連環水庫南干渠渡槽拆除工程設計方案分析

梁 俠

(陽江市市區水庫管護中心，廣東 陽江 529500)

陽江市連環水庫地處粵西沿海，位于漠陽江下游小支流上，工程由大湴列、獨田、大金山、共青湖4個水庫聯結而成，總控制集雨面積9.427km2。地理位置為東經111.59°、北緯21.51°。各水庫集水區域內地勢均屬低山和丘陵，土層以壤土為主，其適水性及植被情況均屬中等。

連環水庫南干渠槽身和立架混凝土面老化、鋼筋暴露、腐蝕嚴重，對岸渡槽(長槽)北邊第8支立架發生崩塌，造成第8、9跨渡槽跨塌。由于長槽部分崩塌，牽引安全性遭到破壞，在潮水或洪水的流下，長槽會隨時有崩塌的危險，嚴重危及過往船只的安全，屬于嚴重安全隱患。根據陽江市應急搶險救災工程管理的有關規定，本工程為應急排險工程，應盡快將渡槽拆除方案報市政府批準后實施拆除。

1 工程概況

連環水庫灌區南干渠對岸渡槽(短槽及長槽)分別位于連環水庫南干渠樁號4+040～4+160(短槽)及4+450～4+910(長槽)段。對岸渡槽自1958年興建，位于漠陽江東支流出海口附近，運行至今已有61年。對岸渡槽(短槽)總長120m，共9跨，對岸渡槽(長槽)總長460m，共40跨，槽身均為鋼筋混凝土U形薄壁結構，因陽江市市區城南片區發展需要，對岸渡槽已經喪失了原有引水灌溉的功能，而對岸渡槽還存在渡槽接頭漏水、欄桿破舊、渡槽槽身和立架砼面均出現老化、爆筋和侵蝕嚴重等情況，在2012年6月檢測對岸渡槽(短槽)為危槽，而對岸渡槽長槽與短槽為同期建設，故同屬危槽[1]。

由于本項目渡槽拆除難度高，風險大，且渡槽位于漠陽江東支流河道上，河道交通較繁忙，為確保既能安全拆除，又盡可能減少對河道交通的影響，同時兼顧起吊、運輸設備對現場環境的要求和工程造價等因素，確定本渡槽拆除的總體原則為：安全拆除、吊運結合及保障交通。

2 渡槽拆除工程設計

2.1 拆除工程范圍

對岸渡槽(短槽)拆除工程范圍包括：U形薄壁槽身、上部構造及附屬工程、橋墩墩柱及擴大基礎；保留短槽前端和尾端渡槽岸坡擋墻。

對岸渡槽(長槽)拆除工程范圍包括：U形薄壁槽身、上部構造及附屬工程、橋墩墩柱及擴大基礎；保留長槽前端和尾端渡槽岸坡擋墻[2]。

2.2 拆除工程量

對岸渡槽拆除工程量見表1。

表1 拆除工程數量表

2.3 工程地質條件

通過鉆孔及區域勘察，工程范圍區不存在無活動性斷層，溶洞等不良地質本次調查未發現本場區斷裂現象。下伏基巖較穩定，綜合評價該場地屬于較穩定狀態，可進行渡槽工程建設。

擬建渡槽區第四系覆蓋層較厚，且1層淤泥、3層淤泥質土為流塑狀，2層淤泥質砂土為松散狀，5層中砂整體狀態呈稍密，4層粉質粘土可塑狀，屬軟弱層，1層強風化花崗巖，厚度較大，有一定承載力，若滿足承載力要求，可根據擬建物荷載選擇做摩擦樁基礎持力層。2層弱風化花崗巖具有強度高，整體性好的特點，宜選為鉆(沖)孔樁基持力層。

本工程場地等級為二級(中等復雜場地)，渡槽地基等級同為二級地基，綜合評定本工程巖土工程勘察等級為乙級。渡槽場區范圍內第四系分布較廣，厚度較大，下部基巖有燕山期花崗巖構成，渡槽場區內無斷層通過，基巖穩定。

3 渡槽拆除方案

因本項目兩座渡槽位于聯圍河和漠陽江東支流上，渡槽拆除均為水上作業，施工作業安全性要求較高，拆除時按總體設計，河道交通需短暫進行封閉，待拆除渡槽上部鋼筋混凝土結構后，再恢復河道交通。分析現場調查情況，對岸渡槽(短槽及長槽)周邊環境比較復雜，不適合爆破拆除方法，因此針對對岸渡槽現場將應用合適的拆除施工法[3]。

3.1 對岸渡槽(短槽)拆除方案

對岸渡槽(短槽)原設計為鋼筋混凝土U形薄壁結構，總長120m，共9跨，單跨平均長為13m，河床到渡槽橋面均高5m，槽頂為預制蓋板，渡槽橋面為2m，除鋼筋砼欄桿外，通行凈寬為1.35m。渡槽支撐為鋼筋砼排架結構。

短槽結構分為3部分，第一部分為渡槽面附屬結構，該結構包含蓋板及欄桿，蓋板為鋼筋砼結構，截面尺寸為2m×0.09m，欄桿為預制鋼筋砼結構，欄桿立柱尺寸為0.15m×0.12m×0.97m，欄桿橫梁尺寸為0.15m×0.12m×1.88m；第二部分為渡槽槽身結構，該結構為鋼筋混凝土U形薄壁結構，結構尺寸為1.36m×1.44m×0.15m，短槽槽身單跨重量為(1.44t×2t+1.36t)×0.15t×13t×2.5t=20.67t；第三部分為槽身下部結構，包括排架橫梁、鋼筋砼排架及排架基礎，排架橫梁截面尺寸均為0.3m×0.5m×2.50m+0.3m×0.3m×3m×2m+5m×3m×1m。

3.1.1短槽橋面附屬結構物拆除

由于附屬設施較輕，當拆除時渡槽橋整體剛度未減小，結構安全，因此可采用人工拆除，人工無法拆除的附屬設施可利用機械或氧氣乙炔切割進行破拆，附屬設施拆除完畢后，人工配合機械將欄桿、蓋板等廢料用斗車運至岸邊臨時堆放點進行堆放，拆除后的結構廢料采用液壓破碎機現場破碎，將鋼筋、砼分離，再用挖機或裝載機配合裝8t自卸汽車將其拉運至指定棄渣場進行堆放處理。

3.1.2渡槽槽身結構拆除

渡槽槽身為簡支結構，共有9跨，單跨平均長為13m，每跨渡槽槽身重量20.67t，聯圍河水位可由四圍窖仔水閘、四圍聯圍水閘和那格水閘進行調節。將聯圍河水位降到最低，采用外購土方在河道兩岸進行填筑臨時施工便道，兩岸臨時便道須分2次填筑，先填筑右岸臨時便道，待拆除右岸渡槽結構后再填筑左岸臨時便道，再進行左岸渡槽結構的拆除。每跨渡槽槽身采用50t汽車起重機進行吊、拉至岸邊，再采用液壓破碎機現場破碎，將鋼筋、砼分離，再用挖機或裝載機配合裝8t自卸汽車將其拉運至指定棄渣場進行堆放處理。

3.1.3渡槽槽身下部結構拆除

渡槽槽身下部結構的拆除應遵循自上而下的原則逐步進行。先拆除排架橫梁，再拆除排架墩柱，最后拆除排架基礎部分。

拆除排架橫梁、排架墩柱及排架基礎采用挖掘破碎機自上而下逐步將排架橫梁、排架墩柱及排架基礎進行破碎，遇到鋼筋連接時可利用氧氣乙炔進行切割，當機鑿破碎掉落的混凝土塊較大時，可利用破碎錘改小后進行破碎，用挖機或裝載機挖運廢料到到岸邊臨時堆放點進行堆放，再由挖機或裝載機裝到8t自卸汽車將其拉運至就近的棄渣場進行堆放處理。

3.1.4渡槽(短槽)拆除總體施工流程

渡槽拆除順序原則上按原建設渡槽橋相反順序進行，即：管線及其他附屬設備遷改保護→拆除渡槽橋面系→拆除渡槽槽身→拆除排架橫梁、排架墩柱及排架基礎→裝運→場地清理恢復[4]。

3.2 對岸渡槽(長槽)拆除方案

對岸渡槽(長槽)原設計為鋼筋混凝土U形薄壁結構，總長460m，共40跨，單跨平均為11.5m，河床到渡槽橋面均高8m，槽頂為預制蓋板，渡槽橋面為2m，除鋼筋砼欄桿外，通行凈寬為1.35m。渡槽支撐為鋼筋砼排架結構。

長槽結構分為3部分，第一部分為渡槽面附屬結構，該結構包含蓋板及欄桿，蓋板為鋼筋砼結構，截面尺寸為2m×0.09m，欄桿為預制鋼筋砼結構，欄桿立柱尺寸為0.15m×0.12m×0.97m，欄桿橫梁尺寸為0.15m×0.12m×1.88m；第二部分為渡槽槽身結構，該結構為鋼筋混凝土U形薄壁結構，結構尺寸為1.36m×1.44m×0.15m，長槽槽身單跨重量為(1.44t×2t+1.36t)×0.15t×11.5t×2.5t=18.29t；第三部分為槽身下部結構，包括排架橫梁、鋼筋砼排架及排架基礎，排架橫梁截面尺寸均為0.22m×0.6m×2m+0.6m×0.6m×1.65m+0.3m×0.3m×6m×2m+5m×3m×1m。

本項目對長槽提供了3種不同的渡槽拆除方案，對同一拆除方案不同長度渡槽采取同一拆除措施，但均不涉及河床以下基礎拆除，3種方案的渡槽面附屬結構拆除方法同短槽橋面附屬結構物拆除方法一致[5]。

3.2.1方案一：搭設臨時鋼便橋

(1)渡槽槽身結構

首先采用人工輔助機械切除槽身側向擋板連接部位，其次搭設臨時鋼便橋，臨時鋼便橋上部結構采用貝雷梁搭設，貝雷梁由貝雷架與橫聯架通過貝雷銷組合而成框架結構，鋼便橋寬度6m，需在渡槽兩端從岸邊開始架設至各墩，形成水上施工通道，以便施工設備能夠運抵至對應的位置，鋼便橋下部采用529mm鋼管樁按每9m一跨布置，鋼管樁橫向間距為2.5m，打入河床以下6m左右，具體長度由施工水位及地質條件決定。鋼便橋鋼管樁的縱向和橫向均采用20槽鋼作剪刀撐，以增強其穩定性。樁頂用2根I32b工字鋼作為橫梁，與鋼管樁焊接在一起。架設好的鋼便橋作為本次工程拆除任務的臨時簡易橋梁，每跨渡槽槽身采用50t汽車起重機進行吊裝，30t裝自卸汽車拉至岸邊，再采用液壓破碎機現場破碎，將鋼筋、砼分離，最后用挖機或裝載機配合裝8t自卸汽車將其拉運至指定棄渣場進行堆放處理。

(2)槽身下部結構

槽身下部結構采用自上而下的拆除順序，即首先拆除排架橫梁，繼而拆除排架墩柱，最后是排架基礎。采用挖掘破碎機利用搭設好的鋼便橋對槽身下部結構各個部位進行破碎拆除，遇到鋼筋連接處可利用氧氣乙炔進行切割，拆除后的結構廢料用挖機挖運到裝8t自卸汽車上，將其拉運至指定棄渣場進行堆放處理。

3.2.2方案二：搭設臨時浮橋

(1)渡槽槽身結構

采用3艘120t排水量的平板駁船作為一個單元，在靠岸平板駁船上搭建好貝雷架(暫定以20m為一截寬度6m)，用拖船將搭設好的單元平板駁船順水流方向拖至指定位置，將每個單元舟體之間采用柔性拉桿鏈接，按4m間隔排列成帶式，浮船表面用混凝土澆筑而成，內部采用環保的填充材料，能有效的吸收抗擊和減緩波浪的侵襲。繼而采用50t起重機在平板駁船4個角落施打DN400鋼管樁，以便于加固平板駁船，保持浮橋軸線位置不致偏移，最后在上、下游設纜索錨碇。

待船體上部架設貝雷梁形成水上通道。用人工配合50t汽車起重機對每一截渡槽進行吊裝，平均一跨11.5m，首先人工用混凝土切割機對每一截渡槽進行切割，然后將每一跨渡槽槽身通過50t汽車起重機進行吊裝，起重機重物起吊、旋轉時，速度要均勻平穩，以免渡槽槽身在空中擺動發生危險。在放下時，速度不要太快，保持低于10KM/h的速度，以防重物突然下落而損壞。

然后30t自卸汽車在起吊機附近待命，等渡槽槽身平穩放置在30t自卸汽車拉至岸邊指定的臨時堆放點，行駛時速低于10KM/h，再采用液壓破碎機現場破碎，將鋼筋、砼分離，最后用挖機或裝載機配合裝8t自卸汽車將其拉運至指定棄渣場進行堆放處理。

(2)槽身下部結構

槽身下部結構采用自上而下的拆除順序，即首先拆除排架橫梁，繼而拆除排架墩柱，最后是排架基礎。采用挖掘破碎機利用搭設好的鋼便橋對槽身下部結構各個部位進行破碎拆除，遇到鋼筋連接處可利用氧氣乙炔進行切割，當機鑿破碎掉落的混凝土塊較大時，可利用破碎錘改小后進行破碎，拆除后的結構廢料用挖機挖運到裝8t自卸汽車上，將其拉運至指定棄渣場進行堆放處理。

3.2.3方案三：起重船拆除

(1)渡槽槽身結構

首先采用人工輔助機械切除槽身側向擋板連接部位，因船只及拆除物吃水量較大，且岸邊為淺灘地，故需要搭設臨時碼頭作為船只

(2)槽身下部結構

槽身下部結構采用自上而下的拆除順序，即首先拆除排架橫梁，繼而拆除排架墩柱，最后是排架基礎。采用船載挖掘破碎機對槽身下部結構各個部位進行破碎拆除，再用船載挖機或裝載機挖運廢料到裝載船送到岸邊臨時堆放點進行堆放，最后用挖機或裝載機配合裝8t自卸汽車將其拉運至指定棄渣場進行堆放處理[6]。

3.3 方案比選

通過上述比較，3種拆除方案各有其優缺點，綜合考慮設計采用方案二，用舟梁合一的形式搭設臨時浮橋進行拆除。

渡槽(長槽)拆除總體施工流程為：管線及其他附屬設備遷改保護→渡槽橋面系→搭設臨時浮橋→拆除渡槽槽身→拆除排架橫梁、排架墩柱及排架基礎→裝運→拆除臨時浮橋→場地清理恢復。

表2 拆除工程數量表

4 結語

連環水庫南干渠槽身和立架混均已老化，有崩塌的危險，嚴重危及過往船只的安全，不利于社會穩定，同時存在一定的安全隱患。該渡槽拆除難度高，風險大，渡槽位于漠陽江東支流河道上，河道交通較繁忙，為確保既能安全拆除，又盡可能減少對河道交通的影響，同時兼顧起吊、運輸設備對于現場環境的要求和工程造價等因素，設計出本工程可針對短、長槽的不同周邊環境，選用最佳方案進行拆除方法。

本文較全面地分析了該渡槽拆除工程設計方案并對拆除方式選用有了更多認識，達到了節約工期的同時也保證了施工質量，對同類工程有一定的借鑒意義。