中线工程输水渡槽流态优化项目首段导流墩入水安装成功

5月3日，南水北调中线建管局中线输水渡槽流态优化科研试验项目迈出关键一步，在平顶山叶县澧河渡槽出口处，导流墩首段九层预制钢筋混凝土墩体入水安装成功，为项目如期完成奠定了坚实基础。

在原渡槽进出口增设导流墩，可大幅改善渡槽进出口水流状态，有效降低水头损失，提高过流能力，对保障中线工程整体输水能力具有十分重要的意义。

“导流墩设计为钢筋混凝土材质，整体呈三角形，设计总长30米，高7至8米，宽度从5米渐变到0.5米。导流墩顺水流方向共分为10段，每段自下而上分为9层，前9层为预制钢筋混凝土，封顶为现浇混凝土。”河南勘测设计研究有限公司现场设计代表马山玉说，这种分体式结构既能保证导流墩在预制厂的高精准预制，又能确保在总干渠正常输水条件下高效安装。

2020年4月，在水利部统一调度下，中线工程以加大流量进行输水。期间，部分输水渡槽进出口段出现水流状态紊乱、槽身内水位波动过大等情况，术语称为“卡门涡街”，输水效率受到不同程度影响。如何通过工程措施消减进出口涡流紊乱、减少槽身内水位震荡，被提上工作日程。在水利部和中国南水北调集团公司高度关注下，中线建管局启动了中线输水渡槽流态优化科研试验项目，要求河南分局以叶县澧河渡槽为试验对象，通过技术联合攻关消除“卡门涡街”现象，有效提高渡槽工程过流能力，为以后加大流量输水常态化提供安全支撑。

“如果是在无水环境下，导流墩项目施工并不存在太大难度。”项目现场工作组副组长李钊告诉笔者，目前中线工程输水不能中断，使得动水环境作业成为了大前提，这就无形中加大了科研试验项目的安装施工难度，不仅充满了挑战性，也存在极大的不确定性。经过河南省水利勘测设计研究有限公司、中国电建水电十一局有限公司、华北水利水电大学等多家单位近一年联合攻关，成功研制出了装配式预制钢筋混凝土导流墩结构，并通过试验确定了动水环境下导流墩安装施工方案。

此次导流墩安装，是水利行业“大吨位、大体积、高精度”装配式建筑物，在“高流速、差流态、高水深”的动水环境下的首次尝试。现场参与安装施工的水电十一局安装分局项目经理吴跟随说：“要想在水流湍急的渡槽出口完成导流墩安装任务，必须为安装提供一个坚固的施工平台。”为此，他们专门搭建了专用浮箱水上桁架作业平台，利用双轨同步电动葫芦，可有序将导流墩按段、逐层起吊，并完成动水悬浮拼装。

导流墩每层重约80吨，为降低其对水上作业平台及总干渠底板产生的荷载、保证导流效果，项目工作组反复研究，多次优化设计。一是采取独特的空腔设计，有效降低整体结构自重的同时，还能利用水中浮力，大幅度减轻水上平台负荷。导流墩整体就位后，空腔可与总干渠水流连通，辅以模袋混凝土的帮助，墩体底部能与总干渠底板密切连成整体，从而有效降低墩体对总干渠底板的荷载。二是严格控制分段分层导流墩的预制及安装施工精度。由于导流墩为渐变体，对预制及安装施工精度要求很高。为了确保方案顺利实施，河南省水利勘测设计研究公司总经理助理高英介绍说：“项目全过程采用BIM可视化技术进行设计与施工方案模拟，凭借无损耗多频次的数字化模拟，为方案的顺利实施奠定了坚实基础。作业人员正在努力将墩体预制、拼装的水平和垂直偏差控制到2毫米以内。”

记者观察发现，随着水上作业平台的搭建及首段导流墩入水安装就位，澧河渡槽出口水流状态已经改善，槽身水流波动幅度也已显著降低。

经了解获悉，澧河渡槽出口导流墩有望于5月中旬安装完成，届时流态优化试验效果将能得到进一步验证。