南水北调特大型渡槽关键技术研究与实践
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第二节 南水北调大型输水渡槽特点及面临的技术挑战

南水北调中线总干渠输水渡槽,受跨越交叉河流处的净空高度、地形地质条件等因素限制,结构型式为承重与输水一体的梁式渡槽。中线全线自流输水,水头特别紧张,加之输水流量多在200m3/s以上,使得渡槽具有小水头、大流量、断面超大的工程特点,渡槽横向水面总宽多在20m以上,水深大于5m。

沙河渡槽设计流量320m3/s,加大流量380m3/s,全长9050m,设计水头仅1.77m,渡槽的规模大大超过了印度GOMTI渡槽、东深供水改造工程渡槽和先期开工的南水北调中线京石段渡槽工程。

在设计与施工技术方面,虽然目前我国已建渡槽数以万计,无论是在设计理论的研究、结构型式的多样性与建设规模等方面均处于国际前列,但南水北调中线如此规模巨大的渡槽在世界上尚无建设先例,设计与施工均遇到了前所未有的挑战。

大型输水渡槽合理的结构型式、跨度,直接影响工程的质量、安全、投资与工期;大断面薄壳渡槽作为空间受力板壳,结构稳定性与结构分析没有成熟的理论,温度边界条件也是大型渡槽结构设计需要考虑的复杂问题之一;渡槽止水渗漏是已建渡槽多发问题,南水北调这样备受瞩目的大型工程如何保证止水效果十分关键;大断面槽身温控防裂、预应力张拉控制是保证特大型渡槽质量安全的关键。另外,大型渡槽槽身施工能否借鉴当今桥梁造桥与架桥技术,实现机械化作业也是工程面临的关键难题。这就需要在已有的设计理论、研究成果与经验的基础上,结合当今工程设计理念、新材料的应用、施工设备技术发展与经济发展水平等,深入研究以沙河渡槽为代表的南水北调特大型渡槽建设关键技术。