大跨度渡槽汛期河床施工措施的研究
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摘要：南水北调湍河渡槽是中线渠首段大型的跨河渡槽工程，也是南水北调中线干线的控制性项目之一。工程招标文件要求“湍河洪、枯季节设计流量相差约17倍，建筑物采用非汛期施工，即当年11月初至次年4月底施工，汛期河槽内停工”。前期受各种因素影响，湍河渡槽总工期与计划相比已经滞后。根据已经稳定可控的单榀槽身施工周期推算，若 “汛期河槽内停工”，则工程无法按期完成，需采取措施确保汛期河槽内施工。汛期河床施工措施的研究，对湍河渡槽工程按期完工及南水北调中线的早日通水起了积极作用，同时对同类工程汛期跨河施工也具有一定借鉴意义。
中图分类号：TL75文献标识码： A
1工程概况
南水北调一期中线干线工程湍河渡槽是中线渠首段大型的跨河渡槽工程，工程设计流量为350m3/s，加大流量为420m3/s，渡槽槽身为相互独立的3槽预应力混凝土U型结构，单跨40m，共18跨，单槽内空尺寸（高×宽）7.23m×9.0m。湍河渡槽槽身采用3台造槽机进行原位现浇施工，1#造槽机布置在中槽，2#造槽机布置在左槽，3#造槽机布置在右槽。由于造槽机移位过孔时外模通过位于外肋根部的6组液压油缸整体旋转开启，外模开启的最小角度为25°，导致3台造槽机无法并排平行同步作业，必须采用错位同步的方式进行槽身施工，3台造槽机同时施工时顺槽向占据的最长水平距离为160m（四跨）。
截止2013年5月5日，湍河渡槽工程共计完成42榀槽身混凝土施工，单榀槽身施工周期控制在35天以内。其中：1#造槽机完成中槽18#～4#共计15榀槽身施工；2#造槽机完成左槽18#～5#共计14榀槽身施工；3#造槽机完成右槽18#～6#共计13榀槽身施工。
2研究内容及目的
由于工期紧张，处于主河床部位的2#～5#槽身（共12榀）必须采取措施确保汛期连续施工。为此，工程技术人员考虑施工的难易程度、施工周期及安全保证系数，经过多方论证，以确定汛期河床最优施工措施。
湍河渡槽槽身为U型断面，作业空间狭窄，U型钢筋无法在仓内连接，只能在仓外连接后整体吊装，而2#～5#槽U型钢筋入仓点正处于湍河主河床内，汛期须营建施工平台以解决U型钢筋制作吊装问题；为满足施工质量，槽身混凝土浇筑采用均衡、对称、同步上升的浇筑方式，经多方咨询和试验论证，选择两台灵活、快速且易维护保养的SY5631THB型混凝土汽车泵进行槽身混凝土浇筑，因此汛期槽身施工时，也必须在河床营建作业平台，以供汽车泵停放和混凝土罐车通行。
3、项目研究及实施
3.1 拟定汛期河床施工措施
考虑到三台造槽机的布置位置、槽身施工各工序作业平台，每榀槽身具体施工时段，结合现场实际地形以及主河床位置等因素最终确定三种汛期槽身施工措施，分别为明渠导流施工措施、钢平台施工措施。
3.2 汛期河床施工措施比较
3.2.1 明渠导流施工措施
⑴ 施工措施
由于3#中槽身施工时间为2013年5月18日至6月20日，要求2013年5月18日前 3#槽身下部形成施工平台。而5#右槽身施工时间为2013年5月5日至6月6日，即在6月6日前无法进行导流明渠开挖。所以在3#中槽身施工期间只能利用2#槽身下部较窄的河道进行导流（第一次导流），且第一次导流必须于2013年5月中旬前，河道内水流量较小时进行导流渠开挖和围堰填筑，6月中旬二次导流施工时须快速将第一次导流明渠填筑完成，为2#中槽身提供施工作业面，同时在主汛期来临前完成二次导流明渠的开挖及防护。
⑵ 施工难点
① 该方案需要在短时间内投入大量施工设备，高强度作业才能满足施工要求。当5#右槽身施工完成时，已经是6月中旬，正是2013年的主汛期，若此时进行第二次导流明渠开挖和2#、3#（左、右）槽身施工平台填筑，存在一定的防汛安全隐患，如果汛前出现较大洪水，将对该方案实施产生较大影响。
② 汛期施工完成后，须恢复原始地形，将导流明渠回填，同时拆除河床内填筑的临时平台。将增加土方设备二次进场费用，增大施工投资。
3.3.2 钢平台施工措施
⑴ 钢平台简介
采用DZ90振动打桩机在2#～5#墩之间的河床内打设φ630mm螺旋钢管桩，钢管桩按间距15m×6m布置。桩长20m，打入河床平均深10m。钢管桩上端用两道16#槽钢横向连接（或剪刀撑），钢管桩顶部设置盖板。顺槽向布置三排单层加强型贝雷片组成纵梁，贝雷片用∠10×∠10角钢制作支撑架连接贝雷片。贝雷梁上部间距150cm横向布置双根28#工字钢作为横向分配梁，顶部铺设U型桥面花纹钢板（厚1cm）。
⑵ 施工措施
四联跨钢平台施工方案是在2#～5#槽下部(原河床范围）搭设钢平台形成四联跨连续干地施工作业面，该方案基本保证了原主河床宽度，基本不影响行洪条件。由于该方案未改变原河床地形地貌，河床束窄不明显，泄流能力强，对过流断面影响不大。该方案按照十年一遇洪水标准进行方案设计，出现十年一遇范围内洪水时，槽身可继续施工。
⑶ 施工难点
四联跨钢平台施工工程量大，施工周期长，工期极为紧张，短时间内金属结构安装作业工程量大。
3.3 施工措施选定及优化
经过上述施工措施比较，由于钢平台施工措施可以确保槽身施工进度基本不受汛期洪水影响，安全系数较高，且前期准备周期短，确定选用钢平台施工措施并作如下优化：
采用贝雷桁架在2#、3#槽身下部搭设钢平台，同时在4#～5#下部填筑施工平台相结合的方式形成连续四跨干地作业面。当发生五年一遇洪水时洪水从2#～3#槽下部过流。当发生十年一遇洪水时，洪水从1#槽下部20m范围、2#～3#槽下部以及左岸漫滩泄流，汛期洪水来临前槽身部位暂停施工，及时撤离物资、设备，洪水退去以后可快速恢复施工。通过以上优化，既能保证工程施工工期，又减少了施工预算。
3.4 项目实施
度汛措施经研究选定后，迅速组织实施，并在2013年5月18日前完成了由3#至2#的钢平台搭设及4#～5#下部填筑平台的施工，为槽身汛期河床施工打下了良好的基础。
2013年9月28日，湍河渡槽最后一榀槽身完成浇筑，受到了业主的高度嘉奖。合理的措施、认真的组织、积极的实施，达到了预期的效果。
4、结语
本项研究在工程实际施工中得到了充分的实践应用和验证，措施切实可行，保证了槽身施工的顺利进行。
湍河渡槽工程汛期河床施工措施的研究，不仅对工程按期完工及南水北调中线的早日通水起了积极作用，同时也对同类工程汛期跨河施工具有一定借鉴意义。
作者简介:
1.周炼钢，男，助理工程师，中国葛洲坝集团第一工程有限公司专业工程技术人员，主要从事水利工程施工管理和技术工作。
2.支黎明，男，助理工程师，中国葛洲坝集团第一工程有限公司专业工程技术人员，主要从事水利工程施工管理和技术工作。