主槽采用特大跨徑變箱變截面箱梁三向 預應力混凝土連續剛構渡槽充水試驗

劉力銘

中鐵十二局集團二公司 山西太原 030032

摘要：渡槽防滲處理及結構安全備受關注，通過充水試驗，檢驗渡槽各部位的施工質量和性能，并在全線通水前對出現的質量缺陷（滲水點、裂縫等）進行處理，為渡槽的竣工驗收、質量評定和運行期養護等提供技術依據；

關鍵詞：渡槽；充水試驗；試驗目的；防滲處理

1、工程概述

渡槽全長987.006m，總體布置：（7.01+11×15）m鋼筋混凝土簡支梁+（95.95+2×180+95.95）m連續剛構箱梁+（2×50）m預應力混凝土簡支梁+（10×15）m鋼筋混凝土簡支梁+13.09m出口漸變段，渡槽設計縱坡1/1500。

下部結構：由進口至出口依次設置1#～11#排架、12#獨墩、GG1#～GG3#雙肢薄壁空心剛構主墩、13#～15#獨墩、16#～24#排架、出口漸變段墩臺。其中，12#獨墩、GG1#（60m）、GG2#（92m）、GG3#（60m）雙肢薄壁空心剛構主墩、13#～15#獨墩、20#排架采用樁基礎，其余采用板式擴大基礎。

2、充水試驗目的

⑴該渡槽工程結構復雜、施工技術難度高，特別是主槽采用了特大跨徑變箱變截面箱梁三向預應力混凝土連續剛構渡槽結構，采用變箱變截面箱梁槽身通水、掛籃現澆、后澆止水等技術無成熟設計施工經驗，施工質量要求高；同時，渡槽跨徑、支撐高度、連續長度、止水縫伸縮量等均居世界前列，開展充水試驗能驗證新結構的安全性與可靠性，并為工程順利通水提供技術保障。

⑵通過充水試驗，檢驗渡槽各部位的施工質量和性能，并在全線通水前對出現的質量缺陷（滲水點、裂縫等）進行處理；重點檢驗連續剛構主槽的應力情況、變形情況、實際承載能力、工作狀態及溫度作用效應等，檢驗50m跨簡支預應力渡槽箱梁的變形情況，為渡槽的竣工驗收、質量評定和運行期養護等提供技術依據；建立渡槽運行期安全監測的初始狀態，為運行期結構狀體的評定提供依據。

⑶對于采用新材料、新工藝、新技術建成的渡槽，通過充水試驗，研究渡槽結構的力學行為，總結結構受力行為的一般規律，進一步驗證渡槽設計理論和假定，探索具有普遍意義的規律，為發展設計計算理論、完善現有規范積累資料。

3、總體試驗方案

3.1堵頭設計

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+砂袋堆砌進行封堵。迎水側采用30mm厚M10砂漿抹面，清理干凈表面，鋪設0.5mm后土工膜防滲，土工膜緊貼砂漿表面，底部往迎水側延伸1m，并與渡槽接觸面緊密粘貼。在進、出口堵頭上均埋設2個φ350排水鋼管，間距1.4m。排水管背水側均設置閥門，管口距槽殼底部300mm。

渡槽進口堵頭縱剖面圖

渡槽出口堵頭縱剖面圖

3.2充水方法

根據設計抽水量指標，最后一級需在3d內抽水2538m3，即848m3/d，每天抽水按10h考慮，早上07：30～17：30為抽水時間段。

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

充水試驗充水高度分1/4設計流量水荷載水位、1/2設計流量水荷載水位、3/4設計流量水荷載水位、設計流量水荷載水位、1.2倍加大流量水荷載水位5種工況。各試驗工況應靜停3d以便于結構協調變形、缺陷排查及安全監測。

3.3正常排水

充水試驗完成后，考慮上下游側渡槽充水試驗水源的需要，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，按下列方案排水：

在下游渡槽進口處設置堵頭，正常排水時，利用渡槽出口堵頭埋設的泄水管道，將水排至渡槽出口排架及明渠內，利用虹吸管將水反抽至高山水池內，高山水池內的水再通過一級提水管道自流至新橋小河。

3.3緊急排水

在充水試驗過程中，為應對突發事件，在渡槽上下游側設置緊急排水設備。上下游側所選用緊急排水設備的總排水能力均不低于1250m3/h。

根據充水試驗技術要求，累計最大水量為9487m3，考慮1：1500的流水坡度，總水量按10000m3計算，在下游渡槽進口位置設置堵頭，緊急排水時利用渡槽兩側堵頭預埋的排水管向上游及下游渡槽內排水。

4充水試驗結果

根據充水試驗技術要求監測頻次，在充水試驗過程中對該渡槽結構外觀變形、缺陷排查進行了巡視，并對埋設的各類儀器及槽身豎向位移、基礎沉降等進行了監測；

渡槽結構應力狀態基本符合設計技術要求；

主梁豎向變形隨試驗環境變化有微小波動，但總體穩定，符合設計技術要求；

建筑物存在局部微弱滲水點，滲水部位主要分布于施工縫及個別主體結構位置。

5滲水部位處理措施

根據滲漏原因分析采用化學灌漿，根據現場裂縫寬度的大小采用不同型號樹脂配方及參入物，使用灌漿泵將漿液壓入縫隙并使之飽滿。

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

5.1灌漿前對縫隙進行處理

對于混凝土構件上較細（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20～30mm處擦洗干凈并保持干燥。

5.2灌漿嘴設置

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

（2）埋設時，先在灌漿嘴的底盤上抹一層厚約1mm的環氧膠泥將灌漿的進漿口齊縫粘貼在預定位置上。

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

（4）裂縫封閉后應進行壓氣試漏，檢查密閉效果。試漏需待封縫膠泥有一定強度時進行。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，應予以修補密封至不漏為止。