第五节 研究成果应用与实施效果

一、研究成果在工程设计、建设中的应用情况

沙河渡槽工程可行性研究于2008年由国家发展和改革委员会批复,初步设计于2009年年底由国务院南水北调工程建设委员会办公室批复,在设计过程中开展的技术研究为工程前期设计提供了坚实的技术支撑。

结构选型与跨度分析研究成果在沙河渡槽工程设计方案论证中得到了充分体现,薄壳结构稳定性研究、温度场与温度边界条件研究、大型薄壁渡槽结构计算方法与空间应力状态研究对沙河渡槽结构设计提供了理论支撑与技术保证,保障了工程前期的设计水平与质量。施工方案研究成果为沙河渡槽工程批复中决策采用地面预制架设、架槽机施工提供了重要依据和技术保障。

沙河渡槽于2009年年底开工建设,施工前期结合生产性试验,陆续开展了预应力张拉试验与测力技术研究、U形预制槽止水结构型式及止水材料研究、预制槽蒸养温控技术研究、提运架施工流程验证性试验研究,根据这些试验研究成果优化并完善了施工阶段工程设计,同时为编制指导现场施工的沙河渡槽施工技术要求提供了坚实依据。现场开展的1∶1原型槽充水试验研究直观验证了工程设计质量与安全性,同时完善了大型渡槽结构分析理论与方法。

二、实施效果

2011年9月至次年9月,经过多榀预制渡槽单槽原型充水试验的直观验证与挠度、变形、应力应变的监测,渡槽结构受力得到了充分验证,工程安全有充分保证。

沙河渡槽第一榀U形槽于2010年12月成功预制,至2013年7月22日,沙河渡槽228榀槽全部预制完成,槽身无任何温度干缩裂缝。

2011年3月15日,沙河渡槽第一榀U形槽成功架设,提槽机运用成功。2011年6月1日,沙河渡槽右线第5榀预制槽成功架设,首次实现了提槽机、运槽车、架槽机联合作业,真正实现了设计提出的大型渡槽预制架设、提运架新思路与预期效果。2012年12月31日,跨沙河47跨、188榀渡槽架设全部完成,2013年8月21日,跨大浪河10跨、40榀渡槽架设全部完成,综合施工效率两天架1榀槽。设计预想的施工方案流程得到了全部验证,运用非常成功,工程成功架设开创了大型预制渡槽机械化施工的先例,推进了我国大型渡槽施工水平的提高,填补了国内无大型渡槽装备之空白。

2012年3月止水结构新型式“橡胶止水粘结+压板结构”试验成功,止水效果良好,施工效率高,质量利于控制。2012年年底优化后的止水型式在工程槽上开始了大面积安装施工。

2013年12月沙河渡槽全部主体工程完工。主体工程完工后,南水北调中线干线工程建设管理局为全面验证大型渡槽工程建设质量与工程安全,对包括沙河渡槽在内的大型渡槽进行了充水试验。9km的沙河渡槽在2013年12月初至次年2月、2014年4—6月进行了两次充水试验,试验充水水位由低水位到设计水深、加大水深直至满槽水深,对沙河渡槽工程的质量、安全进行了全面检验。监测表明,充水与放水期间渡槽结构整体安全稳定,结构挠度、沉降、变形、应力应变总体上符合设计预期,监测指标均在安全警戒值以内,各监测指标变化符合加荷受力规律,同时,充水试验表明渡槽接缝止水效果良好。沙河渡槽全段充水试验再次验证了工程的设计质量和安全,沙河渡槽工程关键技术研究成果得到了充分体现。

2014年5月5—8日,国务院南水北调工程建设委员会办公室进行了南水北调中线一期工程沙河渡槽段设计单元工程通水验收。2014年7月3日,丹江口水库水第一次流入南水北调中线总干渠,包括沙河渡槽在内的黄河以南段中线总干渠开始充水试验。2014年9月27—28日,国务院南水北调工程建设委员会办公室进行了南水北调中线工程全线通水验收。2014年12月12日,南水北调中线一期工程全线通水运行,截至2017年年底已安全平稳运行近3年,向京津及华北沿线累计输水超过100亿m3,工程效益正逐步显现。