南水北调漕河渡槽工程混凝土温度及应力分析

在简要介绍南水北调中线漕河渡槽工程项目概况、工程条件、施工要求及施工特点的基础上。比较详细地分析和提出了工程施工的关键技术问题,并在提出问题的同时,给出了研究解决这些技术问题的思路和方法。最后,提出了研究与实施应当相互作用和推进的观点。

漕河渡槽采用三向预应力设计,为验证设计和取得施工参数,在漕河渡槽30m跨段终点,进行了试验跨的施工,并进行了预应力、应力—应变等的试验监测。本文重点介绍三向预应力施工。

混凝土温度应力是产生混凝土温度裂缝的原因,降低单位混凝土水泥用量减少发热量、预埋冷却水管降低混凝土温度峰值和外部保温蓄热的措施是控制混凝土温度裂缝的关键。

1．概述 １．１工程简介 南水北调中线一期总干渠湍河渡槽位于河南省邓州市小 王营～冀寨之间的湍河上，西距邓州～内乡省道３ｋｍ，北距内乡 县２０ｋｍ，南距邓州市２６ｋｍ。渡槽槽身为相互独立的３槽预应力 混凝土ｕ型结构，单跨４０ｍ，共１８跨，单槽内空尺寸（高×宽） ７．２３ｍ×９．０ｍ。 根据湍河渡槽工程总进度计划安排，主体混凝土浇筑全年 将不间断进行，为此应做好混凝土温度控制，防止裂缝发生，确 保高温时段混凝土浇筑质量满足设计和规范要求。 1.2气象水文 据流域内内乡气象站实测气象资料统计，多年平均气温 １５．０℃，实测极端最高气温４２．１℃，实测极端最低气温－１４．℃， 多年年平均地温（距地面０ｃｍ）１７．℃，日照时数１９３３．７ｈ。全年盛 行的风向为ｎｅ，多年平均风速１．９ｍ／ｓ，实测最大风速１９．０ｍ／ｓ。 2．编制依据 《南水北调中线一

南水北调中线总干渠京石段上的一座大型交叉建筑物——漕河渡槽是第一个采用预应力结构的工程。系统地介绍了渡槽结构特点、荷载内力计算、钢铰线数量计算和预压应力复核,以及钢铰线在中、边墙内的布置,为同类工程提供了具体设计实例。

漕河渡槽是南水北调中线总干渠重要组成部分,施工前的控制测量是施工测量的首要工作。选择合适的布网形状,合理的观测方法,使控制点达到相应的精度,满足工程的施工需求,从而保证工程的质量。在控制网实施过程中主要分析了误差产生的原因和改正措施,并取得了满意的结果。

**资讯http://www.***.***

水利水电技术第39卷2008年第5期 waterresourcesandhydropowerengineeringvol39no5 南水北调中线工程漕河渡槽安全监测设计 李峰 1 ,贾志营 2 ,张颖军 3 (1三峡大学,湖北宜昌443002;2葛洲坝集团有限公司,湖北宜昌443002; 3水利部河北水利水电勘测设计研究院,天津300220) 摘要:对南水北调中线京石段应急供水工程漕河渡槽段30m跨多侧墙渡槽的安全监测设计进行研 究,阐述了大跨度输水渡槽安全监测的设计原则、监测项目及具体布置,为同类型大跨度渡槽的安全 监测设计提供借鉴。 关键词:漕河渡槽;安全监测;南水北调中线工程 中图分类号:tv6723(222)文献标识码:b文章编号:10000860(2

通过对南水北调中线京石段应急供水工程漕河段20m跨多侧墙渡槽的安全监测施工技术进行研究,介绍了输水渡槽安全监测施工中主要仪器设备的安装方法及质量控制要点。

漕河渡槽是南水北调中线京石段应急供水工程的重要组成部分,是目前国内已建成的规模最大的输水渡槽。为保证混凝土的外观质量和施工工期,针对漕河渡槽工程结构复杂,施工工期紧张的实际情况和特点,论述了模板设计规划原则,详细介绍了渡槽各部位模板的结构型式及模板施工情况,结果表明,模板的标准化、机械化,可大大提高施工作业水平。

灌注桩施工难度大,成桩工艺要求高,一但出现质量问题难于修补处理,必须加强施工过程控制和采取预防措施。结合漕河渡槽桩基施工中遇到的一些常见问题,经验性地总结出施工过程中应注意的问题和预防措施,从而保证成桩质量。

1工程概况中线南水北调为国家"八五"重点工程。索河渡槽及退水闸位于河南省郑州市荥阳县东北约7km处。其中渡槽所在中线南水北调总干渠段桩号为nb082+598～nb082+851,设计渠底高程113.33m,进口水位120.43m,出口水位120.32m,渠底宽约50m。与之毗邻渡槽上

由水泥水化过程中释放的水化热引起的温度变化和混凝土收缩产生的温度应力,是大体积混凝土产生裂缝的主要原因。结合某工程无损检测厂房,对大体积混凝土温度进行预测与实测,从而计算温度应力,得出要保证该工程混凝土不产生裂缝,需保证混凝土内外温差小于12℃的结论。

沙河渡槽是南水北调中线工程控制性项目,工程规模大、结构受力复杂,工程质量要求严格。渡槽下部墩体结构施工完成后,在缺陷普查过程中发现墩体普遍存在规律性裂缝,对渡槽运行造成了安全隐患。因此有必要对墩体裂缝进行分析研究,寻找裂缝产生的原因、发展趋势,从而为设计进行结构复核和提出处理方案提供依据。紧密结合工程实际情况,从建筑物结构特性、混凝土原材料、施工过程控制等方面进行了详细的分析,并利用三维有限元法[1],对墩体结构施工期温度和温度应力进行了全面的仿真计算分析,最终提出了裂缝产生的原因和后期发展趋势。

南水北调中线京石段直管二标标段位于河北省保保定市徐水县境内,是京石段应急供水工程的组成部分,水北沟渡槽工程是本标段的一个控制性建筑物,由退水渠工程和总干渠水北沟渡槽工程组成。水北沟渡槽工程由进口渐变段、进口检修闸、渡槽段、出口检修闸和出口渐变段组成,进口渐变段长30m,渡槽段为跨度30m的两孔一联简支多侧墙结构,共计四跨120m,现浇三向预应力c50w6f150钢筋混凝土,属于高强度薄壁大体积混凝土,槽身的纵向、横向和竖向均施加预应力,预应力形式分别为弧线形、波浪形、及直线形,束型从3束到14束共10种类型,类型复杂,施工难度高。大体积高强度混凝土自然散热缓慢,浇筑后水泥水化热集中,混凝土内部温度迅速上升,且幅度较大,根据实际施工进度,渡槽槽身浇筑安排在2007年6～9月份,根据当地多年温度记录显示,平均温度大于20℃,最高气温达到39.5℃,属高温季节施工。温控措施遵循混凝土浇筑之前采用降温,浇筑之后采用保温的原则,才能达到保证混凝土强度、消除温度裂缝和施工缝的质量目的。

南水北调中线京石段直管二标标段位于河北省保保定市徐水县境内,是京石段应急供水工程的组成部分,水北沟渡槽工程是本标段的一个控制性建筑物,由退水渠工程和总干渠水北沟渡槽工程组成。水北沟渡槽工程由进口渐变段、进口检修闸、渡槽段、出口检修闸和出口渐变段组成,进口渐变段长30m,渡槽段为跨度30m的两孔一联简支多侧墙结构,共计四跨120m,现浇三向预应力c50w6f150钢筋混凝土,属于高强度薄壁大体积混凝土,槽身的纵向、横向和竖向均施加预应力,预应力形式分别为弧线形、波浪形、及直线形,束型从3束到14束共10种类型,类型复杂,施工难度高。大体积高强度混凝土自然散热缓慢,浇筑后水泥水化热集中,混凝土内部温度迅速上升,且幅度较大,根据实际施工进度,渡槽槽身浇筑安排在2007年6～9月份,根据当地多年温度记录显示,平均温度大于20℃,最高气温达到39.5℃,属高温季节施工。温控措施遵循混凝土浇筑之前采用降温,浇筑之后采用保温的原则,才能达到保证混凝土强度、消除温度裂缝和施工缝的质量目的。

分析了总结我国渡槽建设和大跨度预应力混凝土桥梁建设经验，在满足渡槽安全、经济、适用和施工便利要求的条件下，提出了新型的纵向大梁承重兼挡水的大跨度双槽一联单隔墙矩形断面预应力混凝土渡槽。

分析了南水北调中线干线工程漕河渡槽在工程施工初期槽身产生裂缝的原因,产生裂缝的原因为:混凝土内外温差大;混凝土自身结构约束及自重应力大;施工过程中混凝土养护不到位等。通过优化混凝土配合比、选用高效减水剂、优化骨料级配等技术手段控制渡槽槽身混凝土裂缝的产生。

渡槽槽身混凝土施工，是决定整个渡槽工程质量优劣的关键，高温季节施工如果不采取有效温控措施，容易产生温度裂缝，产生工程隐患。文中以南水北调中线工程沼河渡槽槽身混凝土施工为例，介绍了为防止大体积混凝土产生温度裂缝而采取的一系列综合措施，为今后类似工程施工做好温控工作提供参考。

以南水北调邯邢段洺河渡槽工程为例,进行基坑排水设计.根据工程布置、工程地质及地下水情况进行分析,选定基坑布置,选择排水方式,计算排水量,最终选定排水设备型号及数量.目前洺河渡槽已施工完毕,从现场施工情况看,排水设备及数量满足施工要求,保障了工程顺利进行.

砂砾料具有水稳定性好、压实密度大、沉降量小、节约工期等诸多优点,但是由于天然砂砾料本身的不确定性,施工过程质量控制难度很大,相应的技术指标不是很明确,实际操作问题较多,通过青兰渡槽的砂砾料回填应用,进一步做了砂砾料技术指标应用分析。通过青兰渡槽的应用效果,证明砂砾料回填过程控制的成功经验,促进砂砾料回填技术推广。

在南水北调万年闸泵站的建设过程中，混凝土的防裂是施工中突出的技术难题。在缺乏类似工程施工经验的前提下，本人对混凝土浇筑常规的温控措施加以完善，并应用到万年闸泵站工程中，取得了很好的应用效果。