主槽采用特大跨徑變箱變截面箱梁三向 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)渡槽充水試驗(yàn)

劉力銘

中鐵十二局集團(tuán)二公司 山西太原 030032

摘要：渡槽防滲處理及結(jié)構(gòu)安全備受關(guān)注，通過(guò)充水試驗(yàn)，檢驗(yàn)渡槽各部位的施工質(zhì)量和性能，并在全線通水前對(duì)出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷（滲水點(diǎn)、裂縫等）進(jìn)行處理，為渡槽的竣工驗(yàn)收、質(zhì)量評(píng)定和運(yùn)行期養(yǎng)護(hù)等提供技術(shù)依據(jù)；

關(guān)鍵詞：渡槽；充水試驗(yàn)；試驗(yàn)?zāi)康模环罎B處理

1、工程概述

渡槽全長(zhǎng)987.006m，總體布置：（7.01+11×15）m鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁+（95.95+2×180+95.95）m連續(xù)剛構(gòu)箱梁+（2×50）m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁+（10×15）m鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁+13.09m出口漸變段，渡槽設(shè)計(jì)縱坡1/1500。

下部結(jié)構(gòu)：由進(jìn)口至出口依次設(shè)置1#～11#排架、12#獨(dú)墩、GG1#～GG3#雙肢薄壁空心剛構(gòu)主墩、13#～15#獨(dú)墩、16#～24#排架、出口漸變段墩臺(tái)。其中，12#獨(dú)墩、GG1#（60m）、GG2#（92m）、GG3#（60m）雙肢薄壁空心剛構(gòu)主墩、13#～15#獨(dú)墩、20#排架采用樁基礎(chǔ)，其余采用板式擴(kuò)大基礎(chǔ)。

2、充水試驗(yàn)?zāi)康?/p>

⑴該渡槽工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工技術(shù)難度高，特別是主槽采用了特大跨徑變箱變截面箱梁三向預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)渡槽結(jié)構(gòu)，采用變箱變截面箱梁槽身通水、掛籃現(xiàn)澆、后澆止水等技術(shù)無(wú)成熟設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)，施工質(zhì)量要求高；同時(shí)，渡槽跨徑、支撐高度、連續(xù)長(zhǎng)度、止水縫伸縮量等均居世界前列，開(kāi)展充水試驗(yàn)?zāi)茯?yàn)證新結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性，并為工程順利通水提供技術(shù)保障。

⑵通過(guò)充水試驗(yàn)，檢驗(yàn)渡槽各部位的施工質(zhì)量和性能，并在全線通水前對(duì)出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷（滲水點(diǎn)、裂縫等）進(jìn)行處理；重點(diǎn)檢驗(yàn)連續(xù)剛構(gòu)主槽的應(yīng)力情況、變形情況、實(shí)際承載能力、工作狀態(tài)及溫度作用效應(yīng)等，檢驗(yàn)50m跨簡(jiǎn)支預(yù)應(yīng)力渡槽箱梁的變形情況，為渡槽的竣工驗(yàn)收、質(zhì)量評(píng)定和運(yùn)行期養(yǎng)護(hù)等提供技術(shù)依據(jù)；建立渡槽運(yùn)行期安全監(jiān)測(cè)的初始狀態(tài)，為運(yùn)行期結(jié)構(gòu)狀體的評(píng)定提供依據(jù)。

⑶對(duì)于采用新材料、新工藝、新技術(shù)建成的渡槽，通過(guò)充水試驗(yàn)，研究渡槽結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為，總結(jié)結(jié)構(gòu)受力行為的一般規(guī)律，進(jìn)一步驗(yàn)證渡槽設(shè)計(jì)理論和假定，探索具有普遍意義的規(guī)律，為發(fā)展設(shè)計(jì)計(jì)算理論、完善現(xiàn)有規(guī)范積累資料。

3、總體試驗(yàn)方案

3.1堵頭設(shè)計(jì)

封堵方式采用砂袋堆砌+30mm厚M10砂漿抹面+370mm厚M7.5砂漿磚砌體+砂袋堆砌進(jìn)行封堵。迎水側(cè)采用30mm厚M10砂漿抹面，清理干凈表面，鋪設(shè)0.5mm后土工膜防滲，土工膜緊貼砂漿表面，底部往迎水側(cè)延伸1m，并與渡槽接觸面緊密粘貼。在進(jìn)、出口堵頭上均埋設(shè)2個(gè)φ350排水鋼管，間距1.4m。排水管背水側(cè)均設(shè)置閥門(mén)，管口距槽殼底部300mm。

渡槽進(jìn)口堵頭縱剖面圖

渡槽出口堵頭縱剖面圖

3.2充水方法

根據(jù)設(shè)計(jì)抽水量指標(biāo)，最后一級(jí)需在3d內(nèi)抽水2538m3，即848m3/d，每天抽水按10h考慮，早上07：30～17：30為抽水時(shí)間段。

提水設(shè)備的總提水能力按900m3/d控制，按一級(jí)提水考慮，提水設(shè)備采用揚(yáng)程180m（實(shí)際高差為120m），抽水能力為100m3/h，功率90kw，出水管道為150mm的深井泵一臺(tái)，一條銅芯電纜、一條供水管道，在出水口設(shè)置三通管。

充水試驗(yàn)充水高度分1/4設(shè)計(jì)流量水荷載水位、1/2設(shè)計(jì)流量水荷載水位、3/4設(shè)計(jì)流量水荷載水位、設(shè)計(jì)流量水荷載水位、1.2倍加大流量水荷載水位5種工況。各試驗(yàn)工況應(yīng)靜停3d以便于結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)變形、缺陷排查及安全監(jiān)測(cè)。

3.3正常排水

充水試驗(yàn)完成后，考慮上下游側(cè)渡槽充水試驗(yàn)水源的需要，若下游渡槽具備條件，將水沿渠道排放至下游渡槽，上游渡槽具備條件，將水沿渠道抽排至上游渡槽。

若上、下游渡槽均不具備充水試驗(yàn)，按下列方案排水：

在下游渡槽進(jìn)口處設(shè)置堵頭，正常排水時(shí)，利用渡槽出口堵頭埋設(shè)的泄水管道，將水排至渡槽出口排架及明渠內(nèi)，利用虹吸管將水反抽至高山水池內(nèi)，高山水池內(nèi)的水再通過(guò)一級(jí)提水管道自流至新橋小河。

3.3緊急排水

在充水試驗(yàn)過(guò)程中，為應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，在渡槽上下游側(cè)設(shè)置緊急排水設(shè)備。上下游側(cè)所選用緊急排水設(shè)備的總排水能力均不低于1250m3/h。

根據(jù)充水試驗(yàn)技術(shù)要求，累計(jì)最大水量為9487m3，考慮1：1500的流水坡度，總水量按10000m3計(jì)算，在下游渡槽進(jìn)口位置設(shè)置堵頭，緊急排水時(shí)利用渡槽兩側(cè)堵頭預(yù)埋的排水管向上游及下游渡槽內(nèi)排水。

4充水試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)充水試驗(yàn)技術(shù)要求監(jiān)測(cè)頻次，在充水試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)該渡槽結(jié)構(gòu)外觀變形、缺陷排查進(jìn)行了巡視，并對(duì)埋設(shè)的各類儀器及槽身豎向位移、基礎(chǔ)沉降等進(jìn)行了監(jiān)測(cè)；

渡槽結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)基本符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求；

主梁豎向變形隨試驗(yàn)環(huán)境變化有微小波動(dòng)，但總體穩(wěn)定，符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求；

建筑物存在局部微弱滲水點(diǎn)，滲水部位主要分布于施工縫及個(gè)別主體結(jié)構(gòu)位置。

5滲水部位處理措施

根據(jù)滲漏原因分析采用化學(xué)灌漿，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)裂縫寬度的大小采用不同型號(hào)樹(shù)脂配方及參入物，使用灌漿泵將漿液壓入縫隙并使之飽滿。

施工前，先進(jìn)行密封水試驗(yàn)，確定裂縫走向與位置。再清洗漏水裂縫處的水污痕或結(jié)晶污垢，找準(zhǔn)裂縫位置及裂縫大小為下道工序做準(zhǔn)備。

5.1灌漿前對(duì)縫隙進(jìn)行處理

對(duì)于混凝土構(gòu)件上較細(xì)（小于0.3mm）的縫隙，可采用毛刷或鋼絲刷等工具清掃砼表面塵土，并清除去裂縫周圍易脫落的浮皮、空鼓的抹灰等，然后用棉絲醮乙醇沿裂縫方向兩側(cè)20～30mm處擦洗干凈并保持干燥。

5.2灌漿嘴設(shè)置

（1）在裂縫交叉處、較寬處、端部以及裂縫貫穿處，當(dāng)縫隙小于1mm時(shí)埋設(shè)的灌漿泵間距為350～500mm，當(dāng)縫隙大于1mm時(shí)，為500～1000mm。

（2）埋設(shè)時(shí)，先在灌漿嘴的底盤(pán)上抹一層厚約1mm的環(huán)氧膠泥將灌漿的進(jìn)漿口齊縫粘貼在預(yù)定位置上。

（3）封縫采用環(huán)氧樹(shù)脂膠泥，先在裂縫兩側(cè)（寬20～30mm）涂一層環(huán)氧樹(shù)脂基夜，后抹一層厚1mm左右、寬20～30mm的環(huán)氧樹(shù)脂膠泥。抹膠泥時(shí)應(yīng)防止產(chǎn)生小孔和氣泡，要掛平整，保證封閉可靠。

（4）裂縫封閉后應(yīng)進(jìn)行壓氣試漏，檢查密閉效果。試漏需待封縫膠泥有一定強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行。試漏前沿裂縫涂衣層肥皂水，從灌漿口通入壓縮空氣，凡漏氣處，應(yīng)予以修補(bǔ)密封至不漏為止。