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出了一些經驗，希望能為高大跨度渡槽工程現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 個部分內容：

1）白雞坡渡槽位于貴州省六盤水市六枝特區梭戛鄉老卜底村境內，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。支承結構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，縱橫向之間現澆填縫混凝土，完成后澆筑頂板現澆層，頂板現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節斷和合龍第Ⅷ節，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，以保證拱箱整體穩定→繼續吊裝兩岸拱箱第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

該環節安裝步驟主要包括以下內容：

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的張拉臺座上。扣索、錨索數量：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，用橫向調位纜風索調整好軸線位置，用扣索調整設計標高，待吊裝段全部荷載承重于扣點、拱箱標高和軸線調整滿足設計要求后，取下吊點。

4.1.2 松扣和卸扣的穩定性安裝控制

松扣和卸扣的穩定性安裝控制環節需注意以下要點：

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

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、軸線及平面位置經監控單位、監理方確認后，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、軸線及平面位置經監控單位、監理方確認后，再進行第二級放松，以此循環至最后全部拆除。

4.1.3 纜風繩的安裝控制、拆卸

每節段拱箱纜風繩安裝通過纜索吊裝系統安裝于拱箱扣點上，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，通過監控測量調整，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 纜索吊系統控制措施

渡槽的受力監測和穩定性，由業主委托有資質的貴州省交通規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、索鞍等相互磨擦發生斷絲現象，為保證安全，當鋼絲繩的直徑減少7%以上時，即不能繼續使用。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夾痕較深、銹蝕較多、變形較大等明顯缺陷時，則須送專業檢測機構進行質量檢驗，根據檢驗結果確定是否更換。當鋼絞線發生電弧電擊、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、卸甲、轉向輪，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，并對各個系統進行監控，及時處理出現的異常情況，不得讓吊裝系統帶病運轉。吊裝系統進行吊裝作業時必須統一指揮、統一行動，不得蠻干。

3）吊裝系統未設工作吊籃，扣索采用拱箱吊裝系統拖移就位，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；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，兩邊協調。

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，吊裝作業中事故或故障沒有處理完畢，沒有經過吊裝指揮組同意等情況下不得進行吊裝作業。

7）指揮信號系統失靈，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；行車及轉向輪中鋼絲繩脫輪等設備異常現象；吊裝現場發生重大安全事故等情況時，現場指揮人員有權發布停止作業命令。

4.2 拱圈管控措施

為確保拱圈質量，需采取以下措施：

1）拱圈底部模板安裝時，由于無支架作業，采用懸吊掛籃作業平臺進行底模安裝作業。作業人員進入吊籃中后，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、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護，確保混凝土質量。

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、側模、端模）和內模3 部分組成，外模由桁架支撐。單跨槽殼模板由12 塊側模、6 塊內模、6 塊底模、2 塊端模及20 片側模桁架拼裝而成。槽殼內模必須設置反壓措施防止浮模、脹模、跑模、爆模。槽殼外側必須設置好臨邊護欄、防護網，腳手板必須滿鋪，作業人員必須正確佩戴好高處作業防護用品。

5 管控效果

通過以管控措施為核心的、持續的、全面的、全過程的、全員參加的、環閉式的風險控制措施，在生產過程中做到了零安全事故、零設備事故、管理無漏洞，進而實現了人員、設備、環境、管理的本質安全。

6 結語

在水利施工中，渡槽施工大多數適用于跨峽谷、跨既有線。地質條件復雜，監管施工難度大、安全風險系數高。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場的安全。