渡槽作为一种过流建筑物,在引水、调水等水利工程中得到普通运用,我国已建成投入使用的东深供水樟洋渡槽、南水北调漕河渡槽、湍河渡槽及沙河渡槽等,代表着当今水工渡槽施工技术先进水平。鄂北调水孟楼渡槽槽身段长4920m,每跨30m,共164跨,单跨重1200t,槽身为矩形三向预应力钢筋混凝土简支结构,结构尺寸偏差不超过±10mm,是世界最长、最重、施工难度最大的单槽预制矩形输水渡槽;为确保预制渡槽按期优质完工,开展本课题研究。东深供水樟洋渡槽、南水北调多座渡槽均为简支梁结构,主要采用满堂支架、造槽机等施工方法。满堂支架法现浇施工,需投入大量的施工材料和吊装设备、排架基础处理费用高、工序交叉作业情况突出、高空作业安全风险大等难点;造槽机法施工一次性投入巨大,整机设备安装拆除周期长、内腔施工作业空间狭窄,且一般多作为专一特种设备使用,工程完工后几乎不能周转重复利用。超大三向预应力矩形预制渡槽施工具有工期紧、难度大、质量要求高等特点,并受施工场地狭小的限制,创新采用架槽机法实现特大矩形渡槽高效预制和精准架设施工,其施工技术难点主要有:(1)需在狭小场地内布置备料、预制、预应力、存放、吊装等功能区,还要根据工艺关系将其有机联系,才能实现渡槽工厂化预制;(2)槽身预制若采用传统施工方法,钢筋制安施工时间较长,模板变形影响因素多,槽身自然养护时间长,难以保证渡槽预制施工质量,也不能满足工期要求;(3)渡槽预制场地狭小,与架设区段平行布置,由于渡槽架设区段长,难以快速地将预制槽身从狭窄预制区运送至架设区的指定位置,而且渡槽架设区段长、槽身自重大,且架设区附近道路地基土质松软,不利于槽身的长途转运。项目依托葛洲坝集团股份公司和葛洲坝一公司立项科技项目,紧紧围绕世界最大矩形渡槽工厂化流水线式施工进行自主创新,实现了特大矩形渡槽高效预制;创新采用提-运-架专用设备,实现特大型矩形预制渡槽精准架设施工。主要技术创新内容包括:(1)首次对特大型矩形渡槽采用工厂化预制、机械化整体安装的施工方法,实现了渡槽绿色、高效、优质、安全施工。(2)创新形成了1200t级矩形渡槽高效预制成套技术,解决了大型钢筋笼整体精准制安和无变形吊运,槽身内模支撑固定、模板整体校验与固定、顶部操作平台支撑及阴角部位模板拆除,以及槽体智能养护等技术难题,加快了槽身预制速度,保证了预制槽身施工质量。(3)研发应用了1200t级矩形渡槽快速精准架设成套技术,采用研发的槽身专用吊具、提槽机转向变轨、运槽车跟随式扁担梁托运、架槽机纵移步进、曲线段横移控制等装置,结合四点起升、三点平衡的架槽方法,实现了1200t槽身的高效安装和精准就位。本项目研究获授权发明专利2项,5项发明专利实审中,授权实用新型专利10项;获省部级工法1项,并获中国能源建设集团有限公司科技进步二等奖。主编的《水电水利工程渡槽施工规范》为国家能源局2019年能源领域拟立项行业标准。本项目研究实现了多肋三向预应力矩形渡槽工厂化高效预制施工,保证了国家重点工程--鄂北调水孟楼渡槽建设的顺利进行,创造直接经济效益约3574.56万元,促进了大型渡槽装配式建造技术的进步,后续可在大型渡槽和其他类似输水工程,以及电站厂房引水工程中推广应用。