任登成，李文中，賀雙健

（鄂北地區(qū)水資源配置工程建設(shè)與管理局（籌）,430071，武漢）

鄂北工程PCCP管橋施工工藝

任登成，李文中，賀雙健

（鄂北地區(qū)水資源配置工程建設(shè)與管理局（籌）,430071，武漢）

針對鄂北地區(qū)水資源配置工程夾河套PCCP管橋特點，介紹了PCCP管橋施工工藝流程、施工方法，并對管橋現(xiàn)場施工中的難點及應(yīng)注意問題進行了說明，為今后類似工程提供寶貴的施工經(jīng)驗。

鄂北地區(qū)水資源配置工程；PCCP；管橋

一、工程概況

鄂北地區(qū)水資源配置工程（以下簡稱鄂北工程）唐河、白河管線橋工程為孟樓—七方倒虹吸跨河架空管橋，全部鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）。由于該管線橋段位于夾河套地段，建筑物級別提高為Ⅰ級（鄂北工程輸水干渠渠道及建筑物級別為Ⅱ級），設(shè)計洪水采用50年一遇，校核洪水采用200年一遇。其中，唐河管線橋位于湖北省襄陽市襄州區(qū)程河鎮(zhèn)，橫跨唐河，總長427.6 m。管橋跨主河槽處采用(40+2×65+40)m連續(xù)箱梁，形式為單箱3室直腹板變高度截面橋面，寬度為19.8 m。白河管線橋位于湖北省襄陽市襄州區(qū)古驛鎮(zhèn)，橫跨白河，總長636.4 m。管橋跨主河槽處主橋采用 (45+2×75+45)m連續(xù)箱梁，采用單箱3室直腹板變高度截面橋面，寬度為19.8 m。兩橋懸灌段均采用掛籃施工，其中唐河管橋連續(xù)梁懸灌段#1、#2段長度為 3.0 m，#3～#8 段長度為3.5 m，合龍段長度為2 m；白河管橋連續(xù)梁懸灌段#1、#2段長度為3.0 m，#3～#6 段長度為 3.5 m，#7～#9 段長度為4.0 m，合龍段長度為2 m。

唐河、白河按照湖北省交通運輸廳海事局規(guī)劃河道的航運標準為Ⅳ級航道，為滿足橋下通水及通航需要，PCCP管橋工程采用高鐵標準建設(shè)。高鐵標準在建造高速鐵路時采用動荷載設(shè)計，而管橋上部通水需采用靜荷載設(shè)計，設(shè)計承重量更大，采用PCCP相較于以往的渡槽管橋上部安裝鋼管更易于管理及維護。

二、主要施工工藝流程及方法

管橋工程主要分為橋墩鉆孔樁基礎(chǔ)、橋墩承臺、橋墩墩身及鎮(zhèn)墩，T形梁預(yù)制安裝及連續(xù)梁施工。臨時工程主要為雙壁鋼圍堰、臨時鋼棧橋。

1.臨時鋼棧橋施工

唐河棧橋全長290.52 m,白河棧橋全長297.52 m，棧橋梁部用裝配式公路棧橋(321貝雷桁架)，其具體結(jié)構(gòu)形式為3組雙排單層貝雷桁架，使用90型標準貝雷花架進行橫向聯(lián)結(jié)，最大設(shè)計跨徑15 m；下部用螺旋鋼管樁，橋面寬度6 m,為上承式結(jié)構(gòu)；橋面板為8 mm厚壓花鋼板，面板橫向分配梁為Ⅰ18a，間距為0.25 m；橋墩采用直徑 630 mm×10 mm螺旋鋼管樁；橋臺采用鋼筋混凝土橋臺。采用“釣魚法”施工，利用已安裝完成的棧橋作為施工作業(yè)平臺，輕型定位架定位，采用50 t履帶吊及DZ90型柴油振動錘逐孔搭設(shè)棧橋。鋼棧橋施工工藝流程見圖1。

2.橋墩樁基礎(chǔ)及承臺施工

旋挖鉆機作業(yè)施工程序：施工準備→測量放樣→護筒埋設(shè) (泥漿制備及測試)→鉆機就位→鉆孔→補漿→孔深測量→地質(zhì)確認→清孔→成孔。水中承臺施工工序：雙壁鋼圍堰防護、鋼板樁防護→基坑開挖→鑿除樁頭→樁基檢測→基底處理→綁扎鋼筋→立?！鷿仓炷痢靥?。

圖1 鋼棧橋施工工藝流程

雙壁鋼圍堰防護、鋼板樁防護施工前，精確放樣出鋼板樁及雙壁鋼圍堰施工位置，用白灰在地面上做出標記。為了更好地進行施工中和施工后的檢查工作，將已經(jīng)放樣的軸線控制樁加上護樁，并且做好護樁的加固工作，保證不受相關(guān)基礎(chǔ)施工的破壞。水中墩#3、#4、#5墩已進行筑島施工。唐河管線橋鎮(zhèn)墩承臺為深基坑施工，開挖深度約為12～15 m，承臺結(jié)構(gòu)尺寸為 44.6 m×21.8 m×3 m，唐河管線橋#0、#8鎮(zhèn)墩擬采用鋼板樁圍堰施工；唐河管線橋#3、#4、#5承臺及下部墩柱采用雙壁鋼圍堰施工。雙壁鋼圍堰施工周期較長，為加快施工進度，先插打拉森鋼板樁進行承臺開挖及樁基檢測輔助雙壁鋼圍堰施工；#1、#2、#6、#7 承臺基坑開挖深度約為2.5 m，按照1∶0.7的坡度進行放坡開挖。

3.橋墩墩身及鎮(zhèn)墩施工

主要施工流程如下：施工準備→承臺頂面處理→測量定位→綁扎鋼筋→立設(shè)模板及支架→鋼筋網(wǎng)、預(yù)埋件、預(yù)留孔等安裝→專業(yè)檢查→澆筑混凝土→養(yǎng)護→拆模。

由于工程橋臺鎮(zhèn)墩混凝土方量較多，需降低大體積混凝土水化熱溫度以防混凝土產(chǎn)生裂縫，因此在混凝土中設(shè)置冷卻水管。冷卻水管的安裝與綁扎鋼筋工作同時進行，并在一定位置上安裝測溫設(shè)備，在外部設(shè)置進出水總管和水泵，以確保冷卻水管的嚴密性。冷卻管采用Φ50 mm管，平面安裝間距為200 cm，相鄰兩層的距離為50～100 cm，最外層冷卻水管距混凝土邊緣的距離為50～75 cm。

主墩承臺為雙層承臺，底層承臺高3 m，頂層承臺高1.5 m，分兩次澆筑。底層承臺布置3層冷卻水管，頂層及底層水管距混凝土外邊緣50 cm，中層冷卻水管位于承臺中心位置，距頂層及底層冷卻水管均為100 cm；頂層承臺高度＜2 m，在承臺中心位置布置1層冷卻水管。唐河#1、#2、#6、#7承臺高2.5 m，布置2層冷卻水管，頂層及底層水管距混凝土外邊緣75 cm，冷卻水管層間距100 cm；唐河#0及#8承臺高度為3 m，冷卻水管布置同主墩底層承臺。

完成冷卻水管布置后要做試運行，使用測溫管在進出水處進行溫度測量，檢查其是否有滲漏現(xiàn)象，水流降溫程度是否符合標準。測溫孔選擇Φ25鋼管，布置在承臺內(nèi)部。

安裝完成的冷卻水管同鋼筋骨架牢固連接，避免澆筑混凝土?xí)r出現(xiàn)水管變形現(xiàn)象或堵水、漏水等問題，澆筑混凝土前要做好管路檢查工作，避免漏水和阻塞問題。

混凝土初凝后，啟動水冷卻系統(tǒng)，同時控制進水溫度和出水溫度。進水溫度與混凝土中心最高溫度之差不得大于25℃，根據(jù)計算出的混凝土中心最高溫度值調(diào)整進水溫度，可采用加熱棒對蓄水池中的水進行加熱。出水口水溫應(yīng)較進水口水溫升高3～6℃為宜，可通過調(diào)節(jié)冷卻水流速控制進出水口溫差，一般冷卻水流速為 0.8～1 m/s。

當(dāng)混凝土最高溫度與表層溫度之差不大于5℃時，可暫停水冷卻作業(yè)；當(dāng)混凝土最高溫度與表層溫度之差大于25℃時，應(yīng)重新啟動水冷卻系統(tǒng)。

4.T形梁預(yù)制及安裝

唐河管橋引橋采用4跨35 m跨9片T形梁，梁高3 m；采用35預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制后張法簡支T形梁分片架設(shè)施工，每跨9榀預(yù)制T形梁，共36榀。白河管橋橋面寬19.8 m，引橋采用10跨35 m跨9片T形梁，梁高3 m；采用35 m預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制后張法簡支T形梁分片架設(shè)施工，每跨9榀預(yù)制T形梁，共90榀；該標段采用后張法預(yù)應(yīng)力張拉。后張法是先澆筑混凝土構(gòu)件，待原構(gòu)件達到設(shè)計規(guī)定的強度后，才可對預(yù)應(yīng)力筋進行張拉錨固；該工藝無須專用張拉臺座，可在施工現(xiàn)場直接張拉預(yù)應(yīng)力筋；錨具使用具有自錨性的夾片式錨具，張拉時要將孔道中心、錨具和千斤頂3點對齊，緩慢進行大缸進油，快速做好對中找平，根據(jù)設(shè)計要求進行張拉，兩端一起進行張拉，分級逐漸加載，每增加一級檢查是否有斷絲等破壞現(xiàn)象發(fā)生，有異常情況出現(xiàn)時要及時查找原因，解決后繼續(xù)工作。

5.連續(xù)梁施工

連續(xù)梁施工主要分為墩頂#0塊施工、懸灌段施工及直線段施工，各部位在施工前均需要進行預(yù)壓，預(yù)壓合格后進行鋼筋安裝施工。

連續(xù)梁掛籃工藝流程：唐河管線橋3個T構(gòu)的懸臂各分8對懸澆梁段，其梁段數(shù)及梁段長度從根部至跨中各為（2×3+6×3.5）m，累計懸臂總長27 m，懸臂澆筑方量最大為#2節(jié)段，混凝土 102.2 m3，內(nèi)模重 15 t，總重量280.72 t，梁段長 3 m，粱高 4.11～4.45 m，頂寬 19.8 m，底寬 17.7 m；走行方式為無平衡重自行，掛籃自重58.9 t。唐河連續(xù)梁截面最低點梁高在端支座為3 m，中支點處為5.2 m，白河連續(xù)梁截面最低點梁高在端支座為3.2 m，中支點處為5.8 m。

懸灌段施工工藝流程見圖3。

圖3 懸灌段施工工藝流程圖

（1）掛籃安裝

準確定位出掛籃應(yīng)當(dāng)行走的正確軌道后，開始安裝相應(yīng)的軌道墊梁，并在墊梁下部使用水泥漿找平，要保證軌道各組兩條軌道之間有一定的距離，同時主桁之間的距離要符合標準規(guī)定，操平墊實。

（2）掛籃操作施工

①開始掛籃施工前，要在前支座處設(shè)置臨時鋼支墊，使行走器不直接承受混凝土重量、前支座不承受掛籃及澆筑混凝土的重量。用千斤頂頂起掛籃后再進行支座安裝工作，完成后卸下千斤頂，開始使用鋼支墊受力。

②所有掛籃安裝工作結(jié)束后，再一次進行全面細致的檢查工作。檢查項目一般包括主桁架焊接質(zhì)量是否合格以及吊桿保護是否充分發(fā)揮作用、不能有任何損傷現(xiàn)象出現(xiàn)等，還要對一些吊底、墊板和螺母等的質(zhì)量和數(shù)量進行認真檢查，以確保施工安全。

③對掛籃拼裝詳細檢查后不能立馬開始工作，要先進行堆載試驗。試驗一般施加1.2倍設(shè)計荷載，認真觀察并詳細記錄掛籃的承載力和變形情況，觀察其是否出現(xiàn)一定的彈性或者非彈性變形現(xiàn)象。此試驗結(jié)果可為以后進行立模標桿提供適當(dāng)參考。

④完成掛籃加載試驗，確定立模標高。箱梁各時期的立模標高＝設(shè)計標高＋預(yù)拱度＋掛籃滿載后自身變形。設(shè)計給出的不同荷載情況的撓度是根據(jù)理論計算得出的，但受多種原因影響，實際撓度往往與計算撓度存在差距。例如，由于混凝土并不是很好的彈性材料，其彈性模量計算存在誤差，因此后面澆筑梁時要根據(jù)已施工梁段的測量情況做出一定的調(diào)整，不斷減小誤差，確保整個箱梁結(jié)構(gòu)的線性。

⑤將底模、側(cè)模的軸線標高確定完成后安裝底板、腹板鋼筋及縱向波紋管等。

⑥每次懸澆前，要對掛籃上的螺栓是否牢固及電焊、后錨設(shè)備聯(lián)機狀態(tài)等重要環(huán)節(jié)進行全面檢查，保證施工順利進行。同時，安排專人完成掛籃錨固，使掛籃每次發(fā)生的變形存在一定規(guī)律。

（3）掛籃的移動

①混凝土達到強度要求后，開始進行梁段預(yù)應(yīng)力的張拉。安排專人指揮掛籃前移工作。

②確定掛籃移動軌道的具體位置，設(shè)置軌道墊梁，進行工字型軌道接長時使用連接板、螺栓級逆行軌道的連接，杜絕使用電焊完成連接工作。完成抄平墊實后，用箱梁的豎向精軋螺紋鋼穿過反壓梁，達到錨固軌道的目的，最后檢查確保所有軌道牢固。

③當(dāng)?shù)谆@脫離箱底15 cm左右時，同步進行前吊桿的下放，保持前后下橫梁在同一水平高度，這時的高差最多不能大于10 cm，避免引起下橫梁在移動時失穩(wěn)。開始脫落模時，首先要松后吊桿，再松前吊桿，不然會出現(xiàn)地模蹩勁現(xiàn)象，無法完成卸落。

對于橫向聯(lián)結(jié)的桁梁，使用吊桿吊住后下橫梁，拆下錨在其他箱梁后下橫梁的吊桿，底籃的后下橫梁用鋼絲繩和10 t葫蘆同時掛在側(cè)模的滑動導(dǎo)梁上，用10 t的葫蘆保護底籃的前下橫梁和前上橫梁。

④在每個導(dǎo)梁后端部位用于滾動和承重的吊架要進行一定的變換工作。首先進行滾動吊架的完全收緊，使后端的各種吊架處于完全不受力的狀態(tài)，然后將承受吊架放下大約15 cm左右，此時滾動吊架處在受力狀態(tài)；其次，將滾動吊架繼續(xù)向下放10 cm左右，并且將導(dǎo)梁的前端也開始向下移動10 cm，保證側(cè)模和頂模能夠徹底同箱梁沒有連接。此時首次吊具變換工作順利完成。

⑤適當(dāng)松開主桁的后錨桿，使用反扣輪安裝在軌道上，保證反扣輪能夠結(jié)實的將軌道完全咬住，此時反扣輪處在受力狀態(tài)；使用千斤頂將主桁完全頂起來，這時將所有鋼支座卸除，將行走器固定牢固，開始逐漸地進行千斤頂?shù)姆潘晒ぷ鳎剐凶咂髦饾u開始受力；當(dāng)千斤頂全部放開后，主桁的反扣輪將處于一個受力狀態(tài)，也就是主桁開始作用于軌道和行走器。

⑥進行掛籃前移工作前看模板和箱梁混凝土面是否已經(jīng)處于安全脫離狀態(tài)。前移過程中在主桁兩端掛一定鏈條葫蘆用于保護前移過程。在底籃后下橫梁與外側(cè)?；褐g和前下橫梁與前上橫梁之間都安裝10 t葫蘆，準備備用安全繩。收緊花籃螺栓，保證反扣輪吊帶垂直受力。

⑦4個千斤頂同時牽引，把掛籃等一系列部件開始向下一節(jié)位置移動。掛籃移送速度在5～10 cm/min，保持平穩(wěn)移動；移送中，掛葫蘆防止千斤頂傾斜，在掛籃移動中逐漸放下葫蘆，此時千斤繩一般是不受力的。當(dāng)掛籃移動有任何不正?，F(xiàn)象時，要立即停下進行相關(guān)檢查。掛籃移動過程中左右桁架一定要平衡，前后主桁片相距10 cm左右，使兩邊的不平衡力矩達到設(shè)計要求。

⑧若軌道壓梁擋住反扣輪，要在反扣輪后加壓梁，然后將擋住的軌道拆下。主桁前移到位后，用千斤頂頂起主桁，安裝鋼支座，下放主桁使其回落到鋼支座上。

⑨掛籃后錨點進行錨固。將模板位置和標高進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。

⑩使用3 t葫蘆將內(nèi)模拉到規(guī)定位置，進行相應(yīng)吊桿的安裝，讓承重的吊具受力；去掉內(nèi)滑梁末尾的滾動錨具固定作用，將滾動吊具放在預(yù)留孔位置，再次進行穿錨桿，準備進行下一次的行走，進行第二次吊具變換。

（4）掛籃的拆除

開始合龍段施工前，可以將掛籃拆下，順序如下：

①箱梁頂面上設(shè)置一個卷揚機，吊外側(cè)模的吊桿慢慢放下，直到到達地面。也可先放下底模架，然后再放下外側(cè)模。

②掛籃不可以跨中開始下放、拆除，將掛籃后退后在軌道上慢慢進行拆除下放工作。

③把主桁架放到可以吊的范圍中，然后開始分片拆卸，按照同安裝順序相反的流程進行。先拆前上橫梁，在拆橫向聯(lián)結(jié)桁梁時，首先將主桁片用一定的葫蘆左右拉緊，確保其具有理想的穩(wěn)定效果。將那些用于臨時連接作用的角鋼全部拆除，然后開始拆除橫向聯(lián)結(jié)桁架，在此過程中，要確保對主桁片和橫向聯(lián)結(jié)桁架不產(chǎn)生任何不利影響或是破壞作用。最后進行主桁片的完全拆除工作。

④拆除軌道及軌道鋼墊梁。

隨著調(diào)水工程增多，采用PCCP管橋施工工藝，必將在以后的工程建設(shè)中得到更多推廣和運用。

[1]杜麗潔.大口徑PCCP管道接口漏壓處理方案探究[J].中國水利，2016（14）.

[2]張永偉，姜艷芝.淺談南水北調(diào)配套工程PCCP管道安裝質(zhì)量通病及預(yù)防措施[J].中國水利，2015（16）.

Construction techniques for Jiahetao PCCP pipe bridge of Water Resources Allocation Scheme in North Hubei Province

Ren Dengcheng,Li Wenzhong,He Shuangjian

Regarding the features of Jiahetao PCCP Pipe Bridge of Water Resources Allocation Scheme in north Hubei Province,its construction techniques and methods are introduced.Explanation is given to the difficult points and problems need to be paid attention,so as to accumulate valuable experiences for other similar projects to be constructed in the future.

Water Resources Allocation Scheme in North Hubei Province;Prestressed Concrete Cylinder Pipe;pipe bridge

TV68+TV672.5

B

1000-1123（2017）22-0051-04

2017-10-11

任登成，丹襄部副主任，高級工程師。

責(zé)任編輯 鄭 爽