浅谈渡槽工程预应力槽身关键点施工作业技术

[摘 要] 槽身段预应力施工工艺的选择控制，不但影响工程建设进度，也关系到渡槽建成后的运行安全和使用寿命，是渡槽工程施工过程的关键点，做好各环节施工技术交底和克服施工质量通病是控制预应力槽身施工好坏的关键因素。

[关键词] 止水；槽身预应力；施工工艺；质量问题

[中图分类号] TV6 [文献标识码] A

南水北调工程中，有40余座跨越山谷和江河的渡槽工程，是世界著名的引水渡槽，它由进出口段、槽身段、支承结构和基础等部分组成。这里结合工程实践，简要介绍槽身段预应力施工工艺，并对常见的问题进行分析，针对性地提出具体防治对策，以积累渡槽工程关键点施工经验，逐步提高工程建设质量管理水平。

1 止水施工

1.1 止水片（带）的安装

止水片（带）须按设计位置跨缝对中进行安装，并用托架、卡具定位，确保在混凝土浇筑过程中不产生变形或位移。不允许有拉筋、钢筋或其他钢结构与止水相碰接。

橡胶止水带的连接宜用硫化器热粘接，橡胶止水带的熔接既要材料充分熔化，又不要烧焦发黄，熔接处要密实，没有气泡或漏焊的地方。

紫铜止水铜鼻子内浇沥青柱前，预先放置一根在沥青里浸透的麻丝。在浇沥青柱的过程中，采取多次多层浇的方法可使沥青柱浇得比较密实，浇沥青时速度要尽可能快，缩短层与层之间的间隔时间。

1.2 混凝土浇筑过程中，止水片（带）的质量控制

止水带的防渗效果与混凝土浇筑有密切关系，对于垂直方向上的止水带，应在止水带两侧均匀地浇筑混凝土。对于水平或倾斜方向止水带，在浇下部混凝土时宜先将止水带稍加翻起，混凝土浇满并排气后放下止水带，再浇上面的混凝土，以免气泡和泌水聚集在其背面。

混凝土振捣过程中，应人工剔除止水片（带）周围砼料中的大粒径骨料，在止水片（带）附近振捣时，可使用软轴振捣棒或其他小型振捣器振捣密实，严禁振捣过程中振捣器直接触及止水片（带），导致止水片（带）移位。

禁止在止水片（带）处直接下料，防止浇筑过程中，混凝土料直接冲击止水片（带），导致止水片（带）移位、变形。

在施工过程中，严格禁止践踏水平止水片（带）。应随时将其上污、杂物清除。

对于有遇水膨胀线的止水带，防止水流提前浸润膨胀线。

在混凝土浇筑过程中，承包人应安排专人巡视、管理。如发现跑偏，应及时纠正。

2 预应力施工过程

2.1 钢绞线下料及编索

钢绞线验收合格后方可进行下料作业。下料操作过程中，应遵循以下步骤：

2.1.1 钢绞线长度依据施工蓝图中单根钢绞线理论长度，按满足张拉和设计要求的最小长度截取，使用砂轮逐根进行切割。

2.1.2 不同长度、种类的钢绞线应挂牌标识，分区堆放以方便运输、使用。

2.1.3 钢绞线可在浇筑混凝土之前或之后穿入管道，宜将一根钢束中的全部钢绞线编束后整体装入管道中。

2.2 钢绞线的铺设

铺设钢绞线时掌握以下原则：

2.2.1 槽身底部波纹管，应在底板钢筋安装完成后进行铺设，其余波纹管需待面层钢筋安装完成后进行。

2.2.2 在槽身的任何截面，保持钢束中心与施工图中预应力筋的坐标一致。可在槽身端模及槽身外模，定出每个锚索孔的空间位置，并用红油漆做好标记。

2.2.3 端部承压板、锚垫板的位置应保证与定位中心线左、右对称。预应力曲线筋末端的切线应与承压板相垂直。

2.2.4 预应力槽身施工时，以钢绞线位置为主，当非预应力钢筋与主筋位置冲突时，经设计同意可将非预应力钢筋作适当调整。

2.2.5 钢绞线端部锚垫板固定在端部钢筋或端模模板上，采用泡沫胶对其进行填充密室，要求锚具灌浆孔及锚具与波纹管间空隙严密不漏浆。锚垫板以外露出的钢绞线采用彩条布包裹保护，防止槽身浇筑混凝土过程中粘带水泥砂浆。

2.2.6 成品保护：①现场施工中，各工种应注意保护波纹管，不得在上面堆料、踩踏，以免损伤波纹管。②在整个钢绞线的施工过程中，如周围有电焊施工，应对钢绞线进行遮挡，防止焊渣飞溅损伤钢绞线，严禁电焊机连接钢绞线，以免通电后造成钢绞线强度降低。

2.3 钢绞线张拉工艺要求

2.3.1 张拉准备工作

①张拉端锚垫板和钢绞线清理干净，不得有水泥灰浆、铁锈、污物。

②检查锚垫板后部混凝土是否密实，如果不密实须进行高压灌浆处理或者环氧砂浆处理。

③张拉前先把锚具和夹片安装到位，用钢管套筒将夹片打紧，要求夹片不允许错位。

④核查千斤顶和配套油压表编号与计量标定报告是否相符。钢绞线张拉设备及仪表应满足钢绞线张拉的要求，且应定期维护和标定。

⑤现场组建4个张拉组，分别负责安装千斤顶、量测伸长值、开油泵和作张拉记录。

2.3.2 钢绞线的张拉次序：

槽身预应力采用后张法施工，其纵向采用单端张拉，环向采用两端同步张拉。为保证槽身受力均匀，纵、环向预应力钢绞线采用对称张拉。按先张拉端肋环向钢绞线，再张拉纵向钢绞线，最后张拉渐变段至跨中区域环向钢绞线顺序进行。钢绞线张拉前先单根预紧再整束张拉，单根钢绞线的预紧力宜为张拉控制应力的10%。

2.3.3 钢绞线张拉操作要求

①清理锚垫板及钢绞线。②安装张拉限位板及千斤顶。检查锚具、千斤顶、孔道三者轴心是否同心，有偏差时应用手锤轻击锚环调整位置。③钢绞线张拉实行双指标控制，张拉应力控制为主，伸长值校核为辅。每一束钢绞线张拉时，都应做详细记录。④孔道摩阻和钢绞线的弹性模量Ep取值不同，张拉理论伸长值的计算结果也不同。槽身预应力张拉之前应进行摩阻试验，摩擦系数以实际测试数据为准。⑤伸长值应从初应力时开始量测，预应力钢筋实际伸长值除量测的伸长值外，必须加上初应力以下的推算伸长值。对后张法施工，在张拉过程中产生的弹性压缩值一般可省略。⑥钢绞线的伸长量实测值加上初始张拉推算伸长值和理论计算值比较应符合《水电水利工程预应力锚索施工规范》（DL/T5083-2004）的要求，若两者相比，差值超过±6%时应暂停张拉，分析原因后再继续进行。

3 预应力管道压浆

钢绞线张拉完毕后，必须在2天内对预应力管道进行压浆作业。宜采用真空辅助压浆工艺，压浆设备宜具备压力和灌浆量记录功能。浆体强度、水胶比和泌水率应符合规范要求，为增加孔道灌浆密实性时，水泥浆中可掺入对钢绞线无腐蚀作用的外加剂。

3.1 搅拌水泥浆

搅拌前，应先清洗搅拌机，清洗后的搅拌机内不应有残渣和积水，并应检查搅拌机的过滤网完好情况，确保搅拌机能正常生产。

水泥浆搅拌均匀后，应定时进行浆体出机流动度试验，其流动度控制在14 s～18 s，方可经过过滤网进入贮浆筒。

3.2 压浆过程

①将灌浆阀、排气阀全都关闭，抽真空阀打开；启动真空泵抽真空，观察真空压力表读数，即管内的真空度，当管内的真空度稳定在-0.06 MPa～-0.1 MPa左右时，压力能保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。②启动压浆泵，排除残存在压浆泵及管道内的水分和空气，当排出的水泥浆和储浆筒内的水泥浆稠度一致时，关闭压浆泵，将压浆泵管道通过快换接头接到锚垫压浆孔的控制阀上，打开阀门，启动压浆泵，开始压浆。③观察排气管的出浆情况，当浆液稠度和储浆桶一样，且流速稳定时，暂停压浆泵1～2分钟，保持出浆口的阀门敞开，然后再开启压浆泵，待出浆口出浆顺畅后，关闭出浆端阀门，使压浆泵的压力达到0.5 MPa～0.7 MPa，持压2分钟。④在持压的条件下，关闭压浆端阀门及压浆泵，完成压浆。压浆顺序应先下层孔道后上层孔道，同一孔道的压浆应连续、一次完成。从浆液搅拌到压入槽体的时间不宜超过40 min。⑤压浆过程中，应制作3组标准养护试件（40 mm×40 mm×160 mm），进行抗压和抗折强度试验，作为评定水泥浆质量的依据。

3.3 张拉端端部处理

张拉锚固完毕检验合格后，用砂轮锯切断超长部分的钢绞线，严禁采用电弧切割。钢绞线切断后露出锚具夹片外的长度不得小于30 mm。采用与槽体同强度等级混凝土封堵锚具。

4 施工过程中应注意的问题及预防措施

4.1 混凝土浇筑过程中，预应力孔道可能被堵塞

4.1.1 问题与现象

在混凝土浇筑过程中，有时会发生预应力孔道漏浆，严重时导致孔道堵塞，这样就改变了孔道摩阻系数，使预应力张拉控制值发生偏差，当孔道堵塞时钢绞线穿入困难或无法穿入。

4.1.2 分析原因

①施工过程中，波纹管被损坏破裂。

②波纹管接头处套接不牢固或有孔洞。

4.1.3预防措施

①浇筑混凝土时，应防止振捣棒直接触及波纹管。

②进行钢筋焊接时，应防止电焊火花烧破波纹管。

③管道与锚垫板喇叭口的接头及管道中间接头部位，必须牢固密封。

④在混凝土拌和物终凝前，用高压水冲洗管道，并用通孔器检查管道是否堵塞。

⑤先在波纹管内穿入稍细的硬塑料管，浇筑完成后再拔出。

4.2 一定要保证预应力孔道坐标位置准确

4.2.1 问题与现象

在预应力槽身施工中，如果预应力预留孔道位置不符合设计要求，钢绞线位置发生变化，可能会影响槽身使用寿命，甚至结构安全。

4.2.2 分析原因

①读图错误或坐标计算错误，使预留孔道施工安装错位。

②在浇筑混凝土过程中，由于预埋件受到扰动，孔道位置发生改变。

4.2.3 预防措施

①熟悉施工图纸，认真计算预留孔道在每一断面上的坐标。

②固定波纹管的箍筋位置、间距要合理。

③在浇筑混凝土时，防止振捣棒触及波纹管等预埋件，防止波纹管上下左右浮动。

5 结束语

止水部位施工、波纹管安装、预应力张拉及预应力孔道压浆，是渡槽工程槽身段质量控制关键点，因此，应加强现场施工人员特别是农民工的培训教育，传授施工技术、质量控制、文明施工以及基本操作技能等知识，对施工中存在的质量隐患问题，及时发现及时处理，尽量减少返工、窝工现象，切实提高现场人员的施工技术水平和管理能力，确保实现工程合同目标。

参考文献

[1]中华人民共和国水利部.DL/T5215-2005水工建筑物止水带技术规范[S].北京：中国电力出版社，2005.

[2]中华人民共和国水利部.DL/T5083-2010水电水利工程预应力锚索施工规范[S].北京：中国电力出版社，2011.

[3]中华人民共和国交通运输部.JTG/TF50-2011公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2011.

作者简介：李宁（1968.9-），男，本科，高工，研究方向：水利工程。