鄭永吉，吳 興

（中國水利水電第一工程局有限公司，長春 130033）

1 工程概況

四川省都江堰灌區(qū)毗河供水一期工程總干渠主要建筑物由渡槽、明渠、隧洞組成，其中盧家壩渡槽位于樂至縣童家鎮(zhèn)徐家橋村3、4組，打鼓廟4組及天池鎮(zhèn)棉花灣村3、9組，屬總干渠第六流量段，設(shè)計樁號為六調(diào)0+000～六調(diào)1+013。該渡槽設(shè)計全長1 013 m，最大架空高度32 m，設(shè)計流量8.10 m3/s，加大流量9.32 m3/s。渡槽設(shè)計槽身145跨，為U型薄壁結(jié)構(gòu)，頂寬3.5 m，高為2.7 m；設(shè)計排架143榀，為單排架、拱跨相結(jié)合，單排架結(jié)構(gòu)槽身單跨長15 m，拱式結(jié)構(gòu)跨徑為70 m和60 m的共8跨，上部設(shè)置單排架，槽身單跨長5 m。拱跨段分為兩段，第一段為5連70 m跨，3跨拱圈為板拱結(jié)構(gòu)，2跨為肋拱結(jié)構(gòu)；第二段為3連60 m跨，均為肋拱結(jié)構(gòu)。其中5連跨段4#拱墩至B#拱座之間有一天然河道，河寬約5 m；3連跨段6#拱墩至D#拱墩之間也有一天然溪流，寬約4 m。

2 大拱跨渡槽拱跨施工技術(shù)

2.1 基礎(chǔ)開挖

基礎(chǔ)開挖主要有土石方開挖，基礎(chǔ)置于強(qiáng)風(fēng)化巖體中下部，覆蓋層臨時邊坡坡比為1∶1，永久邊坡坡比為1∶1.5。巖石臨時開挖邊坡坡比為1∶0.5，永久邊坡坡比為1∶1。

根據(jù)各拱墩基礎(chǔ)設(shè)計位置、設(shè)計參數(shù)及地質(zhì)情況，按照設(shè)計圖紙邊坡坡比放樣，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)每邊預(yù)留50 cm作業(yè)面后，確定上部開挖口線。本工程采用全站儀放樣，用石灰撒出開挖邊線，作為開挖標(biāo)識。在開挖過程中，實施跟蹤檢測，開挖完成后，對中線、邊線等進(jìn)行實地測量檢查，確保無誤。

因渡槽周邊在建酒店，巖質(zhì)基坑采用液壓破碎錘強(qiáng)制開挖，如巖石強(qiáng)度超過機(jī)械設(shè)備工作范圍，則采用小藥量松動爆破再開挖，用1.6 m3反鏟裝25 t自卸車，運至業(yè)主、監(jiān)理指定渣場存放。基坑開挖高程以設(shè)計圖紙高程為依據(jù)，如果開挖遇到巖性和圖紙不相符的部位，邀請業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理工程師現(xiàn)場確定開挖面。在距設(shè)計基礎(chǔ)高程預(yù)留20 cm左右保護(hù)層，改用人工使用手持式風(fēng)鎬開挖，避免擾動原基礎(chǔ)。

開挖完成的基面，由人工配合50裝載機(jī)清基。因現(xiàn)場巖石特性的原因，不能采用水清洗基面，故采用從20 m3空壓機(jī)接高壓風(fēng)槍清理剩余的浮渣等物，直到達(dá)驗收標(biāo)準(zhǔn)。因盧家壩渡槽巖石性質(zhì)為粉砂質(zhì)泥巖遇水易軟化，待達(dá)到驗收標(biāo)準(zhǔn)后及時用同標(biāo)號混凝土對基面澆筑15 cm墊層，避免因降雨影響基面穩(wěn)定。

基坑開挖至圖紙規(guī)定基底標(biāo)高，并自檢合格后，通知監(jiān)理工程師組織各方進(jìn)行驗收合格后進(jìn)行下道工序施工。未經(jīng)監(jiān)理工程師驗收批準(zhǔn)之前，不得進(jìn)行下道工序施工。

2#基坑為群樁基礎(chǔ)，地下位置埋有軍事光纜，且位于樂至縣城區(qū)，安全文明施工要求較高，因此采用1臺徐工360旋挖鉆進(jìn)行成孔施工。

5#、6#基坑位于洼地，按設(shè)計要求開挖深度較大，經(jīng)監(jiān)理、設(shè)計、業(yè)主到現(xiàn)場確認(rèn)，各方協(xié)商決定將5#、6#基坑表面淤泥清除后，采用大塊石換填，換填完成后，聯(lián)系試驗室檢測人員，檢測地基承載力達(dá)到設(shè)計要求后進(jìn)行下一環(huán)節(jié)施工。

根據(jù)設(shè)計圖紙，盧家壩渡槽拱墩基礎(chǔ)開挖尺寸較大，3#基坑因為地質(zhì)原因更大，在開挖過程中密切關(guān)注邊坡穩(wěn)定性，如發(fā)現(xiàn)坑邊緣頂面土有裂紋情況出現(xiàn)，應(yīng)及時采取可靠的支撐，并書面報告監(jiān)理工程師確認(rèn)。

基坑開挖完成后應(yīng)及時進(jìn)行驗收。

2.2 基礎(chǔ)回填

拱墩埋深段基礎(chǔ)施工完成，砼強(qiáng)度達(dá)到75%以上，通過隱蔽工程驗收后，對開挖部分用渣料回填至原地面高程。基坑回填前，如基坑里面存有積水，需將積水抽干，再進(jìn)行回填。采用25T自卸汽車運輸開挖渣料到回填部位，1.6 m3反鏟將土方挖運至基坑并從四周均勻填筑，每層回填厚度不大于25 cm，采用2.8 kW蛙式夯機(jī)夯實，回填壓實度滿足設(shè)計要求?；靥罱Y(jié)束后，表層進(jìn)行人工平整。

在填筑過程中，需專人指揮，防止損傷拱墩基礎(chǔ)及墩身混凝土，影響拱墩受力條件，不得整車土方一次性傾倒入基坑中。挖掘機(jī)在挖運土方時，不可碰撞已完成的混凝土結(jié)構(gòu)。

2.3 拱墩、墩身混凝土施工

除了2#樁基承臺為C25鋼筋混凝土外，其余拱墩基礎(chǔ)、拱座均為C20鋼筋混凝土。因澆筑倉面較大，初步擬定每倉澆筑1.5 m高，模板采用組合大模板拼裝，采用15 t塔式起重機(jī)支立，模內(nèi)用3Φ25@1500鋼筋束做支撐，Φ12鋼筋作為拉桿，拉桿底部與地錨牢固焊接。模外采用Φ30鋼管做背肋，縱、橫向間距分別為50、150 cm。

混凝土水平運輸采用8 m3混凝土罐車，地面以下的混凝土搭設(shè)溜槽入倉，地面以上的混凝土采用15 t塔式起重機(jī)吊罐入倉。

澆筑砼采用Φ30插入式振搗器進(jìn)行搗實，防止漏振與過振。混凝土分層進(jìn)行澆筑，每層厚度不大于30 cm，在下層混凝土初凝前完成上層混凝土澆筑，在振搗時要將振動棒伸入到下層5～10 cm。混凝土振實根據(jù)以下現(xiàn)象判斷：混凝土表層不在顯著下沉，不出現(xiàn)氣泡，表面出現(xiàn)一層薄而均勻的水泥漿。待混凝土到達(dá)強(qiáng)度后，將外模拆除，混凝土頂面采用高壓水槍沖洗出毛面，將拱墩及墩身依次澆筑至墩帽底部為止。

2.4 墩帽混凝土施工

盧家壩渡槽墩帽結(jié)構(gòu)形式不一，單個墩帽澆筑方量較大，故采用鋼木模結(jié)合的方法，以鋼模為主，木模拼接一些異形結(jié)構(gòu)。

墩帽混凝土均采用C25鋼筋混凝土，混凝土采用8 m3混凝土罐車水平運輸至倉位旁，再利用25 t吊車吊罐垂直運輸入倉，混凝土入倉后采用Φ30插入式振搗器進(jìn)行振搗。墩帽為外露混凝土結(jié)構(gòu)，要求嚴(yán)格控制振搗方式和時間，以保證模板拆除后混凝土表面平整光滑。

2.5 拱圈支撐施工

盧家壩渡槽拱跨支撐體系采用組合支架系統(tǒng)（見圖1），鋼管柱坐落于臨時墩上，相鄰鋼拱柱之間用工字鋼焊接確保鋼拱柱的穩(wěn)定，鋼管柱頂部鋪設(shè)I50C，長9 m的橫梁，橫梁上鋪貝雷架，貝雷架上鋪工字鋼分配梁，分配梁上搭設(shè)滿堂紅支架，后鋪模板，施工期間材料吊裝采用15 t塔吊。

圖1 盧家壩渡槽拱跨支撐體系示意圖

為保證支撐體系穩(wěn)定，避免拱圈混凝凝土澆筑后發(fā)生應(yīng)力變形，需對支撐體系進(jìn)行預(yù)壓。通過預(yù)壓，有效消除地基的沉降變形、鋼管柱的非彈性變形，從而獲得合理的主梁、貝雷梁的彈性變形數(shù)據(jù)，指導(dǎo)后期預(yù)拱度設(shè)置。盧家壩渡槽共計拱跨8跨，為節(jié)省資源，僅選擇具有代表性的一跨進(jìn)行預(yù)壓，4#至B#跨越盧家壩河流，地基情況相對復(fù)雜，因此擬選定對4#至B#跨段拱跨支撐體系進(jìn)行預(yù)壓，考慮工期及荷載因素，預(yù)壓跨中段支撐體系，預(yù)壓設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)重量為210.03 t。預(yù)壓完成后分析監(jiān)測數(shù)據(jù)指導(dǎo)預(yù)拱度設(shè)置。

2.6 拱圈及連系梁混凝土施工

盧家壩渡槽拱圈混凝土采用C30混凝土，由就近的筆架山拌合站供料，用8 m3混凝土罐車運輸至施工現(xiàn)場，利用15 t塔吊吊罐垂直運輸入倉。拱圈鋼筋在鋼筋加工廠制作好后采用平板車運至作業(yè)面進(jìn)行安裝，拱圈鋼筋制安非常重要，需嚴(yán)格按照設(shè)計及方案施工。拱圈澆筑時采用分段對稱澆筑方式，分段位置避開受力鋼筋搭接位置，具體分段澆筑方式如圖2所示。根據(jù)分段要求，澆筑順序為①、②段→⑤段→③、④段→⑥、⑦段→8個1 m間隔槽后澆帶。拱圈施工時，非加強(qiáng)墩兩側(cè)對稱施工，即第一跨拱圈①、②段澆筑結(jié)束后，不能連續(xù)進(jìn)行⑤段的澆筑，需進(jìn)行下一跨的①、②段澆筑?？紤]到后期混凝土的收縮徐變及支撐體系預(yù)壓變形，拱圈澆筑要充分考慮預(yù)拱度。盧家壩渡槽拱跨根據(jù)有限元模型分析計算，取支架拱頂最大預(yù)拱度為48 mm，采用二次拋物線法分配預(yù)拱度值。

圖2 盧家壩渡槽5連跨板拱分段澆筑示意圖

拱圈澆筑時，要在前一階段的混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%以上才能澆筑后一階段的混凝土。現(xiàn)場采用兩臺塔機(jī)同時進(jìn)行兩區(qū)段的澆筑，各區(qū)段拱肋間橫向聯(lián)系梁與澆筑拱肋同時施工，砼入倉速度及入倉方量兩區(qū)段基本一致。

拱圈混凝土分段施工程序要按照方案進(jìn)行，且對稱于拱圈中線進(jìn)行，使拱架變形保持對稱均勻和盡可能地小。

對填充間隔縫混凝土，由兩端向拱圈中線對稱進(jìn)行澆筑。拱頂和兩端拱腳間隔縫在最后封拱時澆筑，間隔縫與拱段的接觸面應(yīng)事先按施工縫進(jìn)行處理。

封拱合攏溫度應(yīng)符合設(shè)計要求，如設(shè)計無規(guī)定時，可接近當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?，選擇低溫合攏。盧家壩渡槽拱圈合攏時間預(yù)計在10月中旬，此時混凝土溫度變化產(chǎn)生的下沉值較小，封拱合攏溫度就比較合適。

3 結(jié)語

本文主要研究大拱跨渡槽施工技術(shù)問題，為避免拱圈澆筑成型后出現(xiàn)應(yīng)力變形，需對支撐體系進(jìn)行預(yù)壓，消除地基的沉降變形、鋼管柱的非彈性變形，獲得合理的主梁、貝雷梁的彈性變形數(shù)據(jù)，同時考慮后期混凝土的收縮徐變，從而合理設(shè)置預(yù)拱度；為拱圈施工具有可操作性，同時保證拱圈澆筑質(zhì)量，澆筑拱圈時采用分段對稱澆筑的方式。該大拱跨渡槽施工技術(shù)可以為類似工程提供參考。