淺談水利工程渡槽施工技術(shù)

包正麗

(甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730046)

通常情況下，施工單位會根據(jù)施工地區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行架空渠道的修建與應(yīng)用，這一渠道能夠跨越河流、道路以及山谷，因而也被叫做渡槽。對于水利工程而言，渡槽的存在也可以定義為交叉型建筑物，較為常見的便是桁架式的渡槽工程以及梁式渡槽工程，以混凝土作為主要材料，用來完成整個(gè)工程的輸水以及導(dǎo)流工作，是水利工程建設(shè)中不可或缺的重要措施，并與國民的生活質(zhì)量有著極為密切的聯(lián)系。正因如此，施工單位在開展相關(guān)工程技術(shù)應(yīng)用的過程中，需要結(jié)合施工現(xiàn)場的內(nèi)容完成節(jié)點(diǎn)性建筑的構(gòu)建，以此來確保工程效益不受影響。

1 工程概況

本文主要是以引大濟(jì)湟工程作為主要案例，工程主要目的是緩解湟水兩岸的山區(qū)以及干流所存在的缺水問題，在進(jìn)行工程建設(shè)的過程中，是計(jì)劃從湟水一級支流大通河上游石頭峽建庫完成相應(yīng)的引水工作，而后利用總干渠來完成調(diào)水工作，穿越大阪山之后，最終灌輸?shù)胶谌畮臁?/p>

引大濟(jì)湟工程共涉及三期工程內(nèi)容，詳細(xì)情況如下所示：1）一期工程。以黑泉水庫以及北干一期工程為主，在這一過程中，有關(guān)黑泉水庫已經(jīng)完成了相應(yīng)的蓄水工程，而北干一期工程則正處于建設(shè)階段；2）二期工程。以石頭峽水利樞紐、調(diào)水總干渠以及北干二期工程為主，目前石頭峽水利樞紐和調(diào)水總干渠都處于正在施工階段；3）三期工程。以北干二期工程為主。

其中，有關(guān)北干渠扶貧灌溉二期工程是依托于湟水北干渠所展開的續(xù)建配套工程，工作內(nèi)容主要是滿足農(nóng)業(yè)灌溉需求以及國民生活用水，促進(jìn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，并對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行有效地改善。在該工程中，共涉及40萬畝的控制面積，有關(guān)農(nóng)田灌溉面積達(dá)到了36.8萬畝，而在林地灌溉面積方面則是以3.2萬畝為主。其中分干渠的數(shù)量為2條，支渠的數(shù)量為18條，并涉及干斗7條以及田間配套工程。

2 渡槽基坑、溝槽開挖方案

2.1 施工測量

在進(jìn)行渡槽施工之前，利用全站儀對各排架體的中心和各排架體的中心位置進(jìn)行準(zhǔn)確地測量，然后利用全站儀和鐵尺進(jìn)行測量。在工程中，通過高度計(jì)對入口和各排的底面和頂面高度進(jìn)行嚴(yán)密的控制，并使用全站儀對中線進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控。

2.2 基坑土石方開挖工程

按設(shè)計(jì)圖的要求，按照縱、橫截面的控制樁進(jìn)行清淤，以1.2m的反鏟挖掘機(jī)為基礎(chǔ)，土料的堆放原則上就近堆放，余土用20t自卸汽車?yán)\(yùn)至棄渣場。

首先使用1.2m的翻斗式挖土機(jī)，將地面上的腐植土和其他垃圾清理干凈，然后一層層認(rèn)真地進(jìn)行處理，直到達(dá)到預(yù)定的深度和寬度（20cm為佳），再由人工清理，以保證地基不受干擾，并且保證開挖的大小與設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)一致。

在地基表面進(jìn)行清掃和平整后，要立即向施工單位報(bào)告，并向施工工程師、業(yè)主等單位聯(lián)合進(jìn)行施工，并最終決定施工的處理方法。在完成了基礎(chǔ)工程后，要及時(shí)進(jìn)行基礎(chǔ)工程的建設(shè)，如果不能及時(shí)完成，則要對地基進(jìn)行防護(hù)，并在開工之前進(jìn)行聯(lián)合檢查。

在進(jìn)行基坑開挖施工之前，要對土石壩地基進(jìn)行穩(wěn)定性分析，在土體的設(shè)計(jì)和施工中，一定要有充分的防護(hù)措施。對已挖好的巖石基礎(chǔ)表面進(jìn)行打磨，并按下列規(guī)定進(jìn)行：1）巖石表面不存在軟巖、懸浮物和受爆炸作用的裂縫；2）根據(jù)工程的要求，對建基面和斜坡上的軟弱夾層和其他危害性的巖石進(jìn)行了治理；3）坡體穩(wěn)定性好，不存在松散的巖石，也不陡峭；4）巖體外形不存在倒伏，且坡頂要磨平或磨平；5）在外部條件下容易發(fā)生風(fēng)蝕、軟化、凍裂的地基，如其上層結(jié)構(gòu)暫時(shí)無法完成，應(yīng)按照設(shè)計(jì)及技術(shù)規(guī)格的規(guī)定進(jìn)行防護(hù)。在開挖完畢的同時(shí)，必須對其進(jìn)行防護(hù)。根據(jù)工程建設(shè)和工程技術(shù)要求，對有高邊坡巖體或有不穩(wěn)定的邊坡進(jìn)行安全監(jiān)控，從而可以及時(shí)地判斷其穩(wěn)定性，并采取相應(yīng)的加固處理；6）挖掘的渣土應(yīng)該放在一個(gè)固定的存放和廢棄的場地，并且禁止將有用的廢料和垃圾混合使用，并且確保今后可以很容易地把廢棄的廢料拿出來使用。

3 排架基坑（槽）支護(hù)方案

在進(jìn)行排架、槽臺基礎(chǔ)的基礎(chǔ)施工中，采用臨時(shí)的斜坡，采用放坡法進(jìn)行施工，但由于地下水等原因引起的不穩(wěn)定，采用板樁、壓腳支護(hù)等方式進(jìn)行加固。

3.1 基坑(槽)支護(hù)施工方法

本項(xiàng)目在進(jìn)行地基基礎(chǔ)開挖時(shí)，應(yīng)按照設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行放坡，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的斜率進(jìn)行放坡，坡體平整，在斜坡上開挖線1.5m以內(nèi)禁止堆土或堆放材料。3?！?5＃渡槽地基按設(shè)計(jì)圖中的地質(zhì)、水文條件進(jìn)行了介紹，考慮到地下水的作用，采用沙粒編制的編織袋在斜坡底部粘貼，高0.5～1.5m，然后在斜坡交界處用稻稈或樹枝進(jìn)行堆疊。避免在斜坡上滲漏，將微小的微粒帶出，形成流動的土壤。

3.2 基坑排水施工

在施工期間，如果有少量的地下水滲漏，可在施工中設(shè)置集水池或收集井（具體的井尺寸要視場地的實(shí)際情況而確定），并使用潛水泵或離心泵，將積水及時(shí)排除，避免產(chǎn)生稀泥，從而影響基礎(chǔ)的承載力。當(dāng)周邊地下水水位高時(shí)，要采用槽外滲排水措施，以保證清地基工作的正常進(jìn)行。

3.3 季節(jié)性措施

3.3.1 常溫季節(jié)土方工程

1）在斜坡和地基上進(jìn)行預(yù)留防護(hù)，在下一步施工之前進(jìn)行削坡、清基，避免因長期暴曬而導(dǎo)致土體和巖體風(fēng)化崩壞；2）將滿足充填需要的土壤，在搬運(yùn)過程中覆蓋，在倉庫中增加堆放的層數(shù)，以降低濕氣的蒸騰；3）在填埋過程中，應(yīng)根據(jù)溫度調(diào)節(jié)物料中的水分，加速物料的裝載和卸料、鋪料等過程，避免因物料的流動而造成物料的水分過大；4）合理地減少生產(chǎn)線的時(shí)間，及時(shí)平整和壓實(shí)土壤。未碾碎的土壤，迅速擠壓成型，以減少水分的蒸發(fā)。在鋪設(shè)之前，對表層土壤進(jìn)行碾壓，并進(jìn)行適量的澆水，以保證表層土壤的含水量；5）提高輸送道路的噴灑頻率，減少揚(yáng)塵。

3.3.2 低溫季節(jié)土方工程

1）在挖掘區(qū)域內(nèi)用最大寬度挖掘更多的具有一定厚度的絕熱物質(zhì)如鋸屑等隔熱物質(zhì)；2）在已開挖的溝、槽（坑）基礎(chǔ)上鋪設(shè)木楞、板皮和15～20cm的隔熱層，以避免凍結(jié)；3）采用低溫下的地表土進(jìn)行填筑區(qū)的壓縮，并采取快速、持續(xù)地鋪土、碾壓、取樣等措施，壓實(shí)土的溫度應(yīng)高于-1℃。如果當(dāng)天的最低氣溫低于-10℃，或者低于0℃，并且風(fēng)力超過10m/s，則應(yīng)暫停工程；4）在負(fù)溫度下進(jìn)行的填埋，其水分含量不得超過90%，而在5m以下的沙礫中，其水分含量必須低于4%；5）在負(fù)溫條件下進(jìn)行填埋，并對壓實(shí)土進(jìn)行防凍、隔熱處理，防止凍害，或?qū)鐾灵_挖。在負(fù)溫度下，當(dāng)填土結(jié)束時(shí)，應(yīng)對填土的表層進(jìn)行防護(hù)，避免凍土的形成，并在進(jìn)行回填時(shí)進(jìn)行清理；6）在填筑材料中，禁止摻雜冰雪，其中不可包含15公分以上的凍結(jié)物，并且其含量不能超出整個(gè)填充物總量的15%。通過降低各層的鋪墊，增加碾壓作用等，確保工程質(zhì)量符合設(shè)計(jì)的需要。若由于大雪而停業(yè)，則在開工之前將填埋的積雪清除干凈，經(jīng)驗(yàn)收后才能進(jìn)行作業(yè)；7）為了確保冬季工程的安全，在天氣晴好、無風(fēng)天氣條件下，施工期間應(yīng)盡可能在溫度高的時(shí)間段進(jìn)行。

3.4 雨季施工措施

1）根據(jù)場地條件，在基坑邊坡的外部高度處，采用截流渠道，以排除坡體內(nèi)的降雨；2）在平整或凹陷的工作中，在工地四周布置防滲堤防及挖掘周邊的排水渠，采用機(jī)械方法排除地面上的積水，防止外界水流進(jìn)入工地，并時(shí)常維持排水體系的暢通；3）強(qiáng)化斜面的穩(wěn)定性監(jiān)測，對不正常的狀況進(jìn)行及時(shí)地處置；4）在雨季進(jìn)行時(shí)，應(yīng)在下雨天進(jìn)行填方，使其在下雨天仍能進(jìn)行填方，使其持續(xù)升高；5）為了排水，填土表面的中部隆起向著下游方向傾斜；6）適當(dāng)減少生產(chǎn)線的長度，及時(shí)平整并及時(shí)壓實(shí)；在下雨前，對平整的還沒有壓實(shí)的松泥土進(jìn)行快速地碾壓，以達(dá)到平整的表面；7）在雨季進(jìn)行填土?xí)r，應(yīng)留意排水情況，下雨時(shí)應(yīng)對施工范圍進(jìn)行防護(hù)，在鋪設(shè)成型的地面上，不得有機(jī)器或人通過；8）在下雨后重新進(jìn)行清理，用手工清理地面的部分積水，如有需要可翻松、晾曬或清理。禁止在積水，泥濘和運(yùn)送車經(jīng)過的地面上進(jìn)行填筑。

4 渡槽排架、槽身施工方案

4.1 排架柱、槽身鋼筋制安

鋼材由金屬廠統(tǒng)一加工，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場綁扎焊接，綁扎的規(guī)格、數(shù)量、間距、綁扎方式等均按設(shè)計(jì)和規(guī)格進(jìn)行。

按照施工圖，先測量放線，然后再進(jìn)行鋼筋的裝配，為了保證上下兩個(gè)筋的間隔，必須焊好若干個(gè)鋼梁支撐框架，25m以下的鋼筋，就地通過電焊機(jī)進(jìn)行焊接（或捆綁），在鋼筋和模板間，用不小于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土，并將其間隔成直角，呈“梅花”形排列，使混凝土防護(hù)層的厚度達(dá)到設(shè)計(jì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

連接處的受力鋼筋在應(yīng)力作用下的截面積的比例應(yīng)該滿足以下要求：1）小于25%的受拉區(qū)；2）不大于50%的承壓。鋼筋的焊接方式為：雙面焊，按主筋5d以上的螺釘。

4.2 鋼筋工程施工注意事項(xiàng)

4.2.1 鋼筋在工地上的輸送和儲存

對進(jìn)場的鋼筋進(jìn)行檢驗(yàn)，主要有：檢查牌號，規(guī)格，廠家，材料單，合格證，外觀檢查尺寸，有無裂縫，結(jié)疤，折疊等，并對供應(yīng)商進(jìn)行檢查。

鋼條堆放在加工車間四周。在采購之前，應(yīng)選定好地點(diǎn)，平整，墊高并設(shè)置或排出隔離圍墻或隔板。表層用防水膠片或蓬布層，確保底部不沾地、不沾水、不沾雨、不漏水。

當(dāng)出現(xiàn)脆斷、焊接性能差、機(jī)械性能明顯異常等不良情況時(shí)，應(yīng)立即停止生產(chǎn)，再次采樣，進(jìn)行化學(xué)分析或其他有關(guān)特殊檢查，找出問題所在。對熱軌鋼筋進(jìn)行力學(xué)性能檢測，以同一批鋼材（批）、截面尺寸不超過60T為一批，在抽樣時(shí)，從首批鋼材中選擇兩根，各截取一種抗拉強(qiáng)度（包括屈服點(diǎn)、拉伸強(qiáng)度、伸長率）及冷彎曲試樣，如果有一種樣品不滿足標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)在同一批中添加兩倍以上的樣品進(jìn)行再次測試，如果有一種樣品不合格，那么這批鋼材就是不合格產(chǎn)品，必須退回并清除出場地，然后再次購買。

4.2.2 現(xiàn)場生產(chǎn)的鋼筋

目前，鋼筋的制造工藝大多采用手工和機(jī)器進(jìn)行。對小截面的鋼筋，采用手工彎曲的方法進(jìn)行處理，而大的鋼筋采用了機(jī)械彎曲的方法。

本項(xiàng)目的鋼筋生產(chǎn)線，包括切割機(jī)、調(diào)直機(jī)、彎曲機(jī)、對焊機(jī)、工作臺等常用的機(jī)械和工具。

1）結(jié)構(gòu)形式：鋼筋配置：按圖紙要求，決定鋼筋的型號、型式、規(guī)格和單根長度，以保證鋼筋的下料和焊接的長度，使鋼筋的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和技術(shù)要求，并決定不同類型的鋼筋的數(shù)目，制定下料表，開具下料牌。

2）處理鋼筋：按照下料指示，首先將鋼筋切成一定長度并進(jìn)行焊接，再進(jìn)行平直和彎折。在對高強(qiáng)鋼進(jìn)行冷拔后，I型鋼的冷拉比應(yīng)小于4%，II型鋼的冷拔強(qiáng)度不得超過1%。在進(jìn)行彎梁時(shí)，應(yīng)先通過試件來決定其彎折點(diǎn)，然后再按各試件的回彈速率來決定對折彎角。在進(jìn)行正式彎曲之前，應(yīng)進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，確認(rèn)相關(guān)參數(shù)，然后進(jìn)行大批量的生產(chǎn)。

對需要連接的鋼筋，應(yīng)視其受力狀況而定，焊工應(yīng)持有焊工證書，并將其焊樣進(jìn)行測試，通過檢驗(yàn)后方能上崗。

各類鋼筋在成形后的容許誤差不能超過標(biāo)準(zhǔn)的要求。加工后的鋼筋分批分開堆放，并在底部墊高，表面覆蓋工作，避免在儲存期間出現(xiàn)變形。

3）現(xiàn)場鋼筋的裝配和綁扎：鋼筋的安裝、綁扎和焊接是將鋼筋安裝到位并充分實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)目的的一項(xiàng)關(guān)鍵工作。在安裝之前，鋼筋的外表要保持清潔，不能有任何損壞。嚴(yán)禁采用具有粒狀或薄片形銹斑的鋼筋，并將其固定在容許誤差以內(nèi)。

4.3 排架柱模板及支撐系統(tǒng)

4.3.1 排架支撐系統(tǒng)

架子搭設(shè)采用Φ48鋼管搭設(shè)，扣件加固，在合適高度架立砼溜管和模板平臺，方便砼澆筑時(shí)的人員通行即可。外側(cè)架子架設(shè)距離排架外模30～50cm，以方便封繩校正排架線性，確保施工及模板穩(wěn)定，便于模板施工，橫豎桿剪刀撐搭設(shè)尺寸符合施工規(guī)范要求。

4.3.2 排架模板系統(tǒng)

排架模板采用組合鋼模板，梁柱端模板采用定型鋼模，穿墻螺桿對拉，花欄螺栓緊固，井架支撐。

4.4 現(xiàn)澆模板及支撐系統(tǒng)

為了確保工程的質(zhì)量，為了加速工程的進(jìn)度，采用了一種以四根立柱為基礎(chǔ)的碗型腳手架或Φ48型鋼管、交叉扣件或四根立柱支撐，全屋的立桿間隔90cm，垂直臺階間距1.2m，垂直鋼筋剪子撐的安裝規(guī)格滿足施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，兩邊由風(fēng)索對拉緊固，支架與排架井字架的鋼管連結(jié)為一整體。為加速建設(shè)和保證項(xiàng)目的質(zhì)量，本項(xiàng)目規(guī)劃的四個(gè)支架體系可以在同一時(shí)間內(nèi)完成4個(gè)支架體系的建設(shè)，而不會相互干擾。

4.5 排架柱、現(xiàn)澆槽身砼澆筑

4.5.1 排架砼澆筑

鋼筋混凝土等級C25F200，按試驗(yàn)結(jié)果及監(jiān)工認(rèn)可的比例，進(jìn)行配比的配重，以PH1200型自選機(jī)與JS750型混合機(jī)混合，兩臺1.5m/m混凝土混合罐車，通過25T型車輛吊罐進(jìn)入倉內(nèi)，分層澆筑，分層進(jìn)行，分層不超過30cm。內(nèi)嵌振動錘夯實(shí)，注漿到預(yù)埋體部位后，再進(jìn)行預(yù)埋體定位，然后再進(jìn)行灌漿，以保證預(yù)制板與頂面混凝土的粘接，除了在預(yù)埋鋼板下進(jìn)行混凝土振搗，并在預(yù)制板上鉆孔。為了確保新舊混凝土的良好配合，施工縫處的處理方法是人工鑿毛制作的?；炷翝沧⒑?2～18h進(jìn)行噴灑養(yǎng)護(hù)，高處不易噴灑的部分拆除模具后噴灑養(yǎng)護(hù)液。

4.5.2 槽身砼澆筑

按照試樣和監(jiān)控方認(rèn)可的混凝土配比，進(jìn)行配重，以PH1200型自選機(jī)與JS750型混合機(jī)構(gòu)成混合站進(jìn)行拌制，2臺1.5m混凝土混合罐車裝車，25T型貨車吊罐進(jìn)入倉內(nèi)，分層澆筑，分層不超過30cm。內(nèi)嵌振動錘夯實(shí)，注漿到預(yù)埋體部位后，再進(jìn)行預(yù)埋體定位，然后再進(jìn)行灌漿，以保證預(yù)制板與頂面混凝土的粘接，除了在預(yù)埋鋼板下進(jìn)行混凝土振搗，并在預(yù)制板上鉆孔。為了確保新舊混凝土的良好配合，施工縫處的處理方法是人工鑿毛制作的。混凝土澆注后12～18h進(jìn)行噴灑養(yǎng)護(hù)，高處不易噴灑的部分拆除模具后噴灑養(yǎng)護(hù)液。

5 結(jié)語

綜上所述，渡槽是渠道穿越山間和溝谷的主要建筑物，在灌區(qū)節(jié)水改造工程中得以廣泛應(yīng)用。在水利工程建設(shè)過程中，加強(qiáng)渡槽施工技術(shù)的應(yīng)用，可有效緩解地區(qū)灌溉用水難題，改善農(nóng)田灌溉品質(zhì)，促進(jìn)農(nóng)村水利基礎(chǔ)設(shè)施的深入發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的全面發(fā)展。