進行1 次定期潤滑。（2）鋼絞線的檢查：當鋼絞線外觀已出現(xiàn)夾痕較深、銹蝕較多、變形較大等明顯缺陷時，則須送專業(yè)檢測機構(gòu)進行質(zhì)量檢驗，根據(jù)檢驗結(jié)果確定是否更換。當鋼絞線發(fā)生電弧電擊、松股變形及僵硬彎折變形等缺陷時，則必須進行更換。（3）索具的檢查：定期、定人檢查索、吊具。主要是檢查鋼絲繩及鋼絞線夾頭、彎曲處的耳環(huán)、卸甲、轉(zhuǎn)向輪，收緊處的滑輪組、手動葫蘆及動力裝置的連接是否可靠，安裝是否符合安全要求，是否有裂紋，潤滑是否良好。

2）吊裝施工必須進行試吊運轉(zhuǎn)，并對各個系統(tǒng)進行監(jiān)控，及時處理出現(xiàn)的異常情況，不得讓吊裝系統(tǒng)帶病運轉(zhuǎn)。吊裝系統(tǒng)進行吊裝作業(yè)時必須統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一行動，不得蠻干。

3）吊裝系統(tǒng)未設工作吊籃，扣索采用拱箱吊裝系統(tǒng)拖移就位，施工人員在拱箱上行走時，必須配備安全繩，并在拱箱上布設安全網(wǎng)；施工人員拆除吊點時，在拱箱上設置鋼筋梯，鋼筋梯采用φ16 mm 以上的鋼筋制作，中間采用搭接木板作為平臺。跑車的檢修保養(yǎng)在兩岸的塔架上進行。

4）布置拱箱纜風索時，必須對稱進行，兩邊協(xié)調(diào)。

5）在塔架頂橫移索鞍時，必須采取保護措施防止索鞍傾翻及突然滑移。

6）施工現(xiàn)場風力達到5 級以上，看不見信號的霧天，中、大雨及雷陣雨天氣，夜間，以及吊裝安全措施沒有制定前，吊裝作業(yè)中事故或故障沒有處理完畢，沒有經(jīng)過吊裝指揮組同意等情況下不得進行吊裝作業(yè)。

7）指揮信號系統(tǒng)失靈，影響工作的進行，塔架位移過大，主索地錨開裂；主索、起重索、牽引索、扣索等斷絲、打扭；卷揚機故障；行車及轉(zhuǎn)向輪中鋼絲繩脫輪等設備異常現(xiàn)象；吊裝現(xiàn)場發(fā)生重大安全事故等情況時，現(xiàn)場指揮人員有權(quán)發(fā)布停止作業(yè)命令。

4.2 拱圈管控措施

為確保拱圈質(zhì)量，需采取以下措施：

1）拱圈底部模板安裝時，由于無支架作業(yè)，采用懸吊掛籃作業(yè)平臺進行底模安裝作業(yè)。作業(yè)人員進入吊籃中后，必須穿戴好救生衣、掛好安全帶，嚴格遵守高空作業(yè)要求。拱箱頂面設置人行梯道、臨邊護欄、梯步扶手、臨邊防護網(wǎng)等安全措施。

2）底部模板安裝到位后，將預制拱箱施工縫鋼筋安裝進拱箱之間施工縫，并外露預留與拱箱連接鋼筋，鋼筋安裝好后進行混凝土澆筑施工，混凝土面與拱箱面齊平，該工序必須對稱施工。拱箱縫施工完畢待達到混凝土強度要求后進行拱箱頂面鋼筋綁扎，在綁扎過程中嚴格按腳手架施工交底間距預留外露鋼筋，以便腳手架施工時角鋼焊接在外露筋上作為腳手架立桿平臺使用。

3）拱圈模板安裝完成后，嚴格按對稱要求進行混凝土澆筑施工。在澆筑過程中嚴格控制混凝土澆筑的時間、振搗次數(shù)、振搗方式，確保模板不浮模、脹模、跑模、爆模，施工完成后注意灑水養(yǎng)護，確保混凝土質(zhì)量。

4.3 排架、腳手架及槽殼控制

進行排架、腳手架及槽殼控制施工時，需采取以下措施：

1）拱圈混凝土達到強度要求后，使用角鋼在拱圈預留鋼筋上進行橫向焊接作腳手架立桿支點，排架鋼筋綁扎、立模、混凝土施工與腳手架搭設施工同步進行，與此同時，安全防護措施同步施工。待腳手架搭設至槽殼施工底部時，排架頂部也施工完成。

2）滿堂支架搭設完成后必須進行荷載預壓，滿足要求后再進行槽殼模板施工。

3）渡槽槽殼采用5 mm 厚的定型鋼模，模板由底模、外模（桁架、側(cè)模、端模）和內(nèi)模3 部分組成，外模由桁架支撐。單跨槽殼模板由12 塊側(cè)模、6 塊內(nèi)模、6 塊底模、2 塊端模及20 片側(cè)模桁架拼裝而成。槽殼內(nèi)模必須設置反壓措施防止浮模、脹模、跑模、爆模。槽殼外側(cè)必須設置好臨邊護欄、防護網(wǎng)，腳手板必須滿鋪，作業(yè)人員必須正確佩戴好高處作業(yè)防護用品。

5 管控效果

通過以管控措施為核心的、持續(xù)的、全面的、全過程的、全員參加的、環(huán)閉式的風險控制措施，在生產(chǎn)過程中做到了零安全事故、零設備事故、管理無漏洞，進而實現(xiàn)了人員、設備、環(huán)境、管理的本質(zhì)安全。

6 結(jié)語

在水利施工中，渡槽施工大多數(shù)適用于跨峽谷、跨既有線。地質(zhì)條件復雜，監(jiān)管施工難度大、安全風險系數(shù)高。因此，要因地制宜，制訂行之有效的方案和措施，嚴格按照方案施工，并結(jié)合新技能、新工藝不斷提高安全管理水平，更有效地掌控施工現(xiàn)場的安全。